探索生命机器的专利格局:Xenobots 案例

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近年来,基因编辑导致了一些人工物种的发展, 即使 人们长期以来利用农业来操纵生物体以谋取私利。既然是第一个 为了构建“从头开始的完整生物机器”,这一发现是基础打破。 

这片土地突破性研究结合了干细胞和人工智能技术。一种新的生命形式被称为 异种机器人,这是由非洲爪蛙细胞产生的微型机器人 非洲爪蟾 莱维斯, 是由美国科学家发明的。 异种机器人 由 500-1000 个活细胞组成,长度小于 1 毫米。他们也被认为 成为世界上第一台生命机器s. 

目录

介绍  

作为第一个自我复制机器人和第一个活体机器,Xenobots 最近引起了公众的关注。佛蒙特大学 (UVM) 和塔夫茨大学再生与发育生物学中心在 Xenobots 上进行了合作。  

该团队首先使用 UVM 的 Deep Green 超级计算机集群和进化技术来创建机器人的设计并对其进行建模。从本质上讲,该团队通过反复试验的过程开发了针对所研究的任务量身定制的机器人。在类似于自然选择的过程中,团队拒绝了表现不佳的概念,同时重新测试和改进优秀的设计。 UVM 研究人员选择了一些理想的模型进行试验,然后将信息转发给塔夫茨大学的科学家。  

使用镊子和电极培养、收集非洲青蛙干细胞并将其组合在一起,以创建 UVM 设计。 Xenobots 是一种毫米大小的自动机,采用“自上而下”的方法开发,包括通过手术塑造青蛙皮肤和心脏细胞以产生移动性。令人惊讶的是,这些机器人可以合作并修复它们可能造成的任何损坏。  

该算法不是模仿人或动物,而是简单地寻找最佳设计来实现其目标。 Xenobot 已经出现了无数次迭代,每一次都具有更复杂的功能。 

版本: 异种机器人 2.0 

该版本的主要特征包括由单个细胞自组装的身体、更快的运动和更长的寿命。他们能够应对各种情况。 “Xenobots”由取自的干细胞制成 非洲爪蟾, 一种非洲青蛙,并允许其自我组装并生长成球体,其中一些细胞分裂产生纤毛,纤毛是类似于毛发的微小突起。 

新的球形机器人包括纤毛,而不是手动模制的心脏细胞,这使得 Xenobot 能够随着有节奏的收缩而移动。这使得它们能够在表面上快速移动。为了帮助将细菌和其他异物从粘膜表面(例如青蛙和人类肺部的粘膜表面)移出,通常存在纤毛。它们现在被用于 Xenobots 的推进。 

机器人技术的一个重要方面是能够存储记忆并使用这些记忆来修改机器人的动作和行为。塔夫茨大学的研究人员利用了荧光报告蛋白 EosFP,它通常会发出绿光。然而,当暴露于 390 nm 波长的光时,该蛋白质会发出红光。 

这种分子记忆原理证明的发展不仅可以检测和记录光,还可以检测和记录放射性污染物、化学污染物、药物或疾病状况。 

2.0 代 Xenobot 具有出色的自我修复能力,可以在受伤后 5 分钟内将全长切口的厚度缩小一半。所有受伤的机器人最终都从伤口中恢复过来,恢复状态,并继续做他们一直在做的事情。 

版本: 异种机器人 3.0 

运动复制是该版本的关键组成部分。这一发展最重要的部分是微型异种机器人可以繁殖,现在被认为是活机器人。毫无疑问,这是人工智能和机器人发展史上的转折事件。 Xenobots 3.0的繁殖能力与其他动植物不同。在这种情况下,通过隔离自由浮动的单元并根据需要合并它们来创建簇。 

Xenobots几乎可以漂浮,同时聚集数百个单独的细胞,在嘴里创造出自己的微型版本,并迅速放大到完整尺寸。 这种复制,科学上称为运动复制,在分子中很常见,但在高等细胞或动物中并不常见。 

在 Xenobots 3.0 中,细胞能够自我修复,并且足够活跃,可以移动微小物体。专家表示,在正常情况下,青蛙以特定的方式繁殖,但当干细胞从胚胎中释放出来时,情况就会发生变化。 Xenobots,或者活体机器人,可以推动其他单细胞产生新的细胞,并且可以在不到一周的时间内培育出多达三千个细胞的集群。 

两个 Xenobot 父母可以一起创建一堆并向其中添加额外的细胞。这样,子细胞就被创建了。根据超级计算机和人工智能的研究,电子游戏“吃豆人”中的 C 形机器人已被证明最适合收集干细胞并将其组合成婴儿机器人或生物机器人。 

这种繁殖方法的缺点包括父母所生的孩子不育。因此,该过程并不总是可行,因为“孙子”仍然是该方法的缺失部分。 

美国人工智能的专利性  

美国专利商标局参与了多个全球人工智能相关项目。在产权组织和经济合作与发展组织的多边人工智能相关讨论中,美国专利商标局代表美国政府。此外,美国专利商标局还通过诸如新兴技术和人工智能知识产权五工作组之类的团体以及诸如关于人工智能创意的可专利性的双边讨论等一对一的互动,与其他知识产权局进行双边和多边合作。 

100年至2002年间,基于人工智能的专利申请激增超过2018%。美国专利商标局(USPTO)在2019年发布了关于为人工智能发明申请专利的建议。 

与软件相关的发明有资格在美国获得专利保护,前提是权利要求符合“可专利发明”四类之一,并引用美国最高法院定义的司法例外。 

根据美国法律,与软件相关的发明属于 35 US Code § 101(“可专利发明”)涵盖的以下类别。   

1. 一个“过程”(例如软件算法), 

2.“机器”(例如,执行软件算法的设备或系统);和 

3. 制品 

联邦巡回法院建议强调当前发明与现有技术的不同之处,以证明软件相关想法的可专利性。在美国,联邦巡回法院负责处理专利申请。联邦巡回法院提供了一个三步程序来说明如何改进软件相关发明。

这三项行动包括: 

1.描述专利说明书的改进。 

2. 区分改进与改进 现有技术. 

3. 列举专利权利要求中的改进。 

在过去的十年中,大多数人工智能组件都在快速扩展,特别是在规划/控制和知识处理领域。人工智能是一项复杂的技术,包含来自许多不同领域的元素。创造者和专利代理人面临的挑战是如何有效保障人工智能新技术的发展。获得专利授权的最佳策略是关注创新者如何推进现有技术。 

干细胞可专利性 

根据最高法院的规定,35 USC 101(可授予专利的发明)广泛的专利资格标准有以下三项除外:自然法则、物理事件和抽象概念。然而,干细胞的专利性并没有明确豁免于任何法律。 《莱希-史密斯美国发明法案》内容如下,是解决干细胞专利性问题的最接近的立法: 

“尽管有任何其他法律规定,任何专利都不得针对针对或包含人体有机体的权利要求颁发专利。” 

除非属于自然法则、自然事件或抽象概念的三个例外之一,否则人类干细胞可能可以获得专利。在 戴蒙德诉查克拉巴蒂案美国最高法院明确表示,一项发明即使仍然有效,仍然有资格根据第 101 条获得专利。换句话说,创新并不会仅仅因为它存在就自动成为一种自然现象。在此背景下,过去 30 年干细胞已在美国获得专利. 

结论  

Xenobots(由青蛙细胞制成的活体机器)的奇怪案例说明了活体创新为专利制度带来的一些具有挑战性的问题。 Xenobots 具有很大的潜力,特别是作为一种新型的智能药物输送方法。另一方面,Xenobots 提出了有关生命技术专利的重要问题。 现代机器人都具备坚强的能力,但异种机器人在受伤后会自动修复。 

所有志愿者在接触后15分钟内伤口均得以愈合,并且没有人因此死亡。此外,小伤口可以通过收缩受伤部位来治愈,但大面积损伤如何修复尚不清楚。软体机器人的一个主要特征是自我修复,这在合成材料中很难实现,但在异种机器人中自然会发生。 

除了 Xenobots 的潜力之外,还有一件事需要考虑:Xenobots 是否符合专利资格?为了克服与 Xenobot 专利相关的挑战,对多项法案和文章进行了调查。除了可专利主题之外,Xenobots 还提出了有关其他基本专利原则的问题。 

例如,Xenobots 说明了从工程学的角度来看,生命是如何变得越来越可预测的。 现在可以建造行为可预测的活体机器人。这可能表明,未来非显而易见的生物创新的空间将会减少,而预测性生物创新的空间将会更大。 

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