sabrjoo
17th January 2014, 12:14 AM
چه خوشمان بیاید چه نیاید، انسان در حال رسیدن به حیات مصنوعی است. هدفی که دیر یا زود انسان از مسیر‌های مختلفی به آن خواهد رسید. یکی از این مسیرها در نظر گرفتن سلول‌ها به عنوان واحدهای ساختاری و قراردادن منظم آن‌ها در کنار هم است تا ساختن یک موجود زنده‌ی کامل میسر شود. راهی که پروژه OpenWorm آن را در پیش گرفته است. هدف اصلی پروژه‌ی OpenWorm ساخت اولین موجود زنده‌ی مصنوعی است.
یکی از مهم ترین گام‌های این پژوهش شبیه سازی کامل اجزای کرم‌های لوله‌ای (nematode) است. کرم‌های لوله‌ای یا Nematodeها جزو ساده ترین موجودات چند سلولی دنیا هستند که تا به حال شناخته شده اند. این شبیه سازی بر مبنای 302 نورون و 95 سلول عضلانی است که این موجود را شکل داده اند.
کرم‌های لوله‌ای موجودی دو جنسه هستند که در مجموع از 959 سلول تشکیل شده‌اند که 302 تای آن‌ها را نورون‌ها تشکیل می‌دهند. گذشته از سادگی این موجود آن‌ها نمونه‌ای کامل از چالش‌های پیش رو برای ساخت یک حیات مصنوعی به شمار می‌روند، چالش‌های اصلی که به ترتیب عبارتند از زندگی، تغذیه، تولید مثل و دوری از خطرات کشنده.
برای این مدل سازی این موجود پیچیده – شاید عبارت سهل ممتنع بیشتر صادق باشد- پروژه‌ی OpenWorm در ماه می سال 2013 آغاز شد. پروژه‌ای که هدف آن بازسازی از پایین به بالای یک موجود زنده است که شامل مدل سازی تک تک سلول‌های کرم و برهمکنش‌های آن بر اساس عملکردهای طبیعی در دنیای واقعی است. مشارکت کنندگان در این پروژه امیدوارند که رفتار واقعی در صورت همکاری تک تک سلول‌ها با یکدیگر مشابه جاندار واقعی قابل بازسازی باشد.
در حال حاضر مدل سازی بر مبنای ورودی و خروجی تک تک سلول‌ها انجام شده است. به عنوان مثال در این مدل یک سلول عضله این گونه تعریف می‌شود:
من این ابعاد و این شکل را در حالت استراحت دارم و خواص مکانیکی غشای و اعضای داخلی من اینطور یا آنطور هستند. من به لیست سلول‌های زیر متصلم و از آن قسمت از غشا با آن‌ها در ارتباط هستم. شش نورون در ارتباط مستقیم با من هستند که رفتارهای زیر را هنگام تحریک شدن ایجاد می‌کنند. رفتارهای کنشی و واکنشی من به سلول‌های اطرافم، مدل من را می‌سازند.
این روش به کار گرفته شده است تا بتوان به کمک آن دینامیک و فرمول بندی رفتاری کرم‌های لوله‌ای بدون نیاز به توصیف کامل تمامی واکنش‌ها و برهمکنش‌های شیمیایی صورت گرفته در عالم واقع، امکان پذیر باشد.
نهایتا کرم لوله‌ای به صورت بسته‌های کدنویسی شده مربوط به قسمت‌های مختلف سلول‌ها و برهمکنش‌های آن‌ها در حالت واقعی شبیه سازی شده است. خوشبختانه اطلاعات ما در مورد این جانوران به اندازه کافی جامع هست. ساختار سلولی آن‌ها به طور کامل شناخته شده است و اطلاعات مربوط به رفتارهای این کرم‌ها در واکنش به محیط خارجی نیز موجود است، ضمن اینکه نقشه‌ی کامل نورون‌ها و سیستم عصبی و ارتباطات آن‌ها را نیز داریم.
http://www.zoomit.ir/images/92/10/openworm-nematode-roundworm-simulation-artificial-life-4.jpg
در حال حاضر این مدل 302 نورون از سیستم عصبی و 95 سلول عضلانی را پوشش می‌دهد. هنگامی که داده‌های ورودی به سیستم عصبی داده می‌شود، می‌توان شاهد حرکت نسبتا واقعی کرم در شبیه سازی انجام شده بود.
پرسشی که پیش می‌آید این است که با فرض اینکه رفتار کرم شبیه سازی شده مشابه جاندار واقعی باشد، در چه حدی از مشابهت می‌توان آن را یک موجود زنده خواند؟ تعریف معمولی که از یک موجود زنده وجود دارد این است که آن‌ها می‌توانند از محیط اطراف خود انرژی به دست بیاورند، خودپایدار باشند و قابلیت رشد، پاسخ به محرک و تولید مثل را داشته باشند، ضمن اینکه با توجه به اصل انتخاب طبیعی بتوانند خود را با محیط خود هماهنگ کنند. اکنون اگر شبیه سازی نهایی تمامی موارد بالا را پوشش دهد آیا باید آن را یک موجود زنده بخوانیم؟
شاید بخواهید به سراغ آزمون معروف تورینگ بروید. آزمونی که در آن یک رایانه به عنوان یک موجود خردمند شناخته می‌شود اگر و تنها اگر بتواند پاسخ موجودی خردمند را به گونه‌ای بدهد که ناظر خارجی نتواند تفاوت آن دو را تشخیص دهد. نسخه‌ی اصلاح شده‌ی این آزمون برای حیات داشتن اینگونه تعبیر می‌شود که موجود شبیه سازی شده زنده تلقی می‌شود، البته به شرطی که یک بیولوژیست نتواند تفاوت آن را با یک موجود زنده واقعی تشخیص بدهد.
اگر درست نگاه کنید این دید به شاخص بسیار ساده به نظر می‌آید. آزمون تورینگ برای این طراحی شده است که با فیلتر کردن پیش داوری‌ها بتوان به نتیجه‌ای درست در مورد ماشین‌ها رسد؛ اما آیا این آزمون برای حیات هم صدق می‌کند؟ اگر پاسخ منفی است چرا؟ اگر ما کرم‌های لوله‌ای را با کنار هم قرار دادن مصنوعی سلول‌ها با نظمی درست بسازیم آن گاه ما یک موجود زنده ساخته ایم؟ سوال عمیق تر اینکه آیا ما انسان‌ها هم ماشین هستیم؟
بشر امروزه در حال پیمودن راه‌های زیادی است که در نهایت به ساخت حیات مصنوعی ختم خواهد شد. به نظر می‌رسد زمان آن رسیده است که تفاوت‌ها میان موجودات زنده و غیرزنده کاملا واضح بیان شود. آیا این تفاوت در سازه است یا در رفتار شاید هم در DNA یا کاهش موضعی آنتروپی؟!
منبع : http://www.zoomit.ir/articles/etc/8865-openworm-nematode-roundworm-simulation-artificial-life
یکی از مهم ترین گام‌های این پژوهش شبیه سازی کامل اجزای کرم‌های لوله‌ای (nematode) است. کرم‌های لوله‌ای یا Nematodeها جزو ساده ترین موجودات چند سلولی دنیا هستند که تا به حال شناخته شده اند. این شبیه سازی بر مبنای 302 نورون و 95 سلول عضلانی است که این موجود را شکل داده اند.
کرم‌های لوله‌ای موجودی دو جنسه هستند که در مجموع از 959 سلول تشکیل شده‌اند که 302 تای آن‌ها را نورون‌ها تشکیل می‌دهند. گذشته از سادگی این موجود آن‌ها نمونه‌ای کامل از چالش‌های پیش رو برای ساخت یک حیات مصنوعی به شمار می‌روند، چالش‌های اصلی که به ترتیب عبارتند از زندگی، تغذیه، تولید مثل و دوری از خطرات کشنده.
برای این مدل سازی این موجود پیچیده – شاید عبارت سهل ممتنع بیشتر صادق باشد- پروژه‌ی OpenWorm در ماه می سال 2013 آغاز شد. پروژه‌ای که هدف آن بازسازی از پایین به بالای یک موجود زنده است که شامل مدل سازی تک تک سلول‌های کرم و برهمکنش‌های آن بر اساس عملکردهای طبیعی در دنیای واقعی است. مشارکت کنندگان در این پروژه امیدوارند که رفتار واقعی در صورت همکاری تک تک سلول‌ها با یکدیگر مشابه جاندار واقعی قابل بازسازی باشد.
در حال حاضر مدل سازی بر مبنای ورودی و خروجی تک تک سلول‌ها انجام شده است. به عنوان مثال در این مدل یک سلول عضله این گونه تعریف می‌شود:
من این ابعاد و این شکل را در حالت استراحت دارم و خواص مکانیکی غشای و اعضای داخلی من اینطور یا آنطور هستند. من به لیست سلول‌های زیر متصلم و از آن قسمت از غشا با آن‌ها در ارتباط هستم. شش نورون در ارتباط مستقیم با من هستند که رفتارهای زیر را هنگام تحریک شدن ایجاد می‌کنند. رفتارهای کنشی و واکنشی من به سلول‌های اطرافم، مدل من را می‌سازند.
این روش به کار گرفته شده است تا بتوان به کمک آن دینامیک و فرمول بندی رفتاری کرم‌های لوله‌ای بدون نیاز به توصیف کامل تمامی واکنش‌ها و برهمکنش‌های شیمیایی صورت گرفته در عالم واقع، امکان پذیر باشد.
نهایتا کرم لوله‌ای به صورت بسته‌های کدنویسی شده مربوط به قسمت‌های مختلف سلول‌ها و برهمکنش‌های آن‌ها در حالت واقعی شبیه سازی شده است. خوشبختانه اطلاعات ما در مورد این جانوران به اندازه کافی جامع هست. ساختار سلولی آن‌ها به طور کامل شناخته شده است و اطلاعات مربوط به رفتارهای این کرم‌ها در واکنش به محیط خارجی نیز موجود است، ضمن اینکه نقشه‌ی کامل نورون‌ها و سیستم عصبی و ارتباطات آن‌ها را نیز داریم.
http://www.zoomit.ir/images/92/10/openworm-nematode-roundworm-simulation-artificial-life-4.jpg
در حال حاضر این مدل 302 نورون از سیستم عصبی و 95 سلول عضلانی را پوشش می‌دهد. هنگامی که داده‌های ورودی به سیستم عصبی داده می‌شود، می‌توان شاهد حرکت نسبتا واقعی کرم در شبیه سازی انجام شده بود.
پرسشی که پیش می‌آید این است که با فرض اینکه رفتار کرم شبیه سازی شده مشابه جاندار واقعی باشد، در چه حدی از مشابهت می‌توان آن را یک موجود زنده خواند؟ تعریف معمولی که از یک موجود زنده وجود دارد این است که آن‌ها می‌توانند از محیط اطراف خود انرژی به دست بیاورند، خودپایدار باشند و قابلیت رشد، پاسخ به محرک و تولید مثل را داشته باشند، ضمن اینکه با توجه به اصل انتخاب طبیعی بتوانند خود را با محیط خود هماهنگ کنند. اکنون اگر شبیه سازی نهایی تمامی موارد بالا را پوشش دهد آیا باید آن را یک موجود زنده بخوانیم؟
شاید بخواهید به سراغ آزمون معروف تورینگ بروید. آزمونی که در آن یک رایانه به عنوان یک موجود خردمند شناخته می‌شود اگر و تنها اگر بتواند پاسخ موجودی خردمند را به گونه‌ای بدهد که ناظر خارجی نتواند تفاوت آن دو را تشخیص دهد. نسخه‌ی اصلاح شده‌ی این آزمون برای حیات داشتن اینگونه تعبیر می‌شود که موجود شبیه سازی شده زنده تلقی می‌شود، البته به شرطی که یک بیولوژیست نتواند تفاوت آن را با یک موجود زنده واقعی تشخیص بدهد.
اگر درست نگاه کنید این دید به شاخص بسیار ساده به نظر می‌آید. آزمون تورینگ برای این طراحی شده است که با فیلتر کردن پیش داوری‌ها بتوان به نتیجه‌ای درست در مورد ماشین‌ها رسد؛ اما آیا این آزمون برای حیات هم صدق می‌کند؟ اگر پاسخ منفی است چرا؟ اگر ما کرم‌های لوله‌ای را با کنار هم قرار دادن مصنوعی سلول‌ها با نظمی درست بسازیم آن گاه ما یک موجود زنده ساخته ایم؟ سوال عمیق تر اینکه آیا ما انسان‌ها هم ماشین هستیم؟
بشر امروزه در حال پیمودن راه‌های زیادی است که در نهایت به ساخت حیات مصنوعی ختم خواهد شد. به نظر می‌رسد زمان آن رسیده است که تفاوت‌ها میان موجودات زنده و غیرزنده کاملا واضح بیان شود. آیا این تفاوت در سازه است یا در رفتار شاید هم در DNA یا کاهش موضعی آنتروپی؟!
منبع : http://www.zoomit.ir/articles/etc/8865-openworm-nematode-roundworm-simulation-artificial-life