Kretanje patentnim krajolikom za žive strojeve: slučaj ksenobota

24. siječnja 2023.

Posljednjih je godina genetsko uređivanje dovelo do razvoja nekoliko umjetnih vrsta, čak iako ljudi su dugo koristili poljoprivredu za manipuliranje organizmima za vlastitu korist. Budući da je prvi vrijeme konstruirati "cijele biološke strojeve iz temelja", ovo je otkriće utemeljeno-lomljenje.

Ovo tlo-prijelomna studija kombinira matične stanice i tehnologiju umjetne inteligencije. Novi oblik života poznat kao Ksenoboti, koji su sićušni roboti proizvedeni iz stanica afričke žabe s kandžama Ksenopus laevis, stvorili su znanstvenici iz Sjedinjenih Država. Ksenoboti sastoje se od 500-1000 živih stanica i duljine su manje od 1 mm. Također se misle do biti prvi živi stroj na svijetus.

Uvod

Kao prvi samoreplicirajući roboti i prvi živi strojevi, Xenobots su nedavno privukli pozornost javnosti. Sveučilište Vermont (UVM) i Centar za regenerativnu i razvojnu biologiju Sveučilišta Tufts surađivali su na Xenobotima.

Tim je kreirao i modelirao dizajn robota, prvo koristeći superračunalni klaster Deep Green na UVM-u i evolucijske tehnike. U biti, tim je razvio botove koji su bili skrojeni za zadatak koji se proučava kroz proces pokušaja i pogrešaka. U procesu koji je sličan prirodnoj selekciji, tim je odbacio koncepte koji su bili loši dok je ponovno testirao i poboljšao izvrsne dizajne. Istraživači UVM-a odabrali su nekoliko idealnih modela za svoje ispitivanje i zatim proslijedili informacije znanstvenicima Tuftsa.

Matične stanice afričke žabe uzgojene su, skupljene i spojene pomoću pinceta i elektroda kako bi se stvorio UVM dizajn. Ksenoboti, koji su automati veličine milimetra razvijeni korištenjem pristupa "odozgo prema dolje" koji uključuje kirurško oblikovanje žablje kože i srčanih stanica kako bi se postigla mobilnost, nastali su kao rezultat. Iznenađujuće, ovi roboti mogu surađivati i popraviti bilo kakvu štetu koju mogu imati.

Umjesto da oponaša ljude ili životinje, algoritam je jednostavno tražio najbolji dizajn za postizanje svog cilja. Došlo je do brojnih iteracija Xenobota, svaka sa sofisticiranijim značajkama.

Verzija: Ksenoboti 2.0

Ključne karakteristike ove verzije uključuju tijelo koje se samo sastavlja iz jedne ćelije, brže kretanje i duži životni vijek. Sposobni su snalaziti se u raznim situacijama. "Ksenoboti" su napravljeni od matičnih stanica uzetih iz Xenopus laevis, afrička žaba, i dopušteno joj je da se sama sastavi i izraste u sferoide, gdje se neke od stanica dijele kako bi proizvele cilije, koje su malene izbočine koje nalikuju dlakama.

Novi sferoidni botovi uključuju trepavice umjesto ručno oblikovanih srčanih stanica, što Xenobotima omogućuje kretanje uz ritmičke kontrakcije. To im omogućuje brzo putovanje po površini. Kako bi se pomoglo u uklanjanju klica i drugih stranih materijala s površina sluznice, poput onih u plućima žaba i ljudi, tipično su prisutne trepavice. Sada se koriste za pogon u Xenobotima.

Ključni aspekt robotike je sposobnost pohranjivanja sjećanja i korištenja tih sjećanja za modificiranje radnji i ponašanja robota. Istraživači sa Sveučilišta Tufts koristili su fluorescentni reporter protein EosFP, koji obično emitira zeleno svjetlo. Međutim, kada je izložen svjetlu valne duljine od 390 nm, protein emitira crveno svjetlo.

Razvoj ovog dokaza principa molekularne memorije mogao bi dovesti do otkrivanja i snimanja ne samo svjetlosti, već i radioaktivnih kontaminanata, kemijskih zagađivača, lijekova ili bolesti.

Generacija Xenobota 2.0 izvrsni su samoiscjelitelji i mogu zatvoriti većinu značajnih posjekotina pune dužine upola debljine unutar 5 minuta od ranjavanja. Svi povrijeđeni botovi na kraju su se oporavili od rana, vratili se u formu i vratili se onome što su radili.

Verzija: Ksenoboti 3.0

Kinematička replikacija je ključna komponenta ove verzije. Najvažniji dio ovog razvoja je da se sićušni Xenoboti mogu razmnožavati i sada se smatraju živim robotima. To je bez sumnje prekretnica u povijesti razvoja umjetne inteligencije i robotike. Reproduktivne sposobnosti Xenobota 3.0 razlikuju se od onih drugih životinja i biljaka. U ovoj situaciji, klasteri se stvaraju izoliranjem slobodno plutajućih stanica i njihovim spajanjem prema potrebi.

Xenoboti mogu virtualno lebdjeti dok skupljaju stotine pojedinačnih stanica kako bi stvorili svoje minijaturne verzije u svojim ustima koje se brzo povećavaju do pune veličine. Ova vrsta reprodukcije, znanstveno poznata kao kinematička replikacija, uobičajena je u molekulama, ali ne i u višim stanicama ili životinjama.

U Xenobots 3.0, stanice su sposobne za samoizlječenje i dovoljno su aktivne da pomiču sitne objekte. U normalnim uvjetima žabe se razmnožavaju na poseban način, no kada se iz embrija oslobode matične stanice, stvari se, tvrde stručnjaci, mijenjaju. Xenoboti, ili živi roboti, mogu tjerati druge pojedinačne stanice da rađaju nove i mogu uzgojiti klaster od do tri tisuće stanica u manje od tjedan dana.

Zajedno, dva roditelja Xenobota mogu stvoriti hrpu i dodati joj dodatne ćelije. Na taj način nastaju stanice kćeri. Roboti u obliku slova C iz video igrice Pac-Man pokazali su se najboljima za skupljanje matičnih stanica i njihovo kombiniranje u bebe robote ili biobote, tvrde superračunala i umjetna inteligencija.

Nedostaci ove vrste reprodukcijske metode uključuju sterilnost djece koju proizvode roditelji. Kao rezultat toga, postupak nije uvijek izvediv jer su “unuci” još uvijek komponenta koja nedostaje metodi.

Mogućnost patentiranja umjetne inteligencije u SAD-u

USPTO je uključen u nekoliko svjetskih projekata povezanih s umjetnom inteligencijom. U multilateralnim raspravama o umjetnoj inteligenciji u WIPO-u i Organizaciji za ekonomsku suradnju i razvoj, USPTO predstavlja vladu SAD-a. Osim toga, USPTO izravno surađuje s drugim uredima za intelektualno vlasništvo, i bilateralno i multilateralno, kroz grupacije kao što je IP5 Taskforce on New Emerging Technologies and AI kao i interakcije jedan na jedan poput bilateralnih rasprava o patentibilnosti ideja AI.

Prijave patenata temeljenih na umjetnoj inteligenciji porasle su za više od 100% između 2002. i 2018. Ured za patente i žigove Sjedinjenih Država (USPTO) objavio je svoje prijedloge o patentiranju izuma umjetne inteligencije 2019.

Izumi povezani sa softverom prihvatljivi su za patentnu zaštitu u SAD-u, pod uvjetom da se zahtjevi uklapaju u jednu od četiri kategorije "izuma koji se mogu patentirati" i navode sudsku iznimku kako je definirao Vrhovni sud SAD-a.

Prema zakonu SAD-a, izumi povezani sa softverom potpadaju pod sljedeće kategorije obuhvaćene 35 US Code § 101 ("Izumi koji se mogu patentirati").  

1. "proces" (npr. softverski algoritam),

2. "stroj" (npr. uređaj ili sustav koji izvršava softverski algoritam); i

3. proizvodni proizvod

Savezni okrug savjetuje naglašavanje točnih načina na koje se trenutni izum razlikuje od stanja tehnike kako bi se dokazala patentibilnost ideja povezanih sa softverom. U SAD-u Federalni okrug obrađuje prijave patenata. Savezni okrug ponudio je postupak u tri koraka kako bi ilustrirao kako je izum povezan sa softverom poboljšan.

Tri radnje sastoje se od:

1. Opišite poboljšanje u specifikaciji patenta.

2. Razlikovati poboljšanje od stanje tehnike.

3. Recitirajte poboljšanje patentnih zahtjeva.

U posljednjih deset godina, većina komponenti umjetne inteligencije brzo se proširila, posebno u područjima planiranja/kontrole i obrade znanja. AI je složena tehnologija s elementima iz mnogo različitih područja. Izazov s kojim se suočavaju kreatori i patentni odvjetnici je kako učinkovito zaštititi razvoj nove AI tehnologije. Najbolja strategija za dobivanje priznanja patenta je usredotočiti se na to kako inovatori unapređuju postojeće tehnologije.

Mogućnost patentiranja matičnih stanica u SAD

Prema Vrhovnom sudu, postoje tri izuzetka od 35 USC 101 (izum patentabilan) širokih standarda prihvatljivosti patenta: zakoni prirode, fizički događaji i apstraktni pojmovi. Međutim, mogućnost patentiranja matičnih stanica nije izričito izuzeta od bilo kojeg zakona. Leahy-Smithov Zakon o izumima Amerike, koji glasi kako slijedi, najbliži je zakon koji se bavi patentibilnošću matičnih stanica:

"Bez obzira na bilo koju drugu zakonsku odredbu, nijedan patent se ne može izdati za zahtjev koji je usmjeren na ljudski organizam ili ga obuhvaća."

Osim ako potpada pod jednu od tri iznimke zakona prirode, prirodnih događaja ili apstraktnih pojmova, ljudska matična stanica može biti patentibilna. U Diamond protiv Chakrabartyja, Vrhovni sud SAD-a jasno je dao do znanja da je izum i dalje prihvatljiv za patent prema Odjeljku 101, čak i ako je još živ. Drugim riječima, inovacija se ne kvalificira automatski kao prirodni fenomen samo zato što postoji. Pod ovim pokrovom, matične stanice su patentirane u SAD-u zadnjih 30 godina.

Zaključak

Neki od izazovnih problema koje žive inovacije stvaraju za patentni sustav ilustrirani su čudnim slučajem Xenobota, živih strojeva napravljenih od stanica žabe. Ksenoboti nude puno potencijala, posebice kao nova metoda inteligentne isporuke lijekova. S druge strane, Xenobotovi postavljaju važna pitanja u vezi s patentiranjem živih tehnologija. Sposobnost da budu čvrsti programirana je u modernim robotima, ali Xenobots se automatski popravljaju nakon što se ozlijede.

Svi su volonteri uspjeli zaliječiti posjekotine nakon što su im bili izloženi u roku od 15 minuta, a nitko nije poginuo od posljedica ozljede. Nadalje, male rane mogu se zacijeliti stezanjem na mjestu ozljede, no nepoznato je kako se velika oštećenja saniraju. Glavna značajka robota s mekim tijelom je samopopravak, što je izazovno provesti sa sintetičkim materijalima, ali se prirodno događa kod Xenobota.

Postoji još jedna stvar o kojoj treba razmišljati osim o potencijalu Xenobota: jesu li Xenobotovi patentni predmeti? Istražuje se nekoliko zakona i članaka u pokušaju da se prevladaju izazovi povezani s patentiranjem Xenobota. Osim patentabilnog predmeta, Xenobots predstavljaju pitanja koja se tiču drugih temeljnih patentnih načela.

Na primjer, Xenobotovi ilustriraju kako je život sve više predvidljiv iz inženjerske perspektive. Sada se mogu konstruirati živi roboti koji se ponašaju predvidljivo. To može značiti da će u budućnosti biti manje prostora za neočite biološke inovacije, a više prostora za prediktivne biološke inovacije.

O TTC-u

Stalno smo identificirali vrijednost nove tehnologije koju provodi naša prilično vješta izvršna ekipa s iskustvom naših profesionalaca. Kao i IP profesionalci koje osnažujemo, naša glad za razvojem nema kraja. UNAPREĐUJEMO, PRILAGOĐAVAMO i IMPLEMENTIRAMO na strateški način.

TT konzultanti nudi niz učinkovitih, visokokvalitetnih rješenja za upravljanje vašim intelektualnim vlasništvom u rasponu od