Xenobot

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
'n Rekenaar-ontwerpte organisme. Links: die ontwerp ontdek deur die berekeningsmetode in simulasie. Regs: die ontplooide fisiese organisme, volledig gebou uit biologiese weefsel (paddavel (groen) en hartspier (rooi)).

Xenobots, vernoem na die gewone platanna (Xenopus laevis),[1] is sintetiese lewensvorme wat outomaties deur rekenaars ontwerp word om die gewenste funksie te verrig en gebou word deur verskillende biologiese weefsels saam te voeg.[2][3][4][5][6][7] Of xenobots robotte, organismes of iets anders is, bly 'n onderwerp van debat onder wetenskaplikes.

Xenobots is minder as 'n 1 millimeter (0,039 duim) breed en bestaan uit net twee dinge: velselle en hartspierselle, wat albei afkomstig is van stamselle wat van vroeë (blastula stadium) padda-embrio's geoes is.[8] Die velselle bied stewige ondersteuning en die hartselle tree op as klein motors, wat saamtrek en uitbrei in volume om die xenobot vorentoe te dryf. Die vorm van 'n xenobot-liggaam, en die verspreiding van vel- en hartselle, word outomaties in simulasie ontwerp om 'n spesifieke taak uit te voer, met behulp van 'n proses van probeer en fouteer ('n evolusionêre algoritme). Xenobots is ontwerp om te loop, te swem, korrels te stoot, loonvragte te dra en in 'n swerm saam te werk om afval versprei oor die oppervlak van hul skottel in netjiese stapels te versamel. Hulle kan weke sonder kos oorleef en hulself genees na skeurwonde.[2]

Ander soorte motors en sensors is in xenobots opgeneem. In plaas van hartspiere, kan xenobots kolle trilhare (cilia) opbou en dit as klein roeispane gebruik om te swem.[9] Cilia-aangedrewe xenobot-beweging is egter tans minder beheerbaar as hart-aangedrewe xenobot-beweging.[10] 'n RNS-molekuul kan ook bekendgestel word aan xenobots om hulle molekulêre geheue te gee: as hulle blootgestel word aan spesifieke soort lig tydens gedrag, sal hulle 'n vooraf gespesifiseerde kleur gloei as dit onder 'n fluoresserende mikroskoop gesien word.[10]

Potensiële toepassings[wysig | wysig bron]

Tans word xenobots hoofsaaklik gebruik as 'n wetenskaplike hulpmiddel om te verstaan hoe selle saamwerk om komplekse liggame tydens morfogeneties te bou.[7] Die gedrag en bioversoenbaarheid van huidige xenobots dui egter op verskeie potensiële toepassings waarin dit in die toekoms gebruik kan word.

Aangesien xenobots slegs uit paddaselle bestaan, is dit biologies afbreekbaar. En aangesien swerms xenobots geneig is om saam te werk om mikroskopiese korrels in hul skottel in sentraalstapels te stoot,[2] word bespiegel dat toekomstige xenobots dieselfde in staat sou wees om mikroplastiek in die oseaan te doen: klein stukkies plastiek vind en saamvoeg in 'n groot bol plastiek wat 'n tradisionele boot of hommeltuig kan versamel en na 'n herwinningsentrum kan bring. In teenstelling met tradisionele tegnologieë, voeg xenobots nie meer besoedeling by nie, aangesien dit werk en afbreek: hulle gedra hulle met behulp van energie uit vet en proteïene wat natuurlik in hul weefsel gestoor word, wat ongeveer 'n week duur, en dan verander dit bloot in dooie velselle.

In toekomstige kliniese toepassings, soos die doelgerigte aflewering van geneesmiddels, kan xenobots gemaak word uit die selle van 'n menslike pasiënt, wat die immuunresponsuitdagings van ander soorte mikro-robotafleweringstelsels sal omseil. Sulke xenobots kan moontlik gebruik word om plaak van are te skraap, en met bykomende seltipes en bio-ingenieurswese, siektes opspoor en behandel.

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Poole, Steven (2020-01-16). "Xenobot: how did earth's newest lifeforms get their name?". The Guardian.
  2. 2,0 2,1 2,2 Kriegman, Sam; Blackiston, Douglas; Levin, Michael; Bongard, Josh (13 Januarie 2020). "A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms". Proceedings of the National Academy of Sciences (in English). 117 (4): 1853–1859. doi:10.1073/pnas.1910837117. ISSN 0027-8424. PMC 6994979. PMID 31932426.AS1-onderhoud: onerkende taal (link)
  3. Sokol, Joshua (2020-04-03). "Meet the Xenobots: Virtual Creatures Brought to Life". The New York Times.
  4. Sample, Ian (2020-01-13). "Scientists use stem cells from frogs to build first living robots". The Guardian.
  5. Yeung, Jessie (2020-01-13). "Scientists have built the world's first living, self-healing robots". CNN.
  6. "A research team builds robots from living cells". The Economist (in Engels).
  7. 7,0 7,1 "Meet Xenobot, an Eerie New Kind of Programmable Organism". Wired (in Engels). ISSN 1059-1028.
  8. Ball, Philip (25 Februarie 2020). "Living robots". Nature Materials (in Engels). 19 (3): 265. Bibcode:2020NatMa..19..265B. doi:10.1038/s41563-020-0627-6. PMID 32099110.
  9. "Living robots made from frog skin cells can sense their environment". New Scientist (in Engels).
  10. 10,0 10,1 Blackiston, Douglas; Lederer, Emma; Kriegman, Sam; Garnier, Simon; Bongard, Joshua; Levin, Michael (31 Maart 2021). "A cellular platform for the development of synthetic living machines". Science Robotics (in English). 6 (52): 1853–1859. doi:10.1126/scirobotics.abf1571.AS1-onderhoud: onerkende taal (link)
Hierdie artikel is in sy geheel of gedeeltelik vanuit die Engelse Wikipedia vertaal.