مستقبل جيوش الروبوتات موجود هنا، وهو ليس كما تعتقد

جيش الروبوتات الذي ينقذ العالم لن يكون مثل ما تتخيله. لا، إنهم ليسوا كائنات بشرية صغيرة يمكنها القيام بفنون قتالية متزامنة مثل أولئك الذين أبهروا الجماهير خلال احتفالات رأس السنة الجديدة في الصين. ولن تساعدك في العثور على علبة كولا ببطء محرج مثل الوحش على شكل رجل المعروف باسم أوبتيموس من شركة تيسلا التابعة لإيلون ماسك. وبدلاً من ذلك، ستكون مجهرية، ومكونة في الغالب من الطحالب والبكتيريا وغيرها من الكائنات الحية أحادية الخلية. يطلق عليها المهندسون اسم الروبوتات الحيوية الهجينة.

إذا كنت قد قرأت عن أشخاص يبتلعون أقراصًا مليئة بروبوتات صغيرة لتوصيل الدواء – أو شاهدت الفيلم الكلاسيكي من الثمانينيات الفضاء الداخلي – لقد شهدت بالفعل حلم المستقبل. لسنوات عديدة، تصور الباحثون الطبيون استخدام آلات صغيرة لتوصيل الدواء إلى الأجزاء التي يصعب الوصول إليها في أجسامنا مثل الشعيرات الدموية الدقيقة في رئتينا. والأفضل من ذلك، أن هذه الآلات يمكن أن تتجول في أعضائنا، ربما للبحث عن الخلايا السرطانية وتدميرها واحدة تلو الأخرى. المشكلة هي أننا لا نستطيع في الواقع بناء أجهزة آلية صغيرة بما يكفي للقيام بذلك.

وهنا يأتي دور مهندس الطب الحيوي جوزيف وانج. مثل كثيرين في مجال الروبوتات الدقيقة المتنامي، قام وانج بتوسيع تعريف ما يعتقده معظمنا باسم “الروبوتات” بشكل كبير. إن أي آلية يمكن التحكم فيها والتحرك بشكل شبه مستقل هي عبارة عن روبوت، يشبه إلى حد كبير روبوت السلحفاة الاسفنجي الذي يعمل بالهواء المضغوط والذي وصفته في عمود سابق. وتحتوي بعض الروبوتات على أنسجة حية – أو كائنات حية كاملة.

هناك أشياء كثيرة لا تستطيع التكنولوجيا القيام بها مثل علم الأحياء، وأحدها هو التحرك داخل البيئات الصغيرة. ويقول وانج إن المحركات الاصطناعية الصغيرة تميل إلى الذوبان بعد بضع دقائق، لكن “الطحالب تسبح وتسبح فقط”. ولهذا السبب يقوم هو وزملاؤه بتزويد روبوتاتهم بالطحالب الخضراء الدقيقة جhlamydomonas رينهارتي.

في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، عمل مختبر وانغ بشكل وثيق مع مجموعة أبحاث المهندس الكيميائي ليانغفانغ تشانغ لإنشاء ما هو في الأساس أسراب من الطحالب الآلية التي تقدم الدواء. لقد بدأوا ب جيم رينهارتي، والتي يمكنها السباحة بسوطها أو ذيلها القوي. ويصادف أيضًا أنه يحب الضوء الأزرق، لذلك من السهل نسبيًا توجيه هذا المخلوق أحادي الخلية عن طريق تسليط ضوء أزرق على المنطقة المستهدفة. يمكن لوانغ وتشانغ أيضًا تكوين أسراب ضخمة من الطحالب: من خلال تسليط الضوء الأزرق من خلال شاشة ذات شكل مقطوع منها، قاموا بتجميع الآلاف من خلايا الطحالب لتشكيل تصميمات دائرية ومربعة وحتى أكثر تعقيدًا.

ولتفريق السرب، استخدم الباحثون ضوءًا أحمر. وفي عرض توضيحي بالفيديو، أظهروا سربا تحت المجهر يشكل نفسه على شكل القارة الأفريقية ثم ينتشر مرة أخرى. في الأساس، أنشأ وانغ وتشانغ جيشًا من الروبوتات الصغيرة، “مبرمجًا” للتحرك بطرق معينة بواسطة الأضواء الزرقاء والحمراء.

ولتحويل هذا السرب إلى فريق طبي مجهري، قاموا بتعريض الطحالب لجسيمات نانوية تلتصق بأغشيتها الخارجية عن طريق القوة الكهروستاتيكية. والنتيجة هي نصف طحالب ونصف اصطناعي وكلها روبوت. يستطيع الباحثون توجيه سرب الروبوتات الصغيرة المحمل بالكامل نحو الجرح باستخدام الضوء الأزرق. في يوم من الأيام، قد يستخدم الأطباء تقنية الإخفاء لإنشاء ضمادات طحالب ذات أشكال مخصصة تحتوي على أنواع عديدة من الحمولات العلاجية.

تتطلب أجزاء أخرى من الجسم نوعًا مختلفًا من محركات الطحالب. ويقول وانج إنه من أجل استكشاف المعدة، كان عليه وفريقه استخدام الطحالب التي نمت في مواقع التعدين حيث أصبحت معتادة على البيئات الحمضية. هذا صحيح، فقد أنتجت مواقع التعدين السامة طحالب قد تسبح يومًا ما للإنقاذ باستخدام أدوية لعلاج سرطان المعدة.

الضوء هو مجرد طريقة واحدة لبرمجة الروبوتات. يمكن للعلماء أيضًا تحميل الجسيمات النانوية على البكتيريا المغنطيسية – وهي كائنات تتنقل عبر المجال المغناطيسي للأرض – ثم توجيهها داخل جسم الحيوان باستخدام المغناطيسات الكهربائية. وبغض النظر عما إذا كانت الحمولة تعتمد على الطحالب أو البكتيريا، فإنه يشار إليها باسم الطب “النشط”. تسمى الأدوية التقليدية “السلبية” لأنه لا يمكن برمجتها لاستهداف مناطق أو أنواع خلايا محددة. الأمل في الكثير من هذا البحث هو أن المزيد من الأدوية يمكن أن تصبح فعالة، مما يؤدي إلى علاجات أكثر فعالية، وآثار جانبية أقل وعلاجات أقل تدخلاً.

الطب ليس هو التطبيق الوحيد الممكن لأسراب الروبوتات الدقيقة الهجينة الحيوية أيضًا. يستخدم مختبر وانغ أيضًا طحالب سايبورغ لإزالة التلوث في الأنهار والمحيطات. وبدلاً من تحميل الروبوتات بالأدوية، يقوم الباحثون بتغطيتها بمواد كيميائية يمكنها تحييد السموم أو امتصاصها. تتلوى الطحالب في الماء، غالبًا لعدة أيام، وتجمع السموم بشكل انتهازي حتى يتم تنظيف كل شيء. وفي الوقت نفسه، تقوم بعض المجموعات البحثية باختبار روبوتات دقيقة اصطناعية بالكامل لتنظيف المواد البلاستيكية في المحيط.

إن خيال جيش الروبوتات لا يعني بالضرورة أن الجنود البشر يقهرون الأعداء. مستقبل آخر ممكن دائما. يمكن لأسراب الطحالب الصغيرة أن تعيش يومًا ما داخل جسمك – لفترة وجيزة – أو تسافر في مجموعات عبر البيئة، لتطهير الفوضى التي أحدثتها البشرية.