ساخت روبات های زنده و خوددرمان گر با توانایی ثبت خاطرات

دانشمندان با استفاده از سلول‌های بنیادی قورباغه موفق به ساخت روبات های زنده و خوددرمان گر‌‌ شده‌اند که می‌توانند خاطرات را ثبت کنند.

این روبات‌ها “Xenobot” نامیده می‌شوند؛ این عنوان برگرفته از نام گونه‌ای قورباغه به نام قورباغه پنجه‌دار آفریقایی  (Xenopus laevis) است که از سلول‌های بنیادی‌شان در ساخت این روبات‌ها استفاده شده است. Xenobotها نسخه به روزرسانی شده‌ی روبات‌هایی هستند که سال گذشته برای اولین بار عرضه و معرفی شدند.

Xenobotها نیز همانند نسخه قدیمی‌تر خود‌ می‌توانند به صورت گروهی فعالیت کنند و خود را درمان کنند. اما نسخه ۲.۰ این روبات‌ها سریع‌تر است، عمر طولانی‌تری دارد و علاوه بر این می‌تواند اطلاعاتی راجع به محیط پیرامون خود ثبت کند. به عقیده دانشمندان نسخه‌های آتی این روبات‌ها‌ می‌توانند بیماری‌ها را تشخیص دهند و به بخش‌های خاصی از بدن دارورسانی کنند.

روند برنامه‌نویسی

زیست‌شناسانِ دانشگاه تافتس (Tufts) با ریزتزریق RNA به تخم این دوزیست موفق به ساخت روبات‌های بسیار کوچکی شدند. دانشمندان پس از گذشت ۲۴ ساعت، غشای تخم را جدا کردند.

در گام بعدی، بافت سلول بنیادی را از جنین گرفتند. این بافت‌ به شکل توده‌های کُروی بسیار کوچک با ساختار مویی، که مژک نامیده می‌شود، در آمدند و روبات‌ها به واسطه این مژک‌ها توانستند در محیط به حرکت درآیند.

در همین زمان دانشمندان دانشگاه ورمونت (UVM) به کمک یک الگوریتم تکاملی که بر روی ابرکامپیوتر اجرا می‌شد ، رفتارهای اشکال گوناگون Xenobotها را شبیه‌سازی کردند.

طی شبیه‌سازی‌ها مشخص شد کدام یک از آن‌ها عملکرد بهتری در جمع‌آوری قطعات سلولی موجود در مجموعه‌ای از ذره‌ها (particles) دارد. به گفته دانشمندان عملکرد Xenobotها به مراتب بهتر از نسخه قبلی‌شان یعنی ۱.۰ بوده است.

علاوه بر این دانشمندان یک حافظه ابتدایی را نیز به این روبات‌ها داده‌اند.

ویدئو نحوه ساخت روبات های زنده و خوددرمان گر با توانایی ثبت خاطرات

قابلیت ثبت خاطرات (یا همان حافظه) در نتیجه استفاده از نوعی پروتئین فلورسنت موسوم به EosFP میسر شده است؛ این پروتئین سبزرنگ است، اما زمانی که در معرض نوری با طول موج ۳۹۰ نانومتر قرار بگیرد به رنگ قرمز در می‌آید.

دانشمندان RNA پیام‌رسان را به جنین سلول‌های قورباغه تزریق کردند تا پروتئین ساخته شود و به موجب آن Xenobotهای بالغ توانستند به خاطر بسپارند که در معرض نور آبی با طول موجی حدود ۳۹۰ نانومتر قرار گرفته‌اند.

دانشمندان این قابلیت را بر روی ۱۰ Xenobotی که در یک محیط شناور بودند و گوشه‌ای از آن به وسیله نور روشن شده بود، امتحان کردند. پس از گذشت دو ساعت، سه روبات نور قرمزی از خود ساطع کردند، در حالی‌که سایر روبات‌ها سبز باقی ماندند.

به گفته دانشمندان این قابلیت به آن‌ها کمک می‌کند «تجربه‌ جابه‌جایی» در محیط را به خاطر بسپارند. دانشمندان معتقدند استفاده از این قابلیت در نسخه‌های آتی این روبات‌ها می‌تواند وجود دارو، آلاینده و سطح پیشروی بیماری را ثبت کند.

به گفته جاش بون‌گارد، یکی از اعضای این تیم و متخصص هوش مصنوعی و روباتیک دانشگاه UVM می‌توان این روبات های زنده را برای انجام کارهای پیچیده‌تر هم مهندسی کرد:

ما می‌توانیم آن‌ها را به گونه‌ای طراحی و مهندسی کنیم که نه تنها شرایط و موقعیت محیط پیرامون خود را گزارش دهند، بلکه بتوانند آن‌ها را تغییر دهند و اصلاح کنند.

برای مطالعه متن کامل این مقاله به ژورنال Science Robotics مراجعه کنید.