Navigieren in der Patentlandschaft für lebende Maschinen: Der Fall der Xenobots

Start / Blog / Geistiges Eigentum (IP) / Navigieren in der Patentlandschaft für lebende Maschinen: Der Fall der Xenobots

In den letzten Jahren hat die genetische Bearbeitung zur Entwicklung einiger künstlicher Arten geführt, AUCH WENN Menschen nutzen seit langem die Landwirtschaft, um Organismen zu ihrem eigenen Vorteil zu manipulieren. Da es das erste ist Zeit „ganze biologische Maschinen von Grund auf zu konstruieren“, diese Entdeckung ist fundiert-brechen. 

Dieser Boden-Die bahnbrechende Studie kombiniert Stammzellen- und künstliche Intelligenztechnologie. Eine neue Lebensform, bekannt als Xenobots, das sind winzige Roboter, die aus den Zellen des afrikanischen Krallenfrosches hergestellt werden Xenopus laevis, wurde von Wissenschaftlern in den Vereinigten Staaten entwickelt. Xenobots bestehen aus 500–1000 lebenden Zellen und sind weniger als 1 mm lang. Sie werden auch gedacht zu sei die erste lebende Maschine der Welts. 

Inhaltsverzeichnis

Einleitung  

Als erste sich selbst reproduzierende Roboter und erste lebende Maschinen haben Xenobots in letzter Zeit öffentliche Aufmerksamkeit erregt. Die University of Vermont (UVM) und das Center for Regenerative and Developmental Biology der Tufts University haben bei Xenobots zusammengearbeitet.  

Das Team erstellte und modellierte zunächst das Design der Bots mithilfe des Supercomputerclusters Deep Green am UVM und evolutionärer Techniken. Im Wesentlichen entwickelte das Team durch einen Versuch-und-Irrtum-Prozess Bots, die auf die zu untersuchende Aufgabe zugeschnitten waren. In einem der natürlichen Selektion ähnlichen Prozess verwarf das Team schlecht funktionierende Konzepte und testete und verbesserte herausragende Designs erneut. Die UVM-Forscher wählten einige ideale Modelle für ihren Versuch aus und leiteten die Informationen dann an die Tufts-Wissenschaftler weiter.  

Stammzellen afrikanischer Frösche wurden kultiviert, gesammelt und mithilfe von Pinzetten und Elektroden zusammengesetzt, um das UVM-Design zu erstellen. Als Ergebnis entstanden Xenobots, millimetergroße Automaten, die mithilfe eines „Top-down“-Ansatzes entwickelt wurden, der die chirurgische Formung von Froschhaut und Herzzellen umfasst, um Mobilität zu erzeugen. Überraschenderweise können diese Roboter kooperieren und etwaige Schäden reparieren.  

Anstatt Menschen oder Tiere nachzuahmen, suchte der Algorithmus einfach nach dem besten Design, um sein Ziel zu erreichen. Es gab zahlreiche Xenobot-Iterationen, jede mit ausgefeilteren Funktionen. 

Version: Xenobots 2.0 

Zu den Hauptmerkmalen dieser Version gehören ein Körper, der sich aus einer einzigen Zelle selbst zusammensetzt, schnellere Bewegungen und eine längere Lebensdauer. Sie sind in der Lage, in einer Vielzahl von Situationen zurechtzukommen. Die „Xenobots“ bestehen aus entnommenen Stammzellen Xenopus laevis, ein afrikanischer Frosch, und durfte sich selbst zusammensetzen und zu Sphäroiden heranwachsen, wobei sich einige der Zellen teilen, um Zilien zu produzieren, das sind winzige Vorsprünge, die Haaren ähneln. 

Die neuen kugelförmigen Bots enthalten Flimmerhärchen anstelle von manuell geformten Herzzellen, die es Xenobots ermöglichen, sich mit rhythmischen Kontraktionen zu bewegen. Dadurch können sie sich schnell über eine Oberfläche bewegen. Um dabei zu helfen, Keime und anderes Fremdmaterial aus Schleimhautoberflächen zu entfernen, beispielsweise aus der Lunge von Fröschen und Menschen, sind typischerweise Flimmerhärchen vorhanden. Sie werden heute als Antrieb für Xenobots verwendet. 

Ein entscheidender Aspekt der Robotik ist die Fähigkeit, Erinnerungen zu speichern und diese Erinnerungen zu nutzen, um die Aktionen und das Verhalten des Roboters zu verändern. Forscher der Tufts University nutzten das fluoreszierende Reporterprotein EosFP, das normalerweise grünes Licht aussendet. Wenn das Protein jedoch Licht mit einer Wellenlänge von 390 nm ausgesetzt wird, strahlt es rotes Licht aus. 

Die Entwicklung dieses molekularen Gedächtnisnachweises könnte zur Erkennung und Aufzeichnung nicht nur von Licht, sondern auch von radioaktiven Schadstoffen, chemischen Schadstoffen, Medikamenten oder Krankheitszuständen führen. 

Die Xenobots der 2.0-Generation sind hervorragende Selbstheiler und können den Großteil eines erheblichen Schnitts über die gesamte Länge innerhalb von 5 Minuten nach der Verletzung auf die Hälfte ihrer Dicke schließen. Alle verletzten Bots erholten sich schließlich von ihren Wunden, kamen wieder in Form und machten wieder mit dem, was sie getan hatten. 

Version: Xenobots 3.0 

Die kinematische Replikation ist die Schlüsselkomponente dieser Version. Der wichtigste Teil dieser Entwicklung besteht darin, dass winzige Xenobots sich fortpflanzen können und heute als lebende Roboter gelten. Es ist zweifellos ein Wendepunkt in der Geschichte der KI- und Robotikentwicklung. Die Fortpflanzungsfähigkeiten von Xenobots 3.0 unterscheiden sich von denen anderer Tiere und Pflanzen. In dieser Situation werden Cluster erstellt, indem frei schwebende Zellen isoliert und bei Bedarf zusammengeführt werden. 

Die Xenobots können praktisch schweben und dabei Hunderte einzelner Zellen sammeln, um in ihren Mündern Miniaturversionen ihrer selbst zu erschaffen, die sich schnell zur vollen Größe vergrößern. Diese Art der Reproduktion, wissenschaftlich als kinematische Replikation bekannt, kommt in Molekülen häufig vor, nicht jedoch in höheren Zellen oder Tieren. 

In Xenobots 3.0 sind die Zellen zur Selbstheilung fähig und aktiv genug, um winzige Objekte zu bewegen. Unter normalen Bedingungen vermehren sich Frösche auf eine bestimmte Art und Weise, aber wenn Stammzellen aus dem Embryo freigesetzt werden, ändern sich die Dinge laut Experten. Die Xenobots oder lebenden Roboter können andere einzelne Zellen dazu bringen, neue zu gebären, und können in weniger als einer Woche einen Cluster von bis zu dreitausend Zellen bilden. 

Gemeinsam können zwei Xenobot-Eltern einen Stapel erstellen und diesem zusätzliche Zellen hinzufügen. Auf diese Weise entstehen die Tochterzellen. Die C-förmigen Roboter aus dem Videospiel Pac-Man haben sich laut Supercomputern und künstlicher Intelligenz als die besten für das Sammeln von Stammzellen und deren Kombination zu Babyrobotern oder Biobots erwiesen. 

Zu den Nachteilen dieser Fortpflanzungsmethode gehört die Unfruchtbarkeit der von den Eltern gezeugten Kinder. Dadurch ist das Verfahren nicht immer durchführbar, da „Enkel“ noch die fehlende Komponente der Methode sind. 

Patentierbarkeit künstlicher Intelligenz in den USA  

Das USPTO ist an mehreren weltweiten KI-bezogenen Projekten beteiligt. In multilateralen KI-bezogenen Diskussionen bei der WIPO und der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung vertritt das USPTO die US-Regierung. Darüber hinaus arbeitet das USPTO sowohl bilateral als auch multilateral direkt mit anderen Ämtern für geistiges Eigentum zusammen, und zwar durch Gruppierungen wie die IP5-Taskforce für neu entstehende Technologien und KI sowie durch persönliche Interaktionen wie bilaterale Diskussionen über die Patentierbarkeit von KI-Ideen. 

Die Zahl der KI-basierten Patentanmeldungen stieg zwischen 100 und 2002 um mehr als 2018 %. Das US-Patent- und Markenamt (USPTO) veröffentlichte 2019 seine Vorschläge zur Patentierung von KI-Erfindungen. 

Softwarebezogene Erfindungen haben in den USA Anspruch auf Patentschutz, sofern die Ansprüche in eine der vier Kategorien „patentierbarer Erfindungen“ passen und eine vom Obersten Gerichtshof der USA festgelegte Ausnahmeregelung vorsehen. 

Nach US-amerikanischem Recht fallen softwarebezogene Erfindungen unter die folgenden Kategorien, die unter 35 US Code § 101 („Patentierbare Erfindungen“) abgedeckt sind.   

1. ein „Prozess“ (z. B. ein Softwarealgorithmus), 

2. eine „Maschine“ (z. B. ein Gerät oder System, das einen Softwarealgorithmus ausführt); Und 

3. ein Herstellungsgegenstand 

Der Federal Circuit empfiehlt, die genauen Unterschiede zwischen der aktuellen Erfindung und dem Stand der Technik hervorzuheben, um die Patentierbarkeit softwarebezogener Ideen nachzuweisen. In den USA bearbeitet der Federal Circuit Patentanmeldungen. Der Federal Circuit bot ein dreistufiges Verfahren an, um zu veranschaulichen, wie die softwarebezogene Erfindung verbessert wurde.

Die drei Aktionen bestehen aus: 

1. Beschreiben Sie die Verbesserung in der Patentspezifikation. 

2. Unterscheiden Sie die Verbesserung von der Stand der Technik. 

3. Nennen Sie die Verbesserung in den Patentansprüchen. 

In den letzten zehn Jahren haben sich die meisten KI-Komponenten rasant ausgeweitet, insbesondere in den Bereichen Planung/Steuerung und Wissensverarbeitung. KI ist eine komplexe Technologie mit Elementen aus vielen verschiedenen Bereichen. Die Herausforderung für Entwickler und Patentanwälte besteht darin, die Entwicklung neuer KI-Technologien wirksam zu schützen. Die beste Strategie zur Erlangung einer Patenterteilung besteht darin, sich darauf zu konzentrieren, wie die Innovatoren aktuelle Technologien weiterentwickeln. 

Patentierbarkeit von Stammzellen in den USA 

Nach Angaben des Obersten Gerichtshofs gibt es drei Ausnahmen von den 35 allgemeinen Patentberechtigungsstandards USC 101 (Erfindung patentierbar): Naturgesetze, physikalische Ereignisse und abstrakte Konzepte. Die Patentierbarkeit von Stammzellen ist jedoch von keinem Gesetz ausdrücklich ausgenommen. Der Leahy-Smith America Invents Act, der wie folgt lautet, ist die Gesetzgebung, die der Patentierbarkeit von Stammzellen am nächsten kommt: 

„Ungeachtet anderer gesetzlicher Bestimmungen darf kein Patent auf einen Anspruch erteilt werden, der sich auf einen menschlichen Organismus bezieht oder diesen umfasst.“ 

Sofern sie nicht unter eine der drei Ausnahmen von Naturgesetzen, Naturereignissen oder abstrakten Konzepten fällt, ist die menschliche Stammzelle möglicherweise patentierbar. In Diamond gegen Chakrabarty, stellte der Oberste Gerichtshof der USA klar, dass eine Erfindung auch dann noch für ein Patent gemäß Abschnitt 101 in Frage kommt, wenn sie noch aktiv ist. Anders ausgedrückt: Innovation gilt nicht automatisch als natürliches Phänomen, nur weil sie existiert. Unter diesem Deckmantel werden Stammzellen in den USA seit 30 Jahren patentiert. 

Fazit  

Einige der herausfordernden Probleme, die lebende Innovationen für das Patentsystem mit sich bringen, werden am seltsamen Fall von Xenobots veranschaulicht, lebenden Maschinen aus Froschzellen. Xenobots bieten viele Potenziale, insbesondere als neuartige Methode zur intelligenten Medikamentenverabreichung. Andererseits werfen Xenobots wichtige Fragen hinsichtlich der Patentierung lebender Technologien auf. Die Fähigkeit, hart zu sein, ist modernen Robotern einprogrammiert, aber Xenobots reparieren sich automatisch, nachdem sie verletzt wurden. 

Alle Freiwilligen konnten die Schnittwunden innerhalb von 15 Minuten heilen, nachdem sie ihnen ausgesetzt waren, und niemand kam durch die Verletzung ums Leben. Darüber hinaus können kleine Wunden durch Kontraktionen an der Verletzungsstelle geheilt werden, es ist jedoch nicht bekannt, wie große Schäden repariert werden. Ein Hauptmerkmal von Robotern mit weichem Körper ist die Selbstreparatur, die bei synthetischen Materialien nur schwer umzusetzen ist, bei Xenobots jedoch auf natürliche Weise auftritt. 

Neben dem Potenzial von Xenobots gibt es noch eine weitere Sache zu bedenken: Sind Xenobots ein patentfähiger Gegenstand? Mehrere Gesetze und Artikel werden untersucht, um die mit der Patentierung von Xenobots verbundenen Herausforderungen zu bewältigen. Zusätzlich zum patentierbaren Gegenstand werfen Xenobots Fragen zu anderen grundlegenden Patentprinzipien auf. 

Xenobots veranschaulichen beispielsweise, wie das Leben aus technischer Sicht immer vorhersehbarer wird. Jetzt können lebende Roboter konstruiert werden, die sich vorhersehbar verhalten. Dies könnte darauf hindeuten, dass es in Zukunft weniger Raum für nicht offensichtliche biologische Innovationen und mehr Raum für prädiktive biologische Innovationen geben wird. 

Über TTC

Wir haben immer wieder den Wert neuer Technologien erkannt, die von unserem hochqualifizierten Führungsteam mit Erfahrung als Profis umgesetzt werden. Wie die IP-Experten, die wir befähigen, ist auch unser Entwicklungsdrang grenzenlos. Wir IMPROVISIEREN, ANPASSEN und IMPLEMENTIEREN auf strategische Weise.

TT-Berater bietet eine Reihe effizienter und qualitativ hochwertiger Lösungen für Ihr geistiges Eigentumsmanagement von

und vieles mehr. Wir bieten sowohl Anwaltskanzleien als auch Unternehmen in vielen Branchen schlüsselfertige Lösungen an.

Kontaktieren Sie uns
Artikel empfehlen

Kategorien

TOP

Fordern Sie einen Rückruf an!

Vielen Dank für Ihr Interesse an TT Consultants. Bitte füllen Sie das Formular aus und wir werden uns in Kürze mit Ihnen in Verbindung setzen

    Pop-up

    ENTSPERREN SIE DIE KRAFT

    Von Ihrem Ideen

    Erweitern Sie Ihr Patentwissen
    Exklusive Einblicke erwarten Sie in unserem Newsletter

      Fordern Sie einen Rückruf an!

      Vielen Dank für Ihr Interesse an TT Consultants. Bitte füllen Sie das Formular aus und wir werden uns in Kürze mit Ihnen in Verbindung setzen