दिसम्बर 2, 2022

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उन्होंने यह पता लगाया कि छोटे ‘जीवित’ रोबोटों का पुनरुत्पादन कैसे किया जाता है

पेट्री डिश में काइनेटिक ट्रांसक्रिप्शन के लिए स्टेम सेल एकत्रित करने वाले जीनोम के वीडियो का स्क्रीनशॉट।

दुनिया के पहले जीवित रोबोट को विकसित करने वाले शोधकर्ताओं का कहना है कि वे पहले की तरह प्रजनन कर सकते हैं। एक सहकर्मी की समीक्षा की गई अध्ययन प्रकाशित किया गया था सोमवार को नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही में।

विचाराधीन रोबोट सिलिकॉन और धातु के छोटे निर्माण नहीं हैं – इसके बजाय, वे हैं जैविक मशीनें जिन्हें जीनोटाइप कहा जाता है वरमोंट विश्वविद्यालय और टफ्ट्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ता पहले वर्णित पिछले साल। ज़ेनोपोड्स आनुवंशिक रूप से संशोधित, अफ्रीकी-पंजे वाले मेंढक के स्टेम सेल बंडलों को विकसित करते हैं। ज़ेनोबस लुईस. वर्मोंट विश्वविद्यालय के एक कंप्यूटर वैज्ञानिक और रोबोटिक्स विशेषज्ञ जोशुआ पोंगर्ड ने उनका उल्लेख किया है। पिछले जनवरी से एक प्रेस विज्ञप्ति “नई जीवन मशीनें” जिन्हें “नए प्रकार की कलाकृतियां: जीवित, प्रोग्राम करने योग्य जीव” कहा जाता है।

Genopods प्रोग्राम करने योग्य होते हैं, और उनके मूल व्यवहार अक्सर उनके प्रारंभिक रूपों से पूर्व निर्धारित होते हैं। किसमोडो रिपोर्टर जॉर्ज ड्वोर्स्की के रूप में लिखा था पिछले साल, उन्होंने कहा, “एक विकासवादी पद्धति का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने अपने उपन्यास जीवन रूप के लिए हजारों संभावित डिजाइन तैयार किए हैं। वे जलीय वातावरण में दिनों से हफ्तों तक जीवित रहने में सक्षम हैं। वे अपने जीवनकाल को एक पौष्टिक वातावरण के साथ बढ़ा सकते हैं और फिर अनिवार्य रूप से विघटित करना

“एक ‘रोबोट’ को परिभाषित करना आसान नहीं है, हालांकि पुरानी तकनीकों ने उस तथ्य को अस्पष्ट कर दिया है और ऐसा लगता है कि ‘रोबोट’ की सबसे अच्छी परिभाषा क्या है और कोई अमीबा, बैक्टीरिया, मछली और मनुष्यों से कैसे भिन्न है।” शोध लेखक माइकल लेविन ने किसमोडो को ईमेल किया। “यह तकनीक यह स्पष्ट करती है कि रोबोट, मशीन, प्राणी, कार्यक्रम आदि की अवधारणाओं के आसपास कुछ महत्वपूर्ण ज्ञान अंतराल हैं।”

एक नए अध्ययन में, दो विश्वविद्यालयों और हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के वाइस इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल इंस्पायर्ड इंजीनियरिंग के शोधकर्ताओं ने कहा कि जीनोटाइप किसी भी जानवर या पौधों की प्रजातियों के लिए पहले से अज्ञात विधि का उपयोग करके खुद को विकसित करने की अधिक संभावना है। लेविन ने सीएनएन को बताया कि इस पद्धति को सिनेमा कहा जाता हैकांपती हुई प्रति, “आश्चर्यचकित” उसे।

टीम ने लगभग 3,000 स्टेम सेल से बने जीनोटाइप को देखा, जो एक पेट्री डिश के चारों ओर घूमते हुए दोषपूर्ण स्टेम सेल को इकट्ठा करते हैं और उन्हें क्लस्टर में बनाते हैं। आखिरकार, जब पर्याप्त स्टेम सेल एकत्र किए गए, तो वे क्लस्टर नए जीनोटाइप में बदल गए। बोंगार्ड सीएनएन के अनुसार, हालांकि शुरू में देखा गया व्यवहार दुर्लभ और स्थितिजन्य है, टीम अरबों सुपर कंप्यूटरों का उपयोग अरबों शरीर के आकार की जांच करने और संग्रह के लिए सबसे अच्छा प्रारूप निर्धारित करने के लिए करती है; इसने कुछ ऐसा उगल दिया जो बैक-मैन जैसा दिखता था। जिस तरह बैक-मैन आकार भूतों को पकड़ने के लिए उपयुक्त था, उसी तरह सी-आकार के जीनोटाइप स्टेम सेल को पकड़ने और नए जीनोटाइप बनाने में बहुत प्रभावी थे।

पोंगर्ड ने सीएनएन को बताया, “ज्यादातर लोग सोचते हैं कि रोबोट धातुओं और मिट्टी के बर्तनों से बने होते हैं, लेकिन यह वह नहीं है जिससे रोबोट बनता है, लेकिन यह जो करता है, वह अपनी ओर से काम करता है।” “… एआई इन मशीनों को उस तरह से प्रोग्राम नहीं करता है जिस तरह से हम आमतौर पर कोड लिखने के बारे में सोचते हैं। यह डिजाइन और नक्काशीदार था और इस बैक-मैन आकार के साथ आया था।

बोंगार्ड ने सीएनएन को बताया कि “फॉर्म, संक्षेप में, कार्यक्रम” और “इस अविश्वसनीय रूप से अद्भुत प्रक्रिया को बढ़ाने के लिए ज़ेनोबॉट्स कैसे काम करते हैं, इसे प्रभावित करते हैं।”

पोनकार्ड ने किसमोडो को एक ईमेल में कहा कि मेंढक की कोशिकाओं का इस्तेमाल किया गया क्योंकि वे जैविक अनुसंधान में उपयोग किए जाने वाले सबसे आम जीवों में से एक हैं। टीम के एक अन्य जीवविज्ञानी लेविन और डगलस ब्लैकस्टोन को मेंढक के ऊतकों के साथ काम करने का व्यापक अनुभव है। बांगर्ड ने समझाया कि जीनोबॉट्स को विशिष्ट व्यवहारों में प्रेरित करने में समूह के पिछले शोध ने इस खोज को जन्म दिया कि वे स्वयं को प्रतिबिंबित करते हैं।

“जनवरी 2020 के बाद से अपने पहले प्रयोग में, हमने मेंढक के हृदय की मांसपेशियों के ऊतकों को जीनोटाइप में जोड़ा और दिखाया कि यह धीरे-धीरे, पेट्री डिश के आधार पर, मिश्रण कर सकता है,” पोंगर्ड ने किसमोडो को बताया। “मार्च 2021 से दूसरे पेपर में, हमने दिखाया कि ज़ेनोपोड अपनी बाहरी सतह पर सिलिया नामक छोटे बाल उगा सकते हैं। उन्होंने तैरने के लिए इस सिलिया को मारा, जिसके परिणामस्वरूप पानी में चलने की तुलना में तेज गति होती है। हमने यह भी दिखाया कि आप ‘लुक’, ‘याद रखें’, ‘वापस आओ’ और ‘बताओ’ बॉट्स प्राप्त कर सकते हैं: ज़ेनोबॉट्स हरे रंग में प्रकाशित हुए थे।

“जब वे अपने पर्यावरण में मनुष्यों के लिए रुचि रखने वाली किसी चीज़ का प्रतिनिधित्व करने के लिए नीली रोशनी के साथ बातचीत करते हैं, तो वे स्थायी रूप से चमकदार लाल रंग में बदल जाते हैं,” बोंगार्ड ने कहा। “अनुभव के अंत में लाल बॉट्स की गिनती करके, हम बता सकते हैं कि कितने बॉट्स ने नीली रोशनी को ‘देखा’ है। हमने यह भी दिखाया कि बेतरतीब ढंग से घूमने वाला ज़ेनोबोट झुंड अपने वातावरण में कणों को ढेर में धकेल देता है। यह इस वर्तमान कार्य के लिए प्रेरणा का हिस्सा था … यह देखने के लिए कि क्या होगा यदि इससे कणों को अलग-अलग कोशिकाओं में बदलने का विचार आया।

सिनेमाझुनझुनी आणविक स्तर पर होती है, लेकिन बांगर्ड किसमोडो के साथ इसे कभी नहीं देखा गया है या जीवों में ऐसा माना जाता है। अध्ययन के अनुसार, यह देखने के बाद कि जीनोबॉट्स की अनुपस्थिति में स्टेम कोशिकाएं अनायास नहीं जुड़तीं, शोधकर्ताओं ने सत्यापित किया कि प्रतिक्रिया के लिए जीनोबॉट जिम्मेदार थे, न कि “द्रव गतिकी और आत्म-संयोजन”।

अध्ययन में शोधकर्ताओं ने लिखा है कि सिनेमाटिक-टैक-टो और जीनोबॉट्स का स्वतःस्फूर्त आत्म-प्रतिबिंब पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की व्याख्या करने में मदद कर सकता है। उन्होंने लिखा है कि आगे के शोध अमाइलॉइड विश्व परिकल्पना को आगे बढ़ा सकते हैं, जिसमें कहा गया है कि “स्व-संयोजन पेप्टाइड्स आत्म-प्रतिकृति के लिए सक्षम पहला आणविक पदार्थ है, और यह पूर्व-आरएनए जीवन के विकास की शुरुआत का प्रतीक है।” यह अध्ययन भी हो सकता है इस समझ में योगदान करते हैं कि “नए रूपों को एपियोटिक, सेलुलर या बायोहाइब्रिड मशीनों में व्यक्त किया जा सकता है।” उनकी वेबसाइट पर, टीम ने अनुमान लगाया कि जीनोबॉट कोशिका जीव विज्ञान की समझ में योगदान कर सकते हैं और अंततः पुनर्योजी चिकित्सा में प्रगति कर सकते हैं।

बोंगार्ड ने कहा कि यह वास्तव में स्पष्ट नहीं है कि भविष्य के जीनोपोड्स का उपयोग किस लिए किया जा सकता है। “यह जानना असंभव है कि ज़ेनोबॉट्स जैसी शुरुआती तकनीक में कौन से अनुप्रयोग होंगे,” बोंगार्ड ने लिखा। “हम केवल इतना कर सकते हैं कि पारंपरिक रोबोटों पर इस तकनीक के लाभों पर विचार करें, जिसका अर्थ है कि वे छोटे, बायोडिग्रेडेबल और पानी में खुश हैं।”

“इसका मतलब है कि, उचित विनियमन के साथ, वे बंद वातावरण में काम कर सकते हैं: पौधों की जड़ों का अध्ययन ऊर्ध्वाधर खेतों पर किया जा सकता है, पाले हुए मांस के उत्पादन की सुविधा या अलवणीकरण सुविधाओं पर ताजे पानी के उत्पादन की लागत को कम कर सकता है,” पोंगर्ड ने कहा।

लेविन ने किसमोडो को बताया कि कई क्षेत्रों में ज़ेनोबॉट्स के लिए संभावित अनुप्रयोग उत्पन्न हो सकते हैं। एक “प्रभावी, विशिष्ट सिंथेटिक जीवन मशीनें (शरीर पर काम करने के लिए, प्रत्यारोपण के लिए ऊतक प्रत्यारोपण, उत्पादन सुविधाओं / पौधों, पर्यावरण, अनुसंधान, आदि में)” उन्होंने लिखा, और “सीखने के लिए एक सैंडबॉक्स के रूप में ज़ेनोपोड्स का उपयोग करने के लिए” कोशिकाओं के समूह कैसे बनाएं जिन्हें हम बनाना चाहते हैं।” – एक बार यह मज़बूती से किया जा सकता है, तो हम जन्म दोषों, कैंसर, आघात, चोट, उम्र बढ़ने आदि के लिए वास्तव में परिवर्तनकारी पुनर्योजी दवा प्राप्त कर सकते हैं। एक बार जब हम पर्यावरण को समझ लेते हैं और कैसे हम चाहते हैं कि अंगों और ऊतकों को बनाने के लिए उनकी सामूहिक समस्या-समाधान क्षमता का उपयोग करने के लिए कोशिकाओं को उत्तेजित करने के लिए। हल कर सकते हैं। “

लेविन वैज्ञानिकों को इस मामले में सक्रिय एजेंटों – कोशिकाओं के समूहों के लक्ष्यों और व्यवहार को बेहतर ढंग से समझने और नियंत्रित करने में मदद कर सकता है, लेकिन वही सबक वास्तव में इंटरनेट ऑफ थिंग्स, झुंड रोबोटिक्स और कई अन्य तकनीकों की पुष्टि करने में मदद कर सकते हैं।

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