لوس الروبوتات الحية أو xenobots الآن وقد أصبحت ممكنة ، فهي مصنوعة من خلايا حقيقية وتعتبر إنجازًا علميًا عملاقًا.
معظم المواد المستخدمة لتطوير التكنولوجيا الجديدة مصنوعة من الفولاذ والخرسانة والمواد الكيميائية والبلاستيك ، والتي تتحلل بمرور الوقت ويمكن أن تخلق آثارًا جانبية ضارة بالصحة والبيئة. في مواجهة هذه المشكلة ، ركز الباحثون على إنشاء مواد تعتمد على المواد الحيوية ، وذلك بفضل فرع من العلوم يعرف باسم الهندسة الحيوية.
وُلد أول “روبوتات حية”
في مقال حديث مجلة PNAS د. سام كريجمان وآخرون. تم إنشاء الروبوتات الحية الأولى من خلايا وظيفية لحيوان برمائي اسمه العلمي هو الضفدع الأفريقي المخالب. Xenopus laevis.
طريقة إبداعية مبتكرة
لوس العلماء استخدموا طريقة جديدة لصنع هذه الروبوتات ، وبدأوا في تصميم طريقة جديدة للحياة ، باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) لإنشاء نماذج في السيليكو بتفضيل محدد. ثم يستبدلون هذه البنى بمجموعة من اللبنات القائمة على الخلايا بحيث يكون لدى “الكائنات الحية” الجديدة السلوكيات المتوقعة.
يقوم الباحثون بإجراء تحليل قوي لأفضل الهياكل المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي ، من خلال عمليات المحاكاة يتم التخلص من الهياكل الأضعف ويتم اختيار الهياكل الأكثر كفاءة فقط.
الائتمان: إنشاء تصميمات باستخدام الذكاء الاصطناعي ، للروبوتات الحية دكتور. Sam Kriegman et al.
تنتقل التصميمات التي اجتازت بنجاح اختبارات مرشح البناء إلى المستوى التالي. في هذا ، يتم تكوينها من الأنسجة الحية ، على وجه التحديد ، الخلايا الجذعية متعددة القدرات التي تم جمعها أولاً من الأجنة. Xenopus laevis (ضفدع أفريقي) في مرحلة الأريمة ، يتفكك ويندمج معًا للوصول إلى العدد المطلوب من الخلايا.
بعد الحضانة ، يتم تشكيل الأنسجة المجمعة يدويًا عن طريق الطرح باستخدام مجموعة من ملاقط الجراحة المجهرية وقطب الكي المغمور بالأسلاك 13 ميكرومتر ، مما ينتج عنه تقريب بيولوجي للتصميم المحاكى.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ Xenopus وضع نسيج مقلص في الكائن الحي عن طريق حصاد ودمج الخلايا المشتقة من الجنين ، الخلايا السلفية للقلب ، والتي تتطور بشكل طبيعي إلى خلايا عضلة القلب (عضلة القلب) وبالتالي تولد موجات تقلص في مواقع محددة.
نتائج مذهلة
ما يتم الحصول عليه بعد هذه العملية الطويلة هو تقريب حي ثلاثي الأبعاد للتصميم المتطور (أنتجته منظمة العفو الدولية) ، قادر على استكشاف بيئة مائية في أيام أو أسابيع بدون مغذيات إضافية. ثم يتم وضع هذه الكائنات الحية في بيئتها المادية ويلاحظ السلوك الناتج ، إن وجد.
الخطوة التالية هي تقييم السلوكيات مقارنة بتلك التي تنبأ بها نظرائهم المحاكيات لتحديد ما إذا كانت السلوكيات قد تغيرت أم لا. سيليكو كان الجسم الحي فعالاً للغاية.
عملية إنتاج الخلايا المؤتلفة ، الروبوتات الحية المستمدة من الخلايا متعددة القدرات للضفادع الأفريقية المخالب. دكتور. Sam Kriegman et al.
ما هي الهندسة الحيوية؟
كما ذكرنا في البداية ، يبحث العلماء عن مواد جديدة لإنتاج التكنولوجيا ، لذلك يتجهون إلى الهندسة الحيوية. إنه يدمج مبادئ الهندسة وعلم الأحياء والطب لتصميم وتطوير حلول تكنولوجية مبتكرة للتطبيقات في الصحة والزراعة والبيئة والمجالات الأخرى المتعلقة بالحياة.
ال الهندسة الحيوية استخدام المعرفة والتقنيات من علم الأحياء والكيمياء والفيزياء والرياضيات والهندسة لحل المشكلات والتحديات في مجالات مثل:
- هندسة الأنسجة والأعضاء: تسعى الهندسة الحيوية إلى تطوير طرق لتنمية وتجديد الأنسجة والأعضاء البشرية في المختبر أو في جسم الإنسان ، بهدف استبدال الأنسجة التالفة أو المريضة.
- المواد الحيوية: تركز على تطوير واستخدام المواد المتوافقة حيوياً في التطبيقات الطبية مثل الغرسات والأطراف الاصطناعية والأجهزة الطبية وأنظمة توصيل الأدوية.
- الأجهزة الحيوية: تشمل تصميم وتطوير الأدوات والأجهزة الطبية لتشخيص الأمراض ومراقبتها وعلاجها مثل معدات التصوير الطبي وأجهزة الاستشعار وأنظمة المراقبة.
- الهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية: تركز على استخدام أدوات وتقنيات التلاعب الجيني لتعديل الكائنات الحية لإنتاج الأدوية ، وتحسين الإنتاج الزراعي ، وتطوير العلاجات الجينية ، وتطوير البحوث الطبية الحيوية.
- المعلوماتية الحيوية وعلم الأحياء الحسابي: يدمج علم الأحياء والمعلوماتية لتحسين فهم مجموعات البيانات البيولوجية الكبيرة والنظم البيولوجية النموذجية والعمليات البيولوجية المعقدة.
شارك العلم ، شارك المعرفة.
