تستحضر كلمة "روبوت" صورًا لآلات معدنية شبيهة بالبشر (شبيهة بالبشر) مصممة ومبرمجة لأداء بعض المهام تلقائيًا. مع ذلك، يمكن أن تتخذ الروبوتات (أو البوتات) أي شكل أو حجم، ويمكن تصنيعها من أي مادة (بما في ذلك المواد البيولوجية كالخلايا الحية) حسب التصميم والمتطلبات الوظيفية. وقد لا يكون لها شكل مادي كما في حالة سيري أو أليكسا . الروبوتات عبارة عن أدوات أو آلات مصممة بعقلانية، تتمتع بالاستقلالية وتؤدي مهامًا محددة.
تستخدم الروبوتات البيولوجية (أو الروبوتات الحيوية) الخلايا أو الأنسجة الحية كمواد تصنيع. ومثل جميع الروبوتات، فإن الروبوتات الحيوية قابلة للبرمجة، وتتمتع بالاستقلالية، وتؤدي مهامًا محددة. وهي فئة خاصة من الهياكل الاصطناعية النشطة الحية والمتحركة.
الأنسجة الحية بحد ذاتها ليست روبوتات، بل هي أجزاء من الحيوانات. تصبح الخلايا الحية روبوتات عندما تتحرر من القيود الطبيعية وتُبرمج لتأخذ الشكل والوظيفة المطلوبين من خلال دمج الخلايا وتشكيلها اصطناعياً لإظهار سلوك محدد.
كانت زينوبوتس أول روبوتات حيوية كاملة تم ابتكارها في المختبر عام 2020 باستخدام خلايا بيض من أجنة نوع من الضفادع يُسمى زينوبوس ليفيس (ومن هنا جاء اسم زينوبوتس). وكانت أول كائن حي اصطناعي قادر على إصلاح نفسه والتكاثر ذاتيًا. استُخدمت الخلايا الحية كوحدات بناء، حيث تم تحريرها من القيود الطبيعية لبقية الجنين لتكوين شكل جديد من الحياة الاصطناعية، صُممت خصائصه وبنيته بشكل اصطناعي. وهكذا، كان زينوبوت كائنًا حيًا اصطناعيًا. أظهر تطوير زينوبوتس إمكانية برمجة الخلايا المشتقة من جنين برمائي إلى الشكل والوظيفة المطلوبين عن طريق تحريرها من القيود الطبيعية. ومع ذلك، لم يكن معروفًا ما إذا كان من الممكن ابتكار روبوتات حيوية من خلايا غير برمائية أو خلايا بالغة.
أعلن العلماء مؤخرًا عن نجاحهم في بناء روبوتات حيوية باستخدام خلايا بالغة من أنسجة بشرية غير جنينية ، تتمتع بقدرات تتجاوز قدرات الروبوتات الغريبة. وقد أُطلق على هذا الروبوت الحيوي اسم " الروبوتات البشرية " نظرًا لأصله البشري.
بما أن الروبوتات الغريبة (Xenobots) مُشتقة من خلايا جنينية برمائية عن طريق تشكيل الخلايا بشكل فردي، فقد بدأ فريق البحث باختبار ما إذا كانت القدرة على إنتاج الروبوتات الحيوية تقتصر على هذه الخلايا البرمائية، أم أن خلايا بالغة أخرى غير برمائية وغير جنينية قادرة أيضًا على إنتاج الروبوتات الحيوية؟ علاوة على ذلك، هل من الضروري تشكيل الخلايا الأولية بشكل فردي لإنتاج الروبوتات الحيوية، أم أن تحفيز الخلايا الأولية يمكن أن يؤدي إلى بناء الروبوتات الحيوية ذاتيًا؟ ولتحقيق ذلك، استخدم الباحثون خلايا جسدية بالغة مُشتقة من ظهارة الرئة البشرية بدلًا من الأنسجة الجنينية، وتمكنوا من إنتاج هياكل حية جديدة متعددة الخلايا، ذاتية البناء، وقادرة على الحركة، دون تشكيل يدوي أو استخدام أي أجهزة خارجية لتشكيلها. الطريقة المستخدمة قابلة للتطوير. تم إنتاج أسراب من الروبوتات الحيوية بشكل متوازٍ، تحركت بواسطة الأهداب وعاشت لمدة 45-60 يومًا. ومن المثير للاهتمام، أنه لوحظ أيضًا أن الروبوتات البشرية (Anthrobots) تحركت عبر فواصل في طبقات الخلايا العصبية الأحادية، وحفزت التئامًا فعالًا للعيوب في المختبر.
يُعدّ تركيب الروبوتات البشرية ذا أهمية بالغة لأنه يُثبت أن مرونة الخلايا في إنتاج الروبوتات الحيوية لا تقتصر على الخلايا الجنينية أو البرمائية. فقد أظهر أن الخلايا الجسدية البشرية البالغة ، دون أي تعديل وراثي، قادرة على تكوين روبوتات حيوية جديدة دون الحاجة إلى أي آليات خارجية لتشكيلها.
تُعدّ الروبوتات البشرية تطوراً ملحوظاً عن الروبوتات الفضائية، وتقدماً في التكنولوجيا ذات الصلة، ولها آثار بالغة الأهمية على إنتاج الأنسجة المعقدة للاستخدامات السريرية في الطب التجديدي . في المستقبل، قد يصبح من الممكن إنتاج روبوتات بشرية مُخصصة لكل مريض، وزرعها في الجسم دون إحداث أي استجابة مناعية.
***
المراجع:
- بلاكيستون د. وآخرون 2023. الروبوتات البيولوجية: وجهات نظر حول مجال ناشئ متعدد التخصصات. الروبوتات الناعمة. أغسطس 2023. 674-686. معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- جوموسكايا، G. وآخرون. 2023. الروبوتات الحيوية المتحركة ذاتية البناء من البالغين الانسان خلايا البذور السلفية الجسدية. العلوم المتقدمة 2303575. تم النشر: 30 نوفمبر 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- جامعة تافتس 2023. الأخبار – العلماء يصنعون روبوتات بيولوجية صغيرة من الانسان الخلايا. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- ابراهيمخاني م.ر. و ليفين م.، 2021. الآلات الحية الاصطناعية: نافذة جديدة على الحياة. منظور العلوم. المجلد 24، العدد 5، 102505، 21 مايو 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
