Роботы теперь способны к репликации. Что это значит для человечества?


twitter 11 e1638806334701

Ученые из США обнаружили, что первые в истории живые роботы, созданные на основе искусственного интеллекта, ксеноботы, теперь могут самовоспроизводиться. Это замечательное открытие, но каковы его потенциальные преимущества и риски?

Преимущества и риски

Группа ученых из Университета Вермонта, Университета Тафтса и Гарвардского университета создала "живых роботов" (так называемых ксеноботов), которые могут воспроизводить себя в совершенно новом процессе биологического размножения. Недавно они опубликовали результаты своих исследований в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Впервые они успешно создали ксеноботов в 2020 году из эмбриональных клеток африканской когтистой лягушки (Xenopus laevis). Но недавно с помощью искусственного интеллекта ученые обнаружили, что эти крошечные организмы, созданные с помощью компьютера, могут путешествовать, собирать клетки (свободные стволовые клетки) и собирать внутри себя собственных ксеноботов. После периода беременности в течение нескольких дней внутри их "рта" новые ксеноботы выглядят и ведут себя точно так же, как их "родители", и могут воспроизводить себя до бесконечности.

В течение долгого времени люди считали, что мы разработали все способы воспроизведения или репликации жизни. Но это то, что никогда раньше не наблюдалось. - (Дуглас Блэкистон, доктор философии, старший научный сотрудник Университета Тафтса)

 

Команда была поражена, когда увидела, что разработанные ИИ биороботы способны выполнять простые задачи, но они были положительно шокированы, увидев, что вскоре они нашли способ спонтанно размножаться. Похоже, что геном, освободившись от естественного предназначения стать лягушкой, ищет новый активный способ процветания. Пластичность путей к выживанию, похоже, закодирована в самой сущности клеток. В том числе, по словам команды, "коллективный разум".

Ведущий автор исследования Сэм Кригман, доктор философии, рассказал о глубине проекта: "Ни одно известное науке животное или растение не воспроизводится подобным образом".

Для реализации проекта потребовалась помощь программы искусственного интеллекта в UVM's Vermont Advanced Computing Core. Этот ИИ протестировал миллиарды форм тела в симуляции с помощью "эволюционного алгоритма" в попытке найти форму, которая позволила бы клеткам быть более эффективными в так называемой "кинематической" репликации, которая ранее наблюдалась только на молекулярном уровне и никогда ранее на клеточном. ИИ остановился на окончательной форме, которая, по-видимому, напоминает видеоигру "Pac-Man".

 

 

"При правильной конструкции они будут спонтанно самовоспроизводиться", - говорит Джош Бонгард, доктор философии, специалист по информатике из Университета Вермонта, который был одним из руководителей исследования. 

Это ключ к тому, что кажется большим открытием этого эксперимента: очевидная вариативность возможностей внутри простых одиночных клеток. Они будут принимать паттерны, которые следуют поведению более сложных организмов с некоторыми простыми изменениями (в данном случае, путем указания клеткам принять рот пакмана). Внезапно они начинают размножаться. Это открытие имеет большое значение для биологии, эволюции, химии, инженерии, информатики и многого другого.

Цитируя "Парк Юрского периода": "Жизнь находит выход". Или, как более метко сказано в самом исследовании: "жизнь скрывает удивительные формы поведения прямо под поверхностью, ожидая, когда их раскроют".

Ущерб экосистеме

Возможности вариативности или сложности способностей, которые можно запрограммировать, представляются огромным и жутким новым ландшафтом. Бонгард говорит по этому поводу: "Мы обнаружили, что существует ранее неизвестное пространство внутри организмов или живых систем, и это огромное пространство".

Итак, что еще может делать ксенобот, если его просто изменить? Каковы возможности его применения для нас, людей?

Как обычно, это обоюдоострый меч: потенциальные положительные результаты значительны, но это несет в себе как большие перспективы, так и большой риск. Тем не менее, команда надеется.

Бонгард считает, что пандемии или разрушение экосистемы представляют собой более тревожный риск, чем их открытие. Он так отозвался о реакции на вакцину "Ковид": "Это идеальная система для изучения самовоспроизводящихся систем. У нас есть моральный императив понять условия, при которых мы можем контролировать ее, направлять ее, гасить ее, преувеличивать ее... Скорость, с которой мы можем производить решения, имеет огромное значение. Если мы сможем разработать технологии, переняв опыт ксеноботов, где мы сможем быстро сказать ИИ: "Нам нужен биологический инструмент, который делает X и Y и подавляет Z", - это может быть очень полезно. Сегодня на это уходит очень много времени".

Использование живых машин

Далее он предлагает и другие варианты применения: "развертывание живых машин для извлечения микропластика из водных путей или создания новых лекарств... Нам нужно создавать технологические решения, которые будут расти с той же скоростью, что и проблемы, с которыми мы сталкиваемся".

Хотя тревожно думать, что человечество и природа участвуют в гонке вооружений между проблемой и решением, кажется, что это исследование может иметь последствия для регенеративной медицины. Если с помощью этого процесса мы сможем сказать клеткам, как себя вести, то, возможно, удастся повлиять на врожденные дефекты, травматические повреждения, рак и старение.

И снова риск подразумевается. Если вы хотите засеять океан самовоспроизводящимся инструментом для очистки микропластика, можете ли вы быть уверены на 100%, что не будет непредсказуемого негативного эффекта? В прошлом уже пытались внедрять "организмы для решения проблемы", и часто это приводило к катастрофическим последствиям, когда решение оказывалось хуже проблемы, которую оно должно было решить.

Независимо от этого, для нас это означает, что у нас есть потенциальная новая технология: биологический инструмент, который может быть создан для выполнения конкретной задачи. Лично я нахожу эту перспективу захватывающей, поскольку я обычно выступаю за "эксперименты безумных ученых" (я все еще жду, когда генетики вернут шерстистого мамонта или тасманийского оленя). тигр). Однако, как любитель научной фантастики, я знаю об обратной стороне, о проблематичных возможностях самосовершенствования или самосоздания автономных машин. Чудесные решения случаются крайне редко, поскольку природа предпочитает торговаться, и на каждом этапе эволюции возникают новые проблемы и новые преимущества.

С этим открытием команда связывает ряд надежд. Будут ли эти конструкции вызывать у читателя надежду или ужас, зависит от конкретного человека. И, независимо от этого, это замечательный взгляд на механику творения.