Zenobotlar Yapay Zeka ve Moleküler Biyolojinin Muhteşem Buluşması

Anafilaksi ve Gıda Alerjileri Hayatı Tehdit Eden Bir Durumun Anatomisi

2020 yılı, Covid-19 pandemisi ile kötü şöhret kazanmış olabilir, ancak ABD’deki araştırmacılar bu yıl önemli bir şey başardılar — ilk yaşayan robotu geliştirdiler. Şu anki boyutu bir tane tuz tanesinden daha küçük olsa da, gelecek için bazı umut verici perspektifler sunuyor. Araştırmacılar bu biyobotu bir xenobot olarak adlandırdılar.
Teknoloji dünyasında devrimler sık sık yaşanır, ancak bazıları diğerlerinden daha özel ve çığır açıcıdır. Xenobotlar, moleküler biyoloji ile yapay zeka alanlarının birleştiği ve yeni bir yaşam formunun doğduğu bir teknolojik devrimin ürünüdür. İsmi, “Xenopus Laevis” adlı Afrika tüysüz kurbağasının adından gelirken, bu minik yaşayan robotlar bilim dünyasında büyük heyecan yaratmıştır.
Xenobotların Temeli
Xenobotlar, geleneksel metal veya plastik robotlardan tamamen farklıdır. Tamamen organik hücresel malzemelerden oluşurlar. İlk olarak, bilim insanları bu yenilikçi varlıkları yaratma fikrini bir Afrika tüysüz kurbağasının embriyosundan kök hücreleri kullanarak geliştirdi. Bu kök hücreler, deri hücreleri ve kalp hücreleri gibi özel işlevlere sahip olanları içeriyordu.
Bir süperbilgisayarın yardımıyla, kök hücrelerin kayıtlı verileri, evrimsel algoritmalar kullanılarak incelendi ve milyonlarca hücre konfigürasyonu üretildi. Bu konfigürasyonlar, araştırmacılar için istenen sonuçları elde etmek için incelendi ve sadece en iyi konfigürasyonlar bir sonraki aşamaya taşındı. Sonuç olarak, xenobotların bir tasarımı ortaya çıktı.
Ancak burada asıl zorluk başladı. Bilim insanları, bu tasarımı gerçeğe dönüştürmek için mikroskop altında minik cımbızlar ve pensler kullanarak hücreleri birleştirmek zorunda kaldılar. Bu, binlerce hücrenin bir araya getirilmesini gerektiren bir uzun ve titiz işti. Ancak sonunda, xenobotlar oluşturuldu.
Xenobotların Potansiyeli
Xenobotların en heyecan verici özelliği, gelecekte birçok farklı uygulamaya sahip olma potansiyelleridir. İşte bazı potansiyel uygulamalar:
Tıbbi Kullanım: Xenobotlar, rejeneratif tıp alanında devrim yapabilirler. Hastaların kendi kök hücreleri kullanılarak özel olarak oluşturulabilirler ve bağışıklık sistemleri bunları reddetmez çünkü hücreler yabancı değildir. Bu, xenobotların vücutta ilaç taşıma, tümörleri sökme veya arterleri açma gibi tıbbi görevlerde kullanılmasını sağlar.
Çevresel Görevler: Xenobotlar, denizlerde mikroplastikleri toplama, kök sistemlerini inceleme, radyoaktif kirleticileri arama veya zararlı herbisitleri parçalama gibi çevresel görevlerde kullanılabilirler. Ayrıca, 10 günlük ömürlerini tamamladıktan sonra çevreyi etkilemezler çünkü tamamen biyobozunurdurlar.
Bilim ve Araştırma: Xenobotlar, bilimsel araştırmalarda yeni olanaklar sunabilirler. Örneğin, karmaşık biyolojik süreçleri incelemek için kullanılabilirler.

Tipik robotların aksine, xenobot çok küçük bir robottur. Metal, plastik veya diğer sentetik malzemelerden yapılmamıştır. Tamamen organik hücresel malzemeden oluşur.
Xenobot sürünebilir veya daireler çizebilir. Onu ters çevirirseniz, tekrar düzeltebilir, tam olarak bir böcek gibi! Temelde, mühendislikle oluşturulmuş bir robot olsa da, CANLIDIR!
‘Bir yaşayan robot’ fikrini anlamak zor olabilir ve şaşkın olmanızda bir sakınca yok. Araştırmacılara göre, bu tamamen yeni bir yaşam formudur, okulda veya üniversitede öğrenmediğiniz bir şeydir. Bir xenobotun ne yapabileceğine ve nasıl çalıştığına girmeden önce, neden oluşturulduğunu anlamaya çalışalım.
Bir Xenobot Oluşturmanın Motivasyonu
Araştırmacılar, gerçek yaşam hücrelerini alıp istedikleri gibi çalışmalarını sağlamak fikri ile oynuyorlardı – son yıllarda geliştirilen diğer robotlar gibi. Bu nedenle, Tufts Üniversitesi ve Vermont Üniversitesi’ndeki araştırmacılar Afrika tüysüz kurbağa (Xenopus Laevis) embriyosundan kök hücreler aldılar. Araştırmacıların aldığı kök hücreler iki türdü: deri hücreleri ve kalp hücreleri.
Deri hücreleri doğal olarak bağlanma eğilimli olduğu için seçildi, kalp hücreleri ise gevşeme ve kasılma yetenekleri için seçildi. Fikir, deri hücrelerini ve kalp hücrelerini belirli bir şekilde birleştirerek, lokomotif yeteneklere sahip işlevsel bir yapıya dönüştürmektir. Araştırmacıların tam olarak amacı da buydu: farklı bir hareket tarzına sahip organik bir robot geliştirmek.
İlk Xenobot’u Oluşturma Süperbilgisayarlar ve Evrimsel Algoritmaları Kullanarak Modelleme Bir xenobot oluşturmak için araştırmacılar ilk olarak kök hücrelerin kayıtlı verilerini bir süperbilgisayardaki evrimsel bir algoritmaya beslediler. Bu verilere dayalı olarak, süperbilgisayar araştırmacılar tarafından istenen sonuçları elde etmek için incelenebilecek milyonlarca hücre yapılandırması hızla üretti. Burada kullanılan evrimsel algoritmalar, bir xenobotu gerçek bir organizmayı anımsatacak şekilde yapılandırmak için doğal seçimden ilham aldılar.
İlk xenobot üzerinde çalışan araştırmacıların amacı istenen türde bir hareketi elde etmekti. Bu nedenle, istenen hareketi üretebilecek en iyi yapılandırma sadece gelişimin bir sonraki aşamasına taşındı. Doğru yapılandırmayı elde etmek için yüzlerce test çalıştırdıktan sonra sadece birkaç bilgisayar tarafından oluşturulan yapılandırmalar seçildi.
Bu şekilde, süperbilgisayarların gücünden ve evrimsel algoritmaların kullanılmasından yararlanarak, araştırmacılar sonunda yeni bir yaşam formu için bir taslağı geliştirmeyi başardılar.
Yapmaları gereken tek şey onları oluşturmaktı! Basit gibi görünüyor değil mi? Peki… öyle değil.
Cımbız ve Pens ile Heykel Yapma Bilgisayar tarafından yapılan tasarımı gerçeğe dönüştürmek için araştırmacılar, bu kök hücreleri birleştirmek için bir mikroskop altında minik cımbız ve pens kullandılar ve bu işlemi yapmak için hücreleri tek tek almak, başka bir hücreye bağlamak ve binlerce hücrenin dahil olduğu bir son yapı oluşturana kadar bu işlemi tekrarladılar. Neyse ki, hücreler doğal olarak bir arada durma eğilimindedir, bu nedenle araştırmacılar çabalarında bir rüzgar arkasına sahiptiler. Ancak, binlerce hücrenin dahil olduğu bir süreç olduğu için bu, zahmetli ve zaman alıcı bir süreçti. Birçok saat boyunca çalıştıktan sonra, hücrelerin montajı tamamlandı ve yeni bir organizma oluşturuldu!
Xenobotların Yapabilecekleri Nelerdir?
Bu yeni oluşturulan xenobotlar kendilerini hareket ettirebilir, düz bir çizgide seyahat edebilir veya sadece daireler içinde hareket edebilir. Birinci nesil xenobotlar yaklaşık 7-10 gün yaşayabilirdi, ancak ilginçtir ki, yaşayan hücrelerden yapıldıkları için ömür boyu kendilerini iyileştirebilirlerdi. İkiye bölünseler bile iyileşebiliyorlardı!
Tüm bunlar oldukça heyecan verici görünüyor, ancak xenobotlarda garip birkaç öğe bulunmaktadır, bunlardan biri de “gelişen davranış” adı verilen bir şeydir.
Xenobotların Gelişen Davranışı Hücreler ve çalışma biçimleri hakkında oldukça iyi bir fikrimiz olmasına rağmen, onları büyük yığınlar halinde bir araya koyarsanız garip bir şey olur. Bu, büyük ölçüde bağlantılı hücrelerden gelen gelişen bir davranış olarak adlandırılır, ancak gelişen davranış nedir?
Bir tek bir hücrenin yapamayacağı bazı işlevler vardır, ancak birden fazla hücre bir araya getirildiğinde, işlevler elde edilebilir. Bu tek bir hücreden çok hücreli bir yapıya doğru davranışsal değişim, bizim gibi insanlarda görülür. Vücudumuzda trilyonlarca hücre bulunur, ancak bu hücrelerin hiçbirinin kendi bilinci yoktur. Ancak onları belirli bir yapıda bir araya getirdiğinizde, yani vücut, bilinç ortaya çıkar.
İlk nesil xenobotlar iki bin hücreden oluşuyor olmasına rağmen, gelecekte onları ölçeklendirmeyi düşünüyoruz. Bu, birçok bilim insanının gelişen davranışın daha belirgin şekillerde ortaya çıkacağına inandığı bir noktadır.
Örneğin, gelişen davranış sayesinde xenobotlar kendi yolunu değiştirebilir, dönebilir ve geldikleri yere geri dönebilirler. Veya diğer xenobotlarla iletişim kurabilir ve bir görev üzerinde birlikte çalışabilirler.
Bu nedenle, araştırmacıların amacı, xenobotları yaşamlarımızı iyileştirebilecek şekillerde kullanabilecekleri bir noktaya getirmektir. Özellikle gezegenimizi etkileyen sorunları çözmek için onları kullanmayı düşünüyoruz. Xenobotların oyunu değiştirebilecek gelecekteki kullanımlarına dair bazı öneriler bulunmaktadır.

Sonraki Uygulama Xenobotlar henüz herhangi bir pratik uygulamaya sahip değiller. Ancak bu moleküler biyoloji ve yapay zeka kombinasyonu vücutta bir dizi görevde potansiyel olarak kullanılabilir.
Araştırmacılara göre, bu keşif, travmatik yaralanmalar, doğumsal anomaliler, yaşlanma veya hatta kanserle başa çıkmak için yeni bir araç olarak rejeneratif tıp için yeni umutlar getiriyor.
İnsan kök hücrelerinden Xenobotlar yaratmak, birden çok zor göreve kapı açar. Aslında, bir hastanın kök hücrelerinden özel olarak oluşturulabilirler. Hastanın bağışıklık sistemi onları reddetmeyecektir çünkü hücreler yabancı değildir.
Bu nedenle, xenobotlar kan dolaşımına enjekte edilebilir ve belirli bir bölgeye seyahat etmek üzere programlanabilirler, ilaçlar teslim etmek, tümörleri sökmek, arterleri tıkamak veya organları onarmak için rejeneratif tıpta kullanılabilirler.
Denizlerde mikroplastikleri toplamak, kök sistemlerini incelemek, radyoaktif kirleticileri aramak veya zararlı herbisitleri parçalamak gibi çevresel meseleler için kullanışlı olabilirler. Ayrıca, xenobotlar 10 günlük ömürlerini tamamladıktan sonra çevreyi etkilemezler çünkü tamamen biyobozunurdirler.
İnsanlar Xenobotları tamamen yeni bir yaşam formu olarak düşünebilir ve bu nedenle içsel bir ahlaki statüye sahiptirler. Asıl soru aslında etik olandır.
Bu alandaki yeni gelişmeleri gelecek yıllarda göreceğiz, bu robotlar bilim dünyasına büyük bir etki yapacak ve uygulamaları konusunda açık fikirli ve eleştirel olmalıyız.
Kaynaklar