いわゆる「ゼノボット」は、地球を汚染することなく、従来の金属またはプラスチックのロボットに取って代わることができますが、それらはいくつかの倫理的問題を引き起こします。
それらはゼノボットであり、コンピュータアルゴリズムによって設計された新しい構成でカエルの幹細胞が中にある「生きている機械」です。
写真：（Kriegman et al。、PNAS、2020）。
の研究室で マイケル・レヴィン タフツ大学では、細胞は珍しい会社にいると期待することができます。
現代のフランケンシュタインの生活機械
ここでは、カエルの皮膚前駆細胞が細胞に近づき、それが別の生涯で両生類の心拍を助けた可能性があります。 彼らは完璧な見知らぬ人です： この時点まで、ビジネス上の関係がなかった生物学的実体。 それでも、レビンと彼の同僚は、皮膚細胞と心臓細胞が合体に押し込まれることができることを発見しました。 並んでいると、カエルではないカエル細胞の複雑なXNUMX次元モザイクに自己組織化します。
コンピューターアルゴリズムによって設計され、人間の手によって外科的にモデル化されたこれらの生きているロボットは、砂粒の大きさほどのハートスキンハイブリッドであり、自然界に見られるものとは似ていません。
しかし、彼らが実行するタスクは奇妙によく知られています。外部からの入力がなくても、ペトリ皿の上を動き回ったり、顕微鏡の物体を前後に動かしたり、カット後に「調整」することさえできます。
レビンは（当然のことながら）これらの細胞のグループを「生命の新しい形態」と定義しています。それらは生物でも機械でもありませんが、おそらくその中間にあります。
「ゼノボット」と称して アフリカツメガエル、彼らの細胞が由来するアフリカのカエルは、生命のビルディングブロックがどのように組み立てられるかを支配する規則を明らかにする大きな可能性を秘めています。
多くの追加の調整により、xenobotテクノロジーはいつか体の周りに薬物を送達したり、環境汚染物質を採取したりするためにも利用できるようになります。 レビンと彼の同僚は今日それを雑誌に書いています 国立科学アカデミー論文集。 従来のロボットとは異なり、未来の生きている自己修復ゼノボットは、理論的には惑星を汚染することなくこれらの偉業を達成し、損傷があった場合には自分自身を修復することができます。
プラスチックやその他の分解しにくいポリマーが環境に蓄積し続けると、 「信じられないほど革新的なアプローチ」 xenobotsが提供 「それは持続可能性にとって本当に重要かもしれない」彼は言います タラ・ディーン、ユタ大学の生物医学エンジニアおよび合成生物学者。
しかし、ゼノボットは多くの倫理的問題も提起します
多分それは少し終末論的に聞こえるかもしれませんが、物事がひどく判明した場合、人間はこれらや他の人工生命体からの保護を必要とするかもしれません。 "あなたが人生を創造するとき、あなたはそれがどの方向に進むかについて良い考えを持っていません。"、 と言う ニタ・ファラハニー、デューク大学で新技術の倫理的意味を研究しています。 「私たちが生命を搾取しようとするときはいつでも、私たちはそれがひどく終わることもあると認めるべきです。」
過去数十年にわたり、人類はロボット工学において驚くべき進歩を遂げてきました。 マシンは難しいボード ゲームをマスターし、困難な地形をナビゲートできるようになりました。自律走行車として自らを運転し、災害後に生存者を捜索することができます。しかし、金属やプラスチックは、最も創造的な構成であっても、細胞に匹敵するものではありません。
生物学的システム：機械ロボットよりもはるかに高度
「生物学的システムはロボット工学の羨望の的である」彼は言います レビン. 「彼らは順応性があり、柔軟性があり、自分で修理します。 本当にこれを行うことができるロボットは世界にはありません。」
それが、レビンと彼の同僚が作ることを決めた理由です。 ロボット工学の専門家とともに サム・クリーグマン e ジョシュ・ボンガード バーモント大学の博士らは、コンピュータアルゴリズムに、カエルの皮膚と心臓細胞を原料として使用する一連の生きた機械を設計するよう依頼しました。このアルゴリズムは、前後の移動やオブジェクトの操作など、さまざまな基本機能に合わせて各 xenobot を最適化するようにトレーニングされています。
さまざまな構成をテストした後、アルゴリズムは、実行するタスクに最適と見なされるデジタルプロジェクトを選択します。 その後、研究者はこれらのデザインをレビンの研究室で再現しようとします。
写真提供：（Kriegman et al。、PNAS、2020）
「細胞は一緒にいたい」
カエルの胚から擦り取られ、液体で満たされた椎間板に砕かれた後でも、皮膚と心臓の細胞は競争して融合します。 「細胞は一緒にいるのが大好き」レビンは言う。 彼は、生まれたばかりの生きたロボットをコンピューターで指定された形状に彫刻する顕微鏡外科医です。
ゼノボットのすべての成分は本物のカエルからのものですが、最終的な形に水陸両用のものはありません。 バラバラな形になってしまったものもあります。 他のものは中空の角柱のような構造の形をとります。 ロボットには手足、骨格、神経系がありませんでした。 しかし、彼らはそのために設計されたタスクに簡単に対処しました。
口や消化器系がないため、それらは「泡立て」られた胚性卵黄の断片によってのみ供給されます。 そのため、培養液が乾く約XNUMX週間後に死んでしまうとBongard氏は言います。 しかし、彼と彼の同僚は、いつの日かロボットを使って薬物を人体に運んだり、動脈からプラークを削ったりすることができると考えています。 彼らは環境に放出され、毒素を監視したり、海からマイクロプラスチックを一掃したりすることができた。
研究チームはすでに、さまざまなタイプの細胞をさまざまな機能のために実験している。 ゼノボットはまた、融合し始めるまで個々の細胞をつなぎ合わせて、自分自身の新しいバージョンを作成できるようだとレビン氏は言う。 また、耐性もあります。 ロボットは壊れると、傷を修復して続行します。
そして今、避けられない問題といくつかの倫理的な疑問
この技術から多くの利益を得ることができますが、潜在的なリスクを考慮することも重要です。 これも述べています スーザン・アンダーソン、コネチカット大学の哲学者および機械倫理学者。ゼノボットの力が悪用されれば、生物兵器として簡単に悪用される可能性があります。それは薬の代わりに毒を人々の体に運ぶでしょう。
人間はすでに持っています 人生のレシピをいじくり回した。 近年、生物工学者は細胞を再プログラムして、命を救う薬を作り出し、ゲノムを最低の状態まで除去し、動物を他の動物（またはヒト細胞）とハイブリダイズさせています。
しかし、ゼロから合成された多細胞生命体は、まだ数が少なく、はるかに限られています。 また、生物学的発達の大部分が謎のままであるため。 研究者たちは、例えば、組織、臓器、付属器がどのように現れるかはまだわかりません。
ゼノボットを研究することは、確かにその開発コードを解読するのに役立ちます。 しかし、そこにたどり着くには、科学者たちはまず実験をしなければならないでしょう。 あなたが完全に理解していないマスターテクニックとテクノロジー。 これらの生命体を設計する機械学習アルゴリズムから始めます。
ボンガードと彼の同僚は、彼らの仕事の繊細さを認識しています。 「この問題をめぐる倫理問題はささいなことではない」と学者は言う。 研究者たちはまだ生命倫理学者に彼らの研究を見させていませんが、 「私たちがしなければならないことです。 これは、このテクノロジーをどうするかについての議論の枠組みの中で役立ちます」と彼は付け加えた。 ただし、まず、 「これが可能であることを示したかっただけです。」
