Orðið „vélmenni“ kallar fram myndir af manna-eins og manngerð málmvél (humanoid) hönnuð og forrituð til að framkvæma sum verkefni sjálfkrafa fyrir okkur. Hins vegar geta vélmenni (eða vélmenni) verið af hvaða lögun eða stærð sem er og geta verið úr hvaða efni sem er (þar á meðal líffræðileg efni eins og lifandi frumur) allt eftir hönnun og virknikröfum. Það má ekki hafa neitt líkamlegt form eins og þegar um er að ræða Siri or Lesblinda. Vélmennin eru skynsamlega hönnuð gripir eða vélar sem sýna sjálfræði og framkvæma ákveðin verkefni.
Líffræðileg vélmenni (eða biobots) nota lifandi frumur eða vefjum sem tilbúningsefni. Eins og öll vélmenni eru lífrænar vélmenni líka forritanlegar vélar, sýna sjálfræði og framkvæma ákveðin verkefni. Þetta eru sérstakur flokkur af virkum lifandi og hreyfanlegum tilbúnum mannvirkjum.
Lifandi vefirnir í sjálfu sér, eru ekki vélmenni. Þeir eru hluti af dýrum. Hinir lifandi frumur verða vélmenni þegar þau eru leyst undan venjulegum þvingunum og forrituð í æskilegt form og virkni með því að sameina og móta frumurnar tilbúnar til að sýna sérstaka hegðun.
xenobots voru fyrstu líffræðilegu lífrænu lífverurnar sem voru búnar til á rannsóknarstofunni árið 2020 með því að nota eggfrumur úr fósturvísum froskategundar sem kallast Xenopus laevis (þess vegna nafnið Xenobots). Það var fyrsta lifandi, sjálf-viðgerða, sjálf-afritunar gervi lífvera. Lifandi frumurnar voru notaðar sem byggingareiningarnar sem losnuðu undan eðlilegum takmörkunum afgangsins af fósturvísinum til að skapa nýtt form gervilífs þar sem formgerð og eiginleikar voru tilbúnar „hönnuð“. Xenobot var því lifandi tilbúið lífvera. Þróun Xenobots sýndi fram á að frumur unnar úr froskdýrafósturvísi er hægt að forrita í æskilegt form og virkni með því að losa um náttúrulegar takmarkanir. Hins vegar var ekki vitað hvort hægt væri að búa til lífrænar frumur úr frumum sem ekki eru froskdýr eða fullorðnar.
Vísindamenn hafa nú greint frá árangursríkri smíði lífrænna botna með því að nota fullorðnar frumur sem ekki eru úr fósturvísum manna vefjum með getu umfram Xenobots. Þessi biobot hefur fengið nafnið 'Mannvélmenni' vegna þess manna uppruna.
Þar sem Xenobots voru fengnir úr froskdýrafósturfrumum með því að móta frumur hver fyrir sig, byrjaði rannsóknarteymið með að prófa hvort hæfni til að gefa tilefni til lífrænna fruma er takmörkuð við þessar froskdýrafrumur eða aðrar fullorðnar frumur sem ekki eru froskdýr, sem ekki eru fósturvísar, geta einnig myndað lífrænar frumur? Ennfremur, ef nauðsynlegt er að móta fræfrumurnar hver fyrir sig til að búa til lífræna frumur eða ef tálgun á upphafsfrumum getur einnig leitt til sjálfssmíði lífrænna botna? Fyrir þetta, í stað fósturvefja, notuðu vísindamennirnir fullorðnar, líkamsfrumur unnar úr manna lungnaþekjuvef og gátu myndað ný, fjölfruma, sjálfbyggjandi, hreyfanleg lifandi mannvirki án handvirkrar mótunar eða með því að nota neinar ytri formgefandi vélar. Aðferðin sem notuð er er skalanleg. Samhliða voru framleiddir sveimar af lífræningjum sem hreyfðust með cilia-drifnum knúnum og lifðu í 45–60 daga. Athyglisvert var að það kom einnig fram að Anthrobots færðu sig yfir brot á einlögum taugafrumna og framkallaði skilvirka lækningu á göllum in vitro.
Nýmyndun Anthrobots er merkilegt vegna þess að það sýnir fram á að mýkt frumna til að gefa tilefni til lífrænna botna takmarkast ekki við fósturvísa eða froskdýrafrumur. Það hefur sýnt að fullorðinn sómatic manna villtar frumur án nokkurrar erfðabreytingar geta myndað nýjar lífrænar lífverur án nokkurra ytri formgefandi véla.
Anthrobots er framför á Xenobots og framfarir í viðeigandi tækni sem hefur veruleg áhrif á framleiðslu á flóknum vefjum til klínískra nota í endurnýjandi lyf. Í framtíðinni gæti orðið mögulegt að framleiða Anthrobots sérsniðin fyrir hvern sjúkling og koma þeim fyrir í líkamanum án þess að framkalla ónæmissvörun.
***
Tilvísanir:
- Blackiston D. et al 2023. Biological Robots: Perspectives on an Emerging Interdisciplinary Field. Mjúk vélfærafræði. ágúst 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaya, G. et al. 2023. Motile Living Biobots Sjálfsmíði frá fullorðnum Human Somatic Progenitor Fræfrumur. Advanced Science 2303575. birt: 30. nóvember 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts University 2023. Fréttir – Vísindamenn byggja örlítið líffræðileg vélmenni úr Human Frumur. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. og Levin M., 2021. Synthetic living machines: A new window on life. iScience sjónarhorni. 24. bindi, 5. tölublað, 102505, 21. maí 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
