Canlı Mini Robotlar

0
326
Yapay dört ayaklı bir organizma, 650-750 mikron çapındadır (toplu iğne başından biraz ufak). Fotoğraf: Douglas Blackiston, Tufts University

Yapay Zeka Tasarladı, Kurbağa Hücrelerinden Üretildi.

Yapay dört ayaklı organizma, çapı 650-750 mikron (toplu iğne başından biraz ufak). Douglas Blackiston/ Tufts Üniversitesi

Önemli bilimsel buluşlar arasına yeni bir varlık daha katıldı: Yapay zekanın tasarladığı canlı robotlar.

Vermont Üniversitesi bilgisayar bilimcileri ve Tufts Üniversitesi biyofizikçileri yapay zeka kullanarak, kurbağa kök hücrelerinden oluşan ve tamamıyla yeni olan bir organizma tasarladıklarını duyurdular. Bu son teknoloji yaratıkları, her türden hücrenin birbiriyle nasıl iletişim kurduğunu anlamak amacıyla kullanmayı hedefliyorlar. Bu zenobotlar (zombi robotlar) yemek yiyemiyor, üreyemiyor ve aşağı yukarı bir hafta kadar yaşayabiliyorlar. Yani dünyayı istila etme ihtimalleri şimdilik yok. Yapabildikleri şeyler ise yürümek, yüzmek, nesneleri itmek ya da bir yerden bir yere taşımak. Gruplar halinde çalışıyorlar. Hücreler karıştırılarak ortaya çıkarılan ve türünün ilk örneği olan bu robotlar için bunlar önemli başarılar.Vermont Üniversitesi ekibi, hedeflerini gerçekleştirmek amacıyla; eğer gerçek dünyada yapılabilseydi, cilt hücrelerinin ve kalp hücrelerinin çeşitli kombinasyonlarının nasıl davranacağını gösteren on binlerce simülasyonu çalıştırabilen bir yapay zeka oluşturmuş. Tufts ekibi, bu tahminlerden bazılarını alarak, kurbağa embriyolarından alınan kök hücrelerden fonksiyonel bir organizma oluşturmuş.Ekip, embriyonun çevresinden bir bölge keserek hücreler toplamış. Hücreler normal büyüme sürecinde daha sonra deri veya kalp kasına dönüşmüş. Dokuyu el ile tekil hücrelere ayırmış ve bunları basit bir kalıbın içine yerleştirmişler.

”Jöle yapar gibi yapılıyor. Her şey karıştırılıyor. Tekil hücrelerin koordine olmayacağını düşünebilirsiniz. Yani, jölenin sıvı halden koyulaşarak katı bir yiyeceğe dönüşmeyeceğini. Ama ortaya çıkan şey sadece bir yığın olmadı,” diyor Tufts Üniversitesi’nde biyofizikçi olan Michael Levin. “Fonksiyonel ve tam bir organizma oldu.”

”Bu organizma hareket özelliklerini, kasılmak üzere dizayn edilmiş kalp kası hücrelerinden alıyor (kalp bu şekilde atıyor.) Deri hücreleri, her şeyin bir arada tutulmasını sağlıyor (aynen vücudumuzda olduğu gibi)” diyor Michigan State Üniversitesi mikrobiyoloğu Christopher Adami (kendisi çalışmada yer almıyor).
Ekip Zenobotu kalıbından çıkardıktan sonra, yapay zeka dizayn tarafından öngörülen şekilde el ile kesmiş. Zenobota yolculuğunda yapması gerekenleri bildiren bir tarif oluşturulmuş. ”Her seferinde aynı fonksiyonları yerine getirecek organizmalar üretiliyor” diyor Levin.

Bu tür yaratıklar en sonunda, ilaç dağıtımını geliştirmek gibi pratik uygulamaları laboratuvar dışında da gerçekleştirebilecekler. Fakat bu sadece başlangıç. ”Bilgisayarda geliştirilmiş bir organizmanın biyolojik bir organizmaya dönüştürülmesi yeni bir şey” diyor Adami. Metodun tıp teknolojisinde kullanılmasının ya da hücrelerin çalışması hakkında bilgi sağlamasının ne kadar zaman alacağı henüz bilinmiyor.

Ancak metot umut vadediyor. ”Robot davranışlarının simülasyondan gerçekliğe transferi zor bir süreç. Makale etkileyici sonuçlar sunuyor” diyor Yale Üniversitesi’nde robotik mühendisi olan Rebecca Kramer-Bottiglio: “Takımın simülasyon tasarım ve davranışları gerçekleştirirken canlı hücreler kullanmış olması, gelecekte biyo-uyumlu (yaşayan dokuların dayanıklılık ve zekasına uygun talepleri karşılayabilecek) yumuşak robotlar yapacak seviyeye gelebileceğimizi gösteriyor.”

Bu aşamada, takımın odaklandığı şey tıbbi bilimkurgu olasılıklarından ziyade gerçek bilim. Hücrelerin nasıl iletişim kurduklarını bize daha açık bir biçimde gösterebilsinler diye zenobotlara talimatlar oluşturmakla uğraşıyorlar. Elektrik ve kimyasal sinyalleri koordine amaçlı kullandıklarını zaten biliyoruz ama birbirlerine ne söylediklerini ya da hangi şekle bürüneceklerini nasıl kararlaştırdıklarını bilmiyoruz.

Kurbağadan üretilen bu canlı robot, aslında tam olarak canlı robotların ilk örneği değil. Canlı robot üretmenin birden fazla yolu bulunuyor.
Başka araştırma takımları ise, genetik mühendisliğini ve çeşitli doku elde etme biçimlerini kullanarak; gerçek işlevlerinin dışında farklı işlevler yerine getirsinler diye hücre oluşturuyorlar.

“Buradaki asıl yenilik, zenobot imalatında yapay zeka tasarımının kullanılmasıdır,” diyor UVM’de bilgisayar bilimci olan Josh Bongard. ”Bilgisayar, trilyonlarca defa, zenobot tasarımına yönelik deneme yanılma sürecini yürütüyor.”

Araştırma, bu yöntemin gerçek dünyada çalışan bir tasarım üretmede ne kadar etkili olduğunu da bize gösteriyor.

İnsanlar, bugüne kadar organizmaları yeniden şekillendirdi. Fakat bu süreç önceden onlarca, hatta yüzlerce yıl sürebiliyordu. Örneğin, mısır gibi tohumların ehlileştirilmesini düşünün. Artık yabani atalarına hiç benzemiyorlar (ortaya çıkacak sonucun ne olacağını tam olarak kontrol etmek neredeyse imkansız).

”Yeni organizmalar üretildikçe bunlarla ilgili etik sorunlar da ortaya çıkıyor,” diyor Bongard. ”Bu organizmalar, bizim bildiğimiz anlamda düşünemiyor ve hissedemiyorlar ama teknoloji ilerledikçe, eninde sonunda zenobotlara nasıl davranılması gerektiğiyle ilgili bazı düzenlemeler yapılması kaçınılmaz olacak.”
”Düşündüğümüz anlamda canlı değiller aslında” diyor Adami. ”Bunlar uyarıya tepki veren dokular.”

Zenobotlara ne olacağını ve hücrelerin nasıl çalıştığını anlamamızda ne kadar faydalı olacaklarını bize zaman gösterecek. Levin’in en çok ilgisini çekense, hücrelerin nasıl iletişim kurduklarını araştırmak. ”Buradaki asıl mesele olaya biyoloji tarafından bakmak ve tekli hücrelerin nasıl iş birliği yaptıklarını, ne tür yapılar inşa edeceklerine nasıl karar verdiklerini anlamak” diyor Levin. ”Bu sahiden tam bir kum havuzu.”

”Hücrelerin kendi aralarında nasıl iletişim kurduklarını anlamak, gelecekte biyoloji biliminin asıl temeli olacak” diyor. ”Bu konuda bilgisayar biliminin 40’lı yıllarda bulunduğu yerdeyiz; o zamanlar bir şeyleri yeniden programlayabilmek için kabloların yerlerini değiştirmek ve donanımı yeniden programlamak gerekiyordu.” Zamanımızda bunun karşılığı genetik mühendislik. ”Yazılımı daha iyi anlamak üzere ileri doğru adım atmalıyız.”

Bu konuda Adami şunları söylüyor: ”Hücreler üzerinde daha iyi bir fiziksel kontrol gerekli olabilir. Bu aşamada ekip, zenobotları fiziksel olarak inşa etmek zorunda ama asıl amaçları ileride bu süreci otomatikleştirmek. Bu tip bir organizmayı, 3B yazıcıyla yapmaya ise daha çok zaman var.”

”Bunlar embriyo. Küçükler. İstediğimiz seviyede bunlardan yapabilecek bir makinemiz bulunduğunu sanmıyorum,” diyor Adami.

Az sayıda olsalar bile, bu ufak varlıklar bize hücrelerin nasıl şekillendiklerini anlamamızı sağlayacak önemli bilgiler getireceklerdir.

 

 

 

 

 

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here