Convergența biodigitală este combinația interactivă, uneori până la fuziune, a tehnologiilor și sistemelor digitale și biologice. Policy Horizons examinează trei moduri în care se produce această convergență.
1 Integrarea fizică completă a entităților biologice și digitale
Tehnologia digitală poate fi încorporată în organisme, iar componentele biologice pot exista ca părți ale tehnologiilor digitale. Îmbinarea, manipularea și fuziunea fizică a biologicului și a digitalului creează noi forme hibride de viață și tehnologie, fiecare dintre acestea funcționând în lumea tangibilă, adesea cu capacități sporite.
Roboții cu creier biologic (1)și corpurile biologice cu creier digital (2) există deja, la fel ca și interfețele om-calculator și creier-mașină(3). Utilizarea medicală a dispozitivelor digitale la oameni(4) , precum și insectele manipulate digital, cum ar fi libelulele dronă(5) și lăcustele de supraveghere(6) , sunt exemple de tehnologie digitală combinată cu entități biologice. Prin accesarea sistemului nervos și manipularea neuronilor, tehnologia poate fi adăugată unui organism pentru a-i modifica funcția și scopul. Pe măsură ce convergența continuă, ar putea apărea noi corpuri umane și noi sensuri ale identității(7).
2 Coevoluția tehnologiilor biologice și digitale
Acest tip de convergență biodigitală apare atunci când progresele înregistrate într-un domeniu generează progrese majore în celălalt. Coevoluția științelor și tehnologiilor biologice și digitale permite progrese în fiecare domeniu care ar fi imposibil de realizat altfel. Acest lucru ar putea duce la tehnologii biologice și digitale care sunt dezvoltate ca sisteme integrate sau complementare.
Sistemele vii complexe – bacteriile, ciupercile, plantele și viața animală, inclusiv oamenii – sunt din ce în ce mai mult supuse examinării și înțelegerii prin instrumente și aplicații digitale, cum ar fi învățarea automată. Această înțelegere mai profundă, permisă de tehnologiile digitale, înseamnă că biologia este supusă unei influențe și manipulări care nu era posibilă cu câțiva ani în urmă.
De exemplu, secvențierea genelor combinată cu inteligența artificială (AI) duce la înțelegerea expresiei genetice, care este apoi utilizată pentru a modifica organismele existente pentru a crea compuși organici în moduri noi(8) sau chiar organisme complet sintetice.(9) Abordarea CRISPR/Cas9 și alte tehnici noi de editare a genelor ar fi fost imposibile fără evoluția tehnologiei digitale și a bioinformaticii. Progresele în domeniul tehnologiilor digitale au contribuit la progresul biodigitalului.(10)
De asemenea, asistăm la o mai bună înțelegere a biologiei, care alimentează progresul în domeniul informaticii biologice. Rețelele neuronale – sisteme informatice concepute pe baza creierului biologic – sunt un exemplu al modului în care înțelegerea biologică modelează tehnologia digitală.
Există, de asemenea, o confuzie între ceea ce este considerat natural sau organic și ceea ce este digital, proiectat sau sintetic. De exemplu, vanilia biosintetică este creată folosind acidul ferulic, eugenolul și glucoza ca substraturi, iar bacteriile, ciupercile și drojdiile ca gazde de producție microbiană. Deși nu provine dintr-o plantă de vanilie, în conformitate cu legislația alimentară atât din SUA, cât și din UE, producția sa din „transformări microbiene ale precursorilor naturali” îi permite să fie etichetată ca „aromă naturală”.(11)
3 Convergența conceptuală a sistemelor biologice și digitale
O a treia formă de convergență biodigitală implică o schimbare de perspectivă care ar putea remodela încadrarea și abordarea noastră față de domeniile biologic și digital, facilitând îmbinarea celor două.
Pe măsură ce continuăm să înțelegem și să controlăm mai bine mecanismele care stau la baza biologiei, am putea asista la o schimbare a principiului forței vitale – ideea că organismele vii și cele neviețuitoare sunt fundamental diferite, deoarece se consideră că sunt guvernate de principii diferite.(12) În schimb, ideea că biologia are caracteristici previzibile și gestionabile digital ar putea deveni din ce în ce mai frecventă ca urmare a faptului că trăim într-o eră biodigitală. Orice student la biologie din ziua de azi va fi crescut într-o lume digitală și poate aplica, în mod conștient sau subconștient, acest cadru de referință la bioinformatică și la biologie în general.
Numeroși factori ar putea influența modul în care tehnologiile de convergență biodigitale ar putea avea un impact asupra diferitelor societăți, țări, culturi, medii și oameni din întreaga lume. Următoarea este una dintre multele narațiuni posibile care descriu unele dintre inovațiile unei viitoare lumi biodigitale.
Mă trezesc în lumina soarelui și în aerul sărat de coastă al Mării Adriatice. Nu locuiesc nicăieri în apropierea Mediteranei, dar inteligența mea artificială (AI), care este și consilierul meu de sănătate, mi-a prescris o anumită calitate a aerului, un anumit parfum și o anumită intensitate solară pentru a-mi gestiona nivelul de energie dimineața și mi-a programat dormitorul pentru a imita acest climat.
Cearșafurile proaspete crescute în clădirea mea din ciuperci care se regenerează sunt mai bune decât mi-am imaginat; mă simt odihnit și pregătit pentru ziua de azi. Trebuie să verific câteva lucruri înainte de a mă trezi. Trimit un mesaj cerebral pentru a deschide aplicația care îmi controlează nivelul de insulină și mă asigur că pancreasul meu este susținut în mod optim. Nu-mi pot imagina că trebuie să mă injectez cu ace, așa cum făcea mama mea când era copil. Acum a devenit un transplant de microbi care se reglează automat și îmi raportează nivelurile.
Cearșafurile proaspete create în clădirea în care locuiesc din ciuperci care se regenerează sunt mai bune decât mi-am imaginat; mă simt odihnit și pregătit pentru ziua de azi. Trebuie să verific câteva lucruri înainte de a mă trezi. Trimit un mesaj cerebral pentru a deschide aplicația care îmi controlează nivelul de insulină și mă asigur că pancreasul meu este susținut în mod optim. Nu-mi pot imagina să trebuiască să mă injectez cu ace, așa cum făcea mama mea când era copil. Acum a devenit un transplant de microbi care se reglează automat și îmi raportează nivelurile.
Totul pare în regulă, așa că verific interfața digitală a creierului meu pentru a citi datele viselor care au fost înregistrate și procesate în timp real noaptea trecută. Aplicația mea terapeutică analizează răspunsurile emoționale pe care le-am exprimat în timp ce dormeam. Îmi sugerează să-mi fac timp să fiu în natură în această săptămână pentru a reflecta asupra visului meu recurent de tip „prins în capcană” și pentru a spori activitatea neuronală subconștientă utilă. Inteligența mea artificială îmi recomandă o „zi în pădure”. Eu spun „bine”, iar inteligența artificială și implantul meu neuronal fac restul.
Rezumatul înregistrărilor de supraveghere ale bugbotului meu arată că apartamentul meu a fost în siguranță față de intruși (inclusiv față de alți bugboți) noaptea trecută, dar mă anunță că turma mea de mici libelule cibernetice este înfometată. Au muncit din greu toată noaptea pentru a colecta date și a monitoriza mediul exterior, dar numărul de țânțari și căpușe purtătoare de Lyme pe care le vânează în mod normal pentru a-și reface energia a fost mai mic decât se așteptau. Cu un gând, comand un suport nutritiv pentru ele.
Picioarele mele ating covorul regenerator și îmi iau un halat de baie, deși nu am nevoie de el pentru a mă încălzi. Apartamentul meu se încălzește treptat până la o temperatură confortabilă de 22 de grade, în timp ce trece printr-o rutină zilnică în continuă schimbare care mă menține în echilibru cu momentul zilei și cu anotimpul. Codurile de construcție și infrastructura energetică a locuințelor sunt sincronizate și impun ca toate locuințele să fie autoreglate pentru eficiență. Deoarece casele și clădirile sunt biomimetice și încorporează sisteme vii pentru controlul climei ori de câte ori este posibil, acestea filtrează continuu aerul și captează carbonul. Îmi verific măsura de compensare a emisiilor de carbon pentru a vedea cât credit voi primi pentru contribuția casei mele la programul guvernamental de atenuare a schimbărilor climatice.
În timp ce mă îndrept spre baie, mă opresc la fereastră pentru a verifica creșterea accelerată a clădirii vecine. Arhitectura biologică a atins noi înălțimi, iar compușii sintetici ai copacilor devin mai înalți pe zi ce trece. Pentru a se asigura că imobilul poate rezista chiar și la cele mai puternice vânturi – și pentru a reduce balansul pentru locuințele de la etajele superioare – o imprimantă 3D robotizată se înghesuie în jurul structurii emergente și adaugă biopolimer întărit cu carbon, consolidând punctele critice de stres identificate de rețeaua sa de senzori susținută de inteligența artificială. Mă bucur că au decis să planteze acoperișul acestei clădiri cu cedru roșu modificat genetic, rezistent la foc, deoarece incendiile forestiere urbane au devenit o problemă.
În timp ce mă spăl pe dinți, Jamie, asistentul meu personal AI, mă întreabă dacă aș dori ca o dronă de livrare să vină să ia dintele de lapte al fiicei mele, care a căzut acum două zile. Markerii epigenetici din dinții copiilor trebuie să fie analizați și catalogați în blockchain-ul genetic al familiei noastre pentru a putea beneficia de reducerea acordată prin sistemul deschis de sănătate, așa că am nevoie ca acest lucru să fie făcut astăzi.
Înlocuiesc autocolantul inteligent care îmi monitorizează în timp real chimia sângelui, sistemul limfatic și funcționarea organelor. Este greu de imaginat costurile și suferințele pe care oamenii trebuie să le fi îndurat înainte ca medicina preventivă personalizată să devină obișnuită.
De asemenea, recunosc că sună scârbos, dar este un lucru bun că municipalitatea ne prelevează materiile fecale din conductele de canalizare. Face parte din platforma de analiză a datelor privind diversitatea nutrițională, bacteriile intestinale și utilizarea antibioticelor, pentru a ajuta la depistarea sănătății publice și a combate tulpinile de infecții bacteriene rezistente la antibiotice.
Cică, următoarea versiune descărcată pentru chiuveta mea inteligentă îmi va permite să aleg un amestec biotic personalizat pentru apa de băut declorurată.
Defalcarea microbiomului de astăzi este afișată pe fața frigiderului meu când intru în bucătărie. Urmărește o schimbare constantă pe măsură ce mă apropii de vârsta mijlocie: astăzi îmi sugerează supă miso ca parte a micului dejun, deoarece biomul meu are nevoie de mai multă diversitate ca urmare a stresului recent și a faptului că nu am mâncat bine aseară.
Clădirile din cartierul meu au în comun o fermă verticală, așa că primesc credite de carbon dacă mănânc miso făcut din soia produsă pe acoperișul meu și fermentată de frigiderul meu.
Frigiderul meu programează producția de mai mult miso și ceva kimchi în vederea pregătirii pentru săptămâna viitoare. De asemenea, adaugă ingrediente care stimulează imunitatea la comanda mea de alimente, deoarece ne apropiem de sezonul gripei, iar o tulpină la care sunt susceptibil să fiu sensibil a fost detectată la doar câteva străzi distanță.
Iau suplimentul meu inteligent, care tocmai a ieșit din bioimprimator. Suplimentul ajustează nutrienții și microbii suplimentari de care am nevoie și trimite date despre corpul meu înapoi la bioimprimator pentru a ajusta suplimentul de mâine. Bucla de feedback dintre mine și bioimprimatorul meu stochează, de asemenea, datele zilnice în cloud pentru viitoarele măsurători preventive ale sănătății. Monitorizarea în timp real a trigliceridelor mele este importantă, având în vedere markerii mei genetici.
În timp ce-mi torn cafeaua, verific ultimul proiect școlar al fiicei mele, care a crescut pe tejghea în ultima săptămână. Ea crește un ficat pentru un cățeluș local aflat în nevoie, ca parte a inițiativei sale de empatie la școală. Mai multe celule stem sunt pe drum pentru a începe și un rinichi, pentru că ea vrea să ajute mai multe animale. Îmi iau cafeaua, preparată cu un nou soi de boabe certificate carbon-negativ, și mă așez pe canapea pentru un minut.
Se pare că tratamentul nutritiv pe care l-am aplicat pe suprafața canapelei și a scaunelor le-a permis să reîntinerească. Va trebui să încerc tratamentul și pe pantofii mei de alergare bioimprimați, deoarece încep să se uzeze.
Oh, wow – este timpul? Mai am doar 10 minute până la prima mea întâlnire virtuală. Strâng cureaua de la scaunul meu pentru forță scheleto-musculară, mă las pe spate și mă conectez la spațiul meu de lucru. Întâi primesc raportul colegilor care își termină ziua de lucru în cealaltă parte a lumii. Pentru o clipă mă cutremur când mă gândesc cât de intim suntem cu toții conectați în această biosferă digitală – apoi îmi trece. Să înceapă ziua ___________
Această poveste poate părea neverosimilă, însă toate tehnologiile menționate există astăzi într-o formă sau alta. Deși nu sunt încă disponibile în comerț în forma prezentată aici, începe deja să apară o lume în care luăm de la sine înțeles interacțiunea dintre tehnologiile biologice și cele digitale.
Deși aceasta este o reprezentare a tehnologiilor care ar putea face parte dintr-o lume biodigitală, ea nu reprezintă singurul viitor plauzibil. Mai degrabă, este o vignetă imaginativă care subliniază schimbările radicale care ar putea avea loc într-un viitor biodigital optimist. Ar putea exista diferite niveluri de acces, adoptare și realități alternative.
Convergența biodigitală deschide căi surprinzător de noi pentru:
a schimba ființele umane – corpurile, mințile și comportamentele noastre
a schimba sau a crea alte organisme
a modifica ecosistemele
a detecta, stoca, procesa și transmite informații
a gestiona inovarea biologică
structurarea și gestionarea lanțurilor de producție și de aprovizionare
Mucenicul's Blog 