Yaşayan Teknoloji: Ksenobotlar

Vermont Amerikan Üniversitesi ve Tufts Üniversitesi bilim adamları tarafından dünyanın ilk canlı robotlarının yaratıldığı duyuruldu [1]. Afrika pençeli kurbağalarının (Xenopus laevis) embriyolarından alınan kök hücreler ve evrimsel bir bilgisayar algoritması kullanılarak programlanan bu mikrobotlara ksenobot adı verildi [2]. Vermont Üniversitesi araştırma ekibi eşbaşkanı olan bilgisayar bilimcisi ve robotik uzmanı Joshua Bongard, " Onlar ne geleneksel bir robot ne de bilinen bir hayvan türüdür. Yeni bir eser sınıfı: canlı, programlanabilir bir organizma." diyor [1].



Resim 1. 650-750 mikron çapında üretilmiş dört ayaklı bir organizma (Douglas Blackiston, Tufts Üniversitesi.) [1]


Yaşayan makineler de denilen ksenobotlar, kurbağa embriyoları blastula aşamasında ve çoğunlukla pluripotensi korudukları sırada hasat edilir [3]. Afrika pençeli kurbağa embriyosu kök hücreleri, kalp ve deri hücreleriyle oluşturulan canlı robotlar insan vücuduna girip, vücut içinde hareket edebilecek kadar küçüktür [4]. Genişliği 1 milimetreden azdır. Bu biyolojik makineler kök hücrelerden oluşması nedeniyle her türden hücreye dönüşebilir ve kendi kendini onarabilir [3].



Resim 2. Afrika pençeli kurbağalarının (Xenopus laevis) [8]


Araştırmacılar kurbağalardan alınan bu hücre türlerini ayrı ayrı kültürleyip, daha sonra bu hücreleri istenilen sayılarda bir araya getirerek tek bir kütle halinde topladılar. Hücrelerin spesifik düzenini ve hedef görevde en iyi performansı gösteren geometrilerini arayan simülasyonlarda evrimsel bir algoritma kullanarak karar verdiler [3].



Resim 3. Bilgisayar tarafından tasarlanan robotlar, gerçek hayattaki analogları altta. (Douglas Blackiston, Tufts Üniversitesi.) [4]


Bu canlı mikro robotlar radyoaktif atıkları temizlemek, okyanuslarda bulunan mikroplastikleri toplamak, insan atardamarlarındaki plağı çıkarmak, in vivo ilaç dağıtımı ve doku onarımı için biyo-uyumlu cihazlar olarak kullanılabilirler [5]. Ksenobotlar, sulu ortamlarda ilave besin maddesi olmadan uzun süre yaşayabilirler, yürüyebilir, yüzebilir, haftalarca yiyeceksiz, gruplar halinde birlikte çalışabilir ve çalışmaya devam eder ve kendi başlarına iyileşebilirler. Bu nedenle ksenobotların ilaçların dahili uygulamaları için uygun oldukları düşünülmektedir [6].

Özünde, yeni bir varlık sınıfı olarak görülen ksenobotların askeri alanda kullanılması da muhtemeldir [7]. İnsan vücudundaki programlanmış mikroorganizmanın hareketi, yeni zorlukları ve soruları da beraberinde getirmektedir. En önemli soru ise bu çok hücreli kümeler, genomları oluşturmak için evrimleştiklerinde tamamen farklı ve tamamen yaşayabilir yaşam formlarını destekleyecek kadar yeterli olacak mı? [3]

Kaynakça:

  1. Brown, J.E. “Team Builds the First Living Robots”, The University of Vermont, 13 Ocak 2020.

  2. Cnn Wire, (2020). "Meet the xenobot: world's first living, self-healing robots created from frog stem cells". https://wreg.com/news/meet-the-xenobot-worlds-first-living-self-healing-robots-created-from-frog-stem-cells/ (10.09.2020) (10.09.2020)

  3. Ball, P. Yaşayan robotlar. Nat. Mater. 19, 265 (2020). https://doi.org/10.1038/s41563-020-0627-6

  4. Simon, M. "Meet Xenobot, an Eerie New Kind of Programmable Organism". 13 Ocak 2020. ISSN 1059-1028. https://www.wired.com/story/xenobot/ (10.09.2020)

  5. Yeung, J. "Scientists have built the world's first living, self-healing robots". CNN. 15 Ocak 2020

  6. Greenstein, D., 14 Ocak 2020. “Scientists created a microscopic robot – and it’s alive”

  7. Kupchyn, A., Dykhanovskyi, V. ve Kolotukhin, Y. (2020). Kritik teknolojiler listesinin oluşturulması için stratejik bir kılavuz olarak geleceğin savaşı. Journal of Scientific Papers «Sosyal Gelişim ve Güvenlik» , 10 (1), 9-17. https://doi.org/10.33445/sds.2020.10.1.2