به گزارش خبرگزاری مهر، تصور کنید که به جای پایه های نیتروژنی، بیتها و به جای نوکلئوتیدها و شبکه های نورونی اعدادی قرار گیرند که رفتار کروموزمها را تقلید می کنند. به این مفهوم جدید "بیولوژی محاسباتی" گفته می شود که در حقیقت بازسازی دینامیکهای پیچیده بیولوژیکی است.
تاکنون نرم افزارهای پیشرفته ای برنامه نویسی شده اند که می توانند عملکردهای ژنهای بیولوژیکی را تقلید کرده و ارگانیسم را وادار به برقراری تعامل با محیط پیرامون کنند.
اگر این ارگانیسم مصنوعی برای مثال یک روبات باشد این "ژنهای انفورماتیکی" به طور خودکار آن را هدایت کرده و هوش مصنوعی را ایجاد می کنند.
خالق این ژنهای انفورماتیکی "داریو فلورئانو" مدیر لابراتوار سیستمهای هوشمند پلی تکنیک لوزان سوئیس است. تیم این دانشمند روباتهای مجهز به یک ژنوم مصنوعی از نوع انفورماتیکی را طراحی کرده است.
در این راستا، روزنامه "لاستمپا" مصاحبه ای را با این محقق پلی تکنیک لوزان انجام داده است که در ادامه می خوانید:
* پروفسور، ژنهای انفورماتیکی چگونه عمل می کنند؟
- این ژنها قادرند همان عملیاتهای ژنهای درون سلولها را انجام دهند و نه تنها از طریق بیوتکنلوژی بلکه از راه انفورماتیک نیز طراحی شده اند. هر ژن انفورماتیکی، زنجیره ای از حروف است که می توانند حروف زبان Ascii باشند. زبان Ascii سیستم رمزگذاری حروف 7 بیت است که در ماشین حسابها استفاده می شود. همچنین می توان از یک زنجیره از اعداد مثل اعداد زبان "صفر و یک" که در رایانه ها به کار می رود استفاده کرد.
* این ژنهای انفورماتیکی چگونه خوانده می شوند و چگونه روباتها را هدایت می کنند؟
- در سلولهای انسان، سیگنالهای شیمیایی و الکترونیکی ژنها را فعال می کنند و این ژنها پروتئینها را تولید می کنند. پروتئینها مولکولهایی هستند که عملیاتهای بیولوژیکی را می سازند. از نظر مفهومی، ژنهای انفورماتیکی نیز چیزی شبیه به همین ژنها هستند. اگر فکر کنیم که به جای پایه های نیتروژنی اعداد قرار گیرند، در واقع از یک "کد ژنتیکی انفورماتیکی" حرف می زنیم که این کد ژنتیکی از نوع انفورماتیکی توسط یک برنامه خوانده می شود. این برنامه قادر است زنجیره های اعداد را به عملیاتهایی که روبات انجام می دهد مثل حرکت کردن، تحلیل کردن و یاد گرفتن ترجمه کند.
* بنابراین برنامه ای وجود دارد که زنجیره های اعداد را به عملیاتهای مکانیکی هوشمندانه تبدیل می کند، درست است؟
- این برنامه یک شبکه نورنی است که ژنها را در تماس با محیط می گذارد. در روباتیک، شبکه های نورنی برنامه هایی هستند که توانایی شبیه سازی رفتار مغز را دارند.
* می توانید مثالی ذکر کنید؟
- روی روباتها علاوه بر دوربینها حسگرهایی مثل حسگرهای لمسی و حرکتی نصب شده اند. اگر برای مثال نور به چشم روبات برخورد کند و یا اگر این روبات در تماس با یک ماده سمی قرار گیرد، سیگنالی توسط شبکه نورونی ثبت می شود و آن را به ژنوم انفورماتیکی ارسال می کنند. سپس این ژنوم تصمیم می گیرد که چگونه به آن پاسخ دهد: به سمت نور برود و یا از ماده سمی دوری کند. به همین دلیل است که می گوییم این روباتها هوشمند هستند.
* چرا؟
- چون حسگرهای بیولوژیکی (چشمها، بینی، گوشها، پوست و پلکها) به طور مداوم میزان بسیار زیادی از سیگنالها را دریافت کرده و آنها را به مغز ارسال می کنند. سپس در ژنوم اطلاعات زائد فیلتر می شوند. ما نشان دادیم که شبکه های نورونی بی نهایت برای طبقه بندی سیگنالها کارآمد هستند. به هر حال، ما هنوز در حال مطالعه بر روی رفتارهای ابتدایی هستیم و کد ژنتیکی انفورماتیکی ما هنوز نسخه ای بسیار ساده از کد ژنتیکی انسان است.
* این نسل از روباتهای هوشمند چه کاربردهایی دارند؟
- برای مثال به ما کمک می کنند که مکانیزمهای تکامل را بهتر بفهمیم. زیست شناسان برای درک تکامل از فسیلهای ارگانیسمهای گذشته استفاده می کنند. این درحالی است که ما شبکه های نورونی را در اختیار داریم که رفتارهای بیولوژیکی را شبیه سازی می کنند. بنابراین می توانیم با استفاده از "آشیانه برنامه های انفورماتیکی" فرضیه هایی را درباره تاریخ جانداران ارائه کنیم. از دیگر کاربردهای این روباتها استفاده از آنها در پزشکی و در عرصه تحقیقات دارویی است.
* تحقیقات دارویی؟! می توانید یک مثال بزنید؟
- به خاطر شبیه سازیهای انفورماتیکی، بیولوژی محاسباتی به ما می گوید که ژنهای بیولوژیکی چگونه با هم حرف می زنند و ارتباطات میان آنها چگونه است و سیگنالها و واکنشهایی که بین خود ژنها و بین ژنها و پروتئینها و سلولها رخ می دهد چیست. یک مثال می زنم. دارویی برای مبارزه با یک بیماری ژنتیکی ساخته شده است. این دارو اغلب با متوقف کردن ژنی که آن را بر می انگیزد عمل می کند. اما آیا ما مطمئن هستیم که همه چیز به اینجا ختم می شود؟ و اینکه ارگانیسم در توقف آن ژن چگونه رفتار می کند؟ بنابراین شبیه سازیهای انفورماتیکی می توانند پاسخهای دقیقی را به این سوالات و سایر فرضیه ها بدهند.
نظر شما