Xenobot 2.0: Bilim Adamları Yaşayan Robotların Bir Sonraki Jenerasyonunu Üretti.
Vermont
Üniversitesi ve Tufts Üniversitesinden bilgisayar mühendislerinden ve
biyologlardan oluşan bir grup bilim adamı, yükü ittirebilen, etrafta
dolaşabilen hatta diğer Xenobotsların bir sürünün mevcut kollektif
davranışlarını sergileyebilen “Xenobots” adını verdikleri kurbağa hücrelerinden
ince kendi kendine iyileşen biyolojik bir makine olan yeni bir şey ürettiler.
Xenobots 2.0 için
hazır olun!
Şimdi aynı takım,
hareket etmek için kas hücrelerine ihtiyaç duymayan, tek bir hüreden bir vücut
gibi kendine kendine bir araya gelen ve hatta kaydeden hafıza yeteğini
gösterebilen bir yaşam formu üretti. Ayrıca bu yeni jenerasyon Xenobots, farklı
çevrelerde gezinebilen daha hızlı hareket edebiliyor ve ilk üretiminden çokta
uzun yaşayabiliyorlar. Onlar, gruplar halinde beraber çalışma kabiliyetine
sahiptir ve eğer hasar alırlarsa kendilerini iyileştirebiliyorlar. Bu yeni
araştırmann sonucları, Science Robotics’de yayımlanmıştır.
Hareket üretmek
için kalp hücreleri ve kurbağa derisi şeklinde ameliyat edildi ve dokunun elle
yerleştirme yöntemiyle “yukarı aşağı” inşa edilen milimetre boyuntundaki
otomattlar olan Xenobots 1.0 ile karşılaştırıldığında, Xenobots’un yeni
versiyonu, “aşağı yukarı” yöntemiyle yapıldı. Tufs’taki biyolojistler, Afrika
Xenopus laevis embroysundan(Sonra ismi Xenobots oldu) kök hücre aldı ve onların
kendi kendilerine toplamaya izin verdi ve küremsi bir yerde büyüdüler ki burada
bir kaç gün sonra hücrelerden bazıları tüyler üretmek için farklılaştı- ince
saç gibi- özel bir yöntemle dönmesiyle ya da ileri geri hareket etmesiyle tıpkı
projeksiyonlar gibi. Doğal ritmik kasılmaları, orjinal Xenobots etrafından
kaçmaya izin veren heykel kalp hücrelerinin yerine tüyler, onların hızlı bir
şekilde bir yüzey alanı boyunca hareket etmesi için yeni dairesel ayaklar
verdi. Bir insanda ya da bir kurbağada önemli olan tüyler, normal bir şekilde
mukus yüzeyi üzerinde bulunacaktır ki patojenleri ve diğer yabancı malzemeleri
dışarıya atmaya yardımcı olan akciğerlerdeki gibidir. Xenobots üzerinde, bilim
adamları, hızlı hareket sağlamak için yeniden tasarlanmıştır.
“Tamamen normal
genlere sahip olmasına rağmen biz, hücre kollektiflerinin kayda değer
esnekliğine tanık oluyoruz ki bu durum bir kurbağa vakasında onların
varsayılandan çok daha farklı olan ilkel yeni bir vücut inşa eder.” demiştir
Tufs Üniversitesinde Allen Araştırma Merkezi direktörü ve Seçkin Biyoloji
Profesörü çalışmanın ilgili yazarı Michael Levin. “ Bir kurbağa embroysunda,
hücreler, bir yavru oluşturmak için işbirliği yaparlar. Burada, bu bağlamdan
çıkarıldığında, hareket gibi yeni fonksiyonlar için tüyler oluşması, hücrelerin
genetik olarak kodlanmış donanımlarını yeniden kullanabileceklerini görüyoruz.
Hücrelerin, spontane bir şekilde yeni roller alabilir ve böyle özellikler için
evrimsel seçilimin uzun periyodu olmadan davranışları ve yeni vücut planları
oluşturulabilir olması harika birşeydir.”
“Bir şekilde,
Xenobots, geleneksel bir robot gibi inşa edilmiştir. Sadece biz, önceden tahmin
edilebilir davranışlar oluşturmak ve şekillerini inşa etmek için yapay
bileşenler kullanmanın yerine hücre ve dokuları kullandık” demiştir araştırma
teknisyeni Emma Lederer ile birlikte çalışmanın ilk yazarı olan baş bilim adamı
Doug Blackiston. “ Biyoloji sonunda, bu yaklaşımın, hücreler nasıl gelişme
boyunca bir diğeriyle etkileşim içinde olduğunu ve bu etkileşimleri nasıl daha
iyi kontrol edebileceğimizi anlamada bize yardımcı oluyor.”
Tufts bilim
adamları, fiziksel organizmalar oluşturuken, UVM’deki bilim adamları, robotlar,
grup halinde ve bireysel olarak farklı davranış sergiyip sergilemediklerini
görmek için Xenobots’un farklı şekillerini tasarlarlanan bilgsayar similasyonu
çalıştırmakla meşgul. UVM’nin Vermont Gelişmiş Hesaplama Çekirdeğin’de Deep
Green süper bilgisayar kümesi, bir evrim algoritması kullanarak 100 lerce,
binlerce rasgele çevre şartları altında ve robotik uzmanı Josh Bongard ve
bilsayar bilim adamları tarafından başı çekiyor. Bu simülasyonlar, parçaçıklar
alanında büyük enkaz yığınlarını toplamak için sürülerin beraber çalışabilen
Xenobotsları tanımlak için kullanılır.
“ Görevimizi
biliyoruz fakat başarılı tasarım gibi görünmesi gereken şey insanlar için
bütünüyle açık değildir. Yani süper bilgisayar ortaya çıkar ve bu işi en iyi
yapan sürüyü bulmak için bütün muhtemel Xenobot sürülerinin uzayı üzerinde
araştırır.” Demiştir Bongard. “ Biz, Xenobots’u işe yarar işlerde kullanmak
istiyoruz. Hemen şimdi, onlara basit bir görev veriyoruz fakat sonunda örneğin
topraktaki kirlilikleri ve okyanustaki mikroplastikleri temizleyebilecek
yaşayan araçların yeni bir türünü amaçlıyoruz.”. Yeni Xenobots, büyük
demiroksit parçaçıklarını toplaması için ve bir petri kap yoluyla süpürmesi
için bir sürüyle beraber çalışan son senenin modelinden çöpleri toplama gibi
görevlerinde daha hızlıdır ve daha iyidir. Ayrıca onlar, büyük düz alanları
kapar ve dar kılcal damarlar boyunca gezer. Bu çalışmalar, silikon
simülasyonlarında bu otomatlar, daha karmaşık davranışlar için biyolojiksel
botların gelecek optimize ek özellikler ekleyebileceğini ileri sürer. Xenobot
güncellemesinde eklenen önemli bir özellik, bilgiyi kaydetme kabiliyetleridir.
Şimdi
Hafızayla Birlikte
Robotların temel
bir özelliği, anıları kaydebilme kabiliyetidir ve robotların aksiyonlarını ve
davranışlarını değiştirmek için bilgiyi kullanır. Bunu akılda tutarak, Tufts
bilim adamı, normalde yeşil parlayan EosFP olarak adlandırılan bir floresan
muhbir proteini kullanarak bir bit bilgiyi kaydetmek için a okuma-yazma kabiliyetine
sahip Xenobots tasarladı. Fakat, 390nm dalga boyunda ışığa maruz kaldığında,
protein, yeşil ışık yerine kırmızı ışık yayar.
Kurbağa embryola
hücreler, Xenobots oluşturmak için kök hücreler kesilmeden önce bir yüzey alanı
cıvarında yüzmesi için 10 tane Xenobots izin vererek hafıza işlevini test etti.
2 saat sonra, 3 otomatın kırmızı ışık yaydığını buldular. Dinlenmelerinde,
otomatların yolculuk deneyinde etkili bir şekilde kaydedilen orjinal yeşil
renginde kaldılar.
Molekül hazıfaza
prensibinin bu kanıtı, gelecekte ışığı sadece ışığı değil radyoaktif
kirliliğin, kimyasal kirliliğin, ilaçların ve bir bozulukluk durumunuda
yakalamak ve kaydetmek için uzanabilir. Dahası, hafıza işlevinin tasarımı,
çoklu uyarılarını kaydebilecek ya da
otomatlarıın, his uyarılarına bağlı değişiklikleri ya da birleşikleri açığa
çıkarmaya da izin verecektir.
Xenobot
Kendisini İyileştirir
“Kullanıyor
olduğumuz biyolojiksel malzemeler, birçok özelliklere sahiptir. Otomatlarda
bazı günlerde gerçekleştirmeyi seveceğiz- hücreler, sensörler, hareket için
motorlar, iletişim ve networkleri hesaplama ve bilgiyi depolamak için kaydedici
cihazlar gibi davranır.” dedi Levin. “Xenobotlar ve biyolojiksel botların
gelecek versiyonları, metalleri ve plastikler meslektaşarını yapmakta zorluk
çekiyor olmaları ve hücreler büyüdükçe ve geliştikçe kendi vücutlarını inşa
ediyor olmasını ve tamir etmesi ya da hasara uğradıklarını kendilerini
iyileştirmesi yapabilecekler. İyileştirmek, yaşayan organizmaların doğal bir
özelliğidir ve bu özellik Xenobot biolojisinde mevcuttur.”
Yeni Xenobotlar,
dikkate değer şekilde, yenilenmeye ayak uydurmuşlar ve yaralanmadan 5 dakikada
sonra kalınlıklarının yarısı kadar şiddetli bir tam uzunlukta yırtığın
çoğunluğu kapanacaktır. Bütün yaralanmış otomatlar, nihayetinde yarayı
iyileştirebildiler ve önceki gibi çalışmalarına devam ederek şekillerini
restore ettiler.
Levin ekledi, “Biyolojiksel
robotların bir diğer avantajı, embryonik enerjiler depoları üzerine 10 güne
kadar hayatta kalabilirler ve ek bir enerji kaynağı olmadan görevlerini yerine
getirebilirler fakat onlar ayrıca çorpalarından bir kaç tanesini saklanırsa
birkaç ay süreyle tam hızda taşıyabilirler.
Kaynak: https://scitechdaily.com/xenobots-2-0-scientists-create-the-next-generation-of-living-robots/
Yorumlar
Yorum Gönder