Технологии

Мечтают ли андроиды о перекуре: как наука использует роботов для изучения влияния дыма на человека

Андроиды и всевозможные механизмы курят в “Мире Дикого Запада” и “Бегущем по лезвию”. Современность не отстает от научной фантастики — в США изобрели робота, способного курить. Но не просто так — все, чтобы помочь минимизировать вред от курения.

Робот из Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете курит десять сигарет за несколько минут, затем проделывает то же самое, и еще один круг. Впрочем, роботом его назвать сложно (хотя интернет окрестил его именно так) — скорее, это лабораторный инструментарий, сложносочиненный механизм, который помогает ученым изучить, как курение воздействует на легкие некурящего и курящего человека. Фронтально аппарат напоминает револьверный барабан с десятью отверстиями для сигарет, которые тот почти магическим образом поджигает сам. Затем включается микрореспиратор, чтобы робот мог «сделать вдох и выдох», после чего дым попадает в специальный пластиковый микрочип через каналы, симулирующие дыхательные пути. Это действительно напоминает и трансгуманизм из научной фантастики, и биомеханику одновременно — чип содержит выращенные в чашке Петри эпителиальные клетки и ткани из дыхательных путей легких; механическое соединяется с органическим. Чтобы клетки функционировали в течение четырех недель, их защищает пористая мембрана — все как в человеческом организме.

«Чтобы расшифровать наблюдаемые паттерны дыхания и поведения курильщика в терминах биологических эффектов, мы комбинировали маленький чип, симулирующий дыхательный путь, с машиной курения, которая поджигает сигареты, а также с микрореспиратором, который может вдыхать и выдыхать небольшие объемы сигаретного дыма и воздуха через эпителиальный канал в запрограммированные интервалы времени, тем самым симулируя настоящее поведение курильщика», — утверждает Ричард Новак, старший инженер Института Висса.

Роботы подобные этому — новая веха в лабораторных исследованиях. Кибер- и биофилософ Юджин Такер утверждает, что роботы помогут в тестировании чего угодно — от косметической до фармакологической продукции — и, наконец, сделают науку более этичной по отношению к живым организмам. В этом смысле Институт Висса — один из первопроходцев. Помимо робота, способного курить, они изобрели напечатанное на 3D-принтере сердце, а вскоре соберут аппарат из десяти кибернетических органов, который сможет функционировать почти как человеческий организм — а значит, на нем можно испытывать почти все.

Все это возможно благодаря комбинированию органических материалов с механическими. Например, робот-курильщик включает в себя сразу два типа эпителиальных клеток и тканей — некурящего и человека, страдающего хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Так, робот поможет точнее узнать, какие клетки способствуют заболеваниям здоровых легких. В свою очередь, это поможет уточнить, какие именно из компонентов сигарет (напомним, их около семи тысяч) наиболее вредны. Более того, Институт Висса с аккуратным оптимизмом предполагает, что робот-курильщик — еще одна ступенька к фармакологическим открытиям: вероятно, можно создать препараты, минимизирующие вред от дыма для людей, страдающих ХОБЛ, и тех, кто осознает вред курения, но не хочет бросать.

«Устройство позволяет нам впервые сравнить реакции тканей дыхательных путей, взятых как у здоровых людей, так и у пациентов с ХОБЛ до и после того, как они были подвергнуты сигаретному дыму. Сейчас мы можем начать расшифровку: какие типы клеток, клеточных функций или генов способствуют патологиям, вызванным дымом, в здоровых и страдающих обострениями ХОБЛ легких — таким образом, идентифицировать как общий, так и специфичный для каждого пациента фактор болезни», — [говорит ] (https://wyss.harvard.edu/news/mimicking-life-like-cigarette-smoke-exposure-and-patient-specific-responses-in-human-lung-airway-chips/) Дональд Ингбер, основатель проекта.

И еще продолжительность. Робот способен симулировать различные типы поведения курильщиков: с помощью кода может курить быстро или медленно, делать короткие или глубокие затяжки. Таким образом, чисто математически ученые смогут подсчитать, через какое время и при какой степени интенсивности курения легкие начинают реагировать на дым; индивидуальный ли это процесс, зависящий от генов, или же общий знаменатель для всех, кто тянется к сигарете. Сотрудники Института Висса продемонстрировали, что робот способен курить и электронные сигареты. Стало быть, через несколько лет на повестке дня будут новые открытия, которые, возможно, смогут минимизировать вред нашей второй натуры.

Вам исполнилось 18 лет?
Сайт содержит информацию, которая не рекомендована лицам, не достигшим совершеннолетия. Для входа на сайт, подтвердите свой возраст.
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Продолжая просмотр сайта, я соглашаюсь с использованием файлов cookie владельцем сайта в соответствии с «Политикой cookie»