زينوبوت

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

الزينوبوتات ، التي سُميت نسبةً إلى الضفدع ذي المخالب ( Xenopus laevis )، [ 1 ] هي كائنات حية اصطناعية تُصمم بواسطة الحواسيب لأداء وظائف محددة، وتُبنى من خلال دمج أنسجة بيولوجية مختلفة. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] ويدور جدل بين العلماء حول ما إذا كانت الزينوبوتات روبوتات، أم كائنات حية، أم شيئًا آخر تمامًا.

زينوبوت الحالي

تم بناء أول روبوتات زينوبوت بواسطة دوغلاس بلاكيستون وفقًا لمخططات تم إنشاؤها بواسطة برنامج ذكاء اصطناعي ، والذي طوره سام كريغمان . [ 3 ]

يبلغ عرض الروبوتات الفضائية المصنعة حتى الآن أقل من 1 مليمتر (0.04 بوصة) ، وتتكون من عنصرين فقط: خلايا الجلد وخلايا عضلة القلب ، وكلاهما مشتق من الخلايا الجذعية المستخلصة من أجنة الضفادع في مراحلها المبكرة ( مرحلة البلاستولة ). [ 7 ] توفر خلايا الجلد دعماً صلباً، بينما تعمل خلايا القلب كمحركات صغيرة، تنقبض وتتمدد لدفع الروبوت الفضائي إلى الأمام. يُصمم شكل جسم الروبوت الفضائي، وتوزيع خلايا الجلد والقلب فيه، تلقائياً في بيئة محاكاة لأداء مهمة محددة، باستخدام عملية التجربة والخطأ ( خوارزمية تطورية ). صُممت الروبوتات الفضائية للمشي والسباحة ودفع الكريات وحمل الحمولات والعمل معاً في أسراب لتجميع الحطام المتناثر على سطح طبقها في أكوام مرتبة. يمكنها البقاء على قيد الحياة لأسابيع دون طعام، كما يمكنها شفاء نفسها بعد الجروح. [ 2 ]

تم دمج أنواع أخرى من المحركات والمستشعرات في الروبوتات الفضائية. فبدلاً من عضلة القلب، تستطيع هذه الروبوتات تنمية بقع من الأهداب واستخدامها كمجاديف صغيرة للسباحة. [ 8 ] ومع ذلك، فإن حركة الروبوتات الفضائية التي تعمل بالأهداب حاليًا أقل قابلية للتحكم من حركتها التي تعمل بعضلة القلب. [ 9 ] كما يمكن إدخال جزيء من الحمض النووي الريبوزي (RNA) إلى هذه الروبوتات لمنحها ذاكرة جزيئية: فإذا تعرضت لنوع معين من الضوء أثناء سلوكها، فإنها ستتوهج بلون محدد مسبقًا عند رؤيتها تحت مجهر فلوري . [ 9 ]

تستطيع الروبوتات الفضائية أيضًا التكاثر الذاتي. إذ يمكنها جمع الخلايا المتناثرة في بيئتها، وتشكيلها في روبوتات فضائية جديدة بنفس القدرة. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

التطبيقات المحتملة

تُستخدم الروبوتات الغريبة حاليًا بشكل أساسي كأداة علمية لفهم كيفية تعاون الخلايا لبناء أجسام معقدة أثناء عملية التكوين الشكلي . [ 1 ] ومع ذلك، فإن سلوك الروبوتات الغريبة الحالية وتوافقها الحيوي يشيران إلى العديد من التطبيقات المحتملة التي يمكن استخدامها فيها في المستقبل.

تتكون روبوتات زينوبوت حصريًا من خلايا الضفادع، مما يجعلها قابلة للتحلل الحيوي وصديقة للبيئة. على عكس التقنيات التقليدية، لا تُنتج هذه الروبوتات أي تلوث ولا تتطلب مصادر طاقة خارجية خلال دورة حياتها. فهي تتحرك باستخدام الطاقة المُستمدة من الدهون والبروتينات المُخزنة طبيعيًا في أنسجتها، والتي تدوم حوالي أسبوع، وبعدها تتحول ببساطة إلى خلايا جلدية ميتة. [ 2 ] بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لأن أسراب زينوبوت تميل إلى العمل معًا لدفع الحبيبات المجهرية في طبقها إلى أكوام مركزية، [ 2 ] فقد تم التكهن بأن زينوبوت المستقبلية قد تكون قادرة على العثور على جزيئات البلاستيك الدقيقة الملوثة للمحيطات وتجميعها في كرة بلاستيكية كبيرة يمكن لقارب تقليدي أو طائرة بدون طيار جمعها ونقلها إلى مركز إعادة التدوير.

في التطبيقات السريرية المستقبلية، مثل توصيل الأدوية الموجهة، يمكن تصنيع الروبوتات الغريبة من خلايا المريض نفسه، مما سيقضي فعلياً على تحديات الاستجابة المناعية المتأصلة في أنواع أخرى من أنظمة توصيل الأدوية الروبوتية الدقيقة . ويمكن استخدام هذه الروبوتات الغريبة لكشط الترسبات من الشرايين ، ومع إضافة أنواع أخرى من الخلايا والهندسة الحيوية، يمكن تحديد موقع المرض وعلاجه.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 "تعرّف على زينوبوت، نوع جديد غريب من الكائنات القابلة للبرمجة" . مجلة وايرد . الرقم الدولي الموحد للدوريات 1059-1028 . 
  2. 1 2 3 4 كريغمان، سام؛ بلاكيستون، دوغلاس؛ ليفين، مايكل؛ بونغارد، جوش (13 يناير 2020). " خط أنابيب قابل للتطوير لتصميم الكائنات الحية القابلة لإعادة التشكيل" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 117 (4): 1853-1859 . Bibcode : 2020PNAS..117.1853K . doi : 10.1073/pnas.1910837117 . ISSN 0027-8424 . PMC 6994979. PMID 31932426 .   
  3. 1 2 سوكول، جوشوا (2020-04-03). "تعرّف على زينوبوتس: مخلوقات افتراضية دُبّت فيها الحياة" . صحيفة نيويورك تايمز .
  4. ↑ سامبل، إيان (13 يناير 2020). "علماء يستخدمون الخلايا الجذعية من الضفادع لبناء أول روبوتات حية" . صحيفة الغارديان .
  5. ↑ يونغ، جيسي (13 يناير 2020). "علماء يصنعون أول روبوتات حية ذاتية الإصلاح في العالم" . سي إن إن .
  6. ↑ "فريق بحثي يبني روبوتات من خلايا حية" . مجلة الإيكونوميست .
  7. ↑ بول، فيليب (25 فبراير 2020). "الروبوتات الحية" . مجلة نيتشر ماتيريالز . 19 (3): 265. Bibcode : 2020NatMa..19..265B . doi : 10.1038/s41563-020-0627-6 . PMID 32099110 . 
  8. ↑ "الروبوتات الحية المصنوعة من خلايا جلد الضفادع قادرة على استشعار بيئتها" . مجلة نيو ساينتست .
  9. بلاكستون ، دوغلاس؛ ليدرير، إيما؛ كريغمان، سام؛ غارنييه، سيمون؛ بونغارد، جوشوا؛ ليفين، مايكل (31 مارس 2021). " منصة خلوية لتطوير آلات حية اصطناعية". مجلة ساينس روبوتكس . 6 (52): 1853-1859 . doi : 10.1126/scirobotics.abf1571 . PMID 34043553. S2CID 232432785 .  
  10. ↑ كريغمان، سام؛ بلاكيستون، دوغلاس؛ ليفين، مايكل؛ بونغارد، جوش (7 ديسمبر 2021). "التكاثر الذاتي الحركي في الكائنات الحية القابلة لإعادة التشكيل" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 118 (49). Bibcode : 2021PNAS..11812672K . doi : 10.1073/pnas.2112672118 . PMC 8670470. PMID 34845026. S2CID 244769761 .   
  11. ↑ «دراسة تقول إن هذه الروبوتات الحية المصنوعة من خلايا الضفادع باتت قادرة على التكاثر» . صحيفة واشنطن بوست . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0190-8286 . تاريخ الاطلاع: 1 ديسمبر 2021 . 
  12. ↑ "فريق يبني أول روبوتات حية قادرة على التكاثر" . 29 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 1 ديسمبر 2021 .