Xenobots: Forscher programmieren Roboter aus biologischen Zellen

Robot­er, die sich selb­st heilen und nach erledigter Arbeit ein­fach auflösen: Das klingt nach Hol­ly­wood, ist aber ein­er der jüng­sten Erfolge aus der Robotik-Forschung. US-Wis­senschaftler haben die ersten pro­gram­mier­baren Organ­is­men aus Stam­mzellen entwick­elt, mit denen sie die „Soft­ware des Lebens“ ver­ste­hen möcht­en. Diese „Xenobots“ haben faszinierende Fähigkeit­en, wer­fen aber auch ethis­che Fra­gen auf.   

Seit vie­len Jahren arbeit­en Entwick­ler in aller Welt an fer­nges­teuerten und (halb-)autonomen Robot­ern, die dem Men­schen bei knif­fli­gen Auf­gaben zur Hand gehen. Bis­lang konzen­tri­erten sich diese Auf­gaben vor allem auf gefährliche Sit­u­a­tio­nen oder die human­itäre Hil­fe in Katas­tro­phenein­sätzen, wobei robuste Mate­ri­alien wie Met­all gefragt sind. Ein Forscherteam aus den USA schlägt nun neue Wege ein und hat Robot­er aus biol­o­gis­chem Gewebe hergestellt: Die soge­nan­nten Xenobots kön­nten kün­ftig Prob­le­men lösen, die für das men­schliche Auge kaum sicht­bar sind.

Roboter aus Froschzellen sollen wundersame Kräfte mitbringen

Die Xenobots sind weniger als einen Mil­lime­ter groß und sehen nicht aus wie klas­sis­che Robot­er. Es seien „völ­lig neue Lebens­for­men“, wie sie noch nie auf der Erde existiert hät­ten, so Michael Levin, Leit­er des Allen Dis­cov­ery Cen­ters an der Tufts Uni­ver­si­ty in Med­ford, gegenüber der Zeitung The Guardian. Das Beson­dere an den Xenobots ist, dass sie aus Stam­mzellen von Fröschen „gebaut“ sind. Diese haben die Forsch­er aus Embry­onen des Afrikanis­chen Kral­len­frosches ent­nom­men, aus dessen lateinis­chen Namen „Xeno­pus lae­vis“ sich „Xenobot“ ableit­et. Durch ihre biol­o­gis­che Struk­tur sollen die kün­stlichen Organ­is­men umweltscho­nen­der und mit ein­er län­geren Lebens­dauer als Robot­er aus Stahl oder Kun­st­stof­far­beit­en. Die Robot­er aus Froschzellen sind nicht nur beweglich, son­dern auch so pro­gram­mier­bar, dass sie sich zum Beispiel bei Beschädi­gun­gen selb­st heilen oder nach erledigter Arbeit ein­fach zer­set­zen – so wie natür­liche Organ­is­men, wenn sie ster­ben.

Xenobots: Robot­er aus Froschzellen — Bild: Dou­glas Black­iston and Sam Krieg­man

Xenobots: Robot­er aus Froschzellen — Bild: Dou­glas Black­iston and Sam Krieg­man

Xenobots: Robot­er aus Froschzellen — Bild: Dou­glas Black­iston and Sam Krieg­man

Vom Supercomputer designt und im Reagenzglas nachgebaut

Kon­stru­iert wur­den die Xenobots von einem Algo­rith­mus auf einem Super­com­put­er. Das Pro­gramm erzeugte zunächst im Zufall­sprinzip ver­schiedene 3D-For­men, die dann in ein­er virtuellen Umge­bung getestet wur­den. Mod­elle, die sich zum Beispiel am opti­mal­sten bewegten oder durch andere Fähigkeit­en bewährten, baut­en die Forsch­er im Labor nach. Dafür ver­wen­de­ten sie 500 bis 1.000 der Froschzellen. Wie die Mini-Robots entste­hen, ver­an­schaulicht das Video von Guardian News.

Xenobots auf potentieller Mission in den Meeren und in der Medizin

Eine der bis­lang vielver­sprechend­sten Kreatio­nen hat zwei stumpfe Beine. Eine andere Vari­ante ein Loch mit ein­er Art Beu­tel in der Mitte. Let­zteres ist so pro­gram­miert, dass es min­i­male Las­ten tra­gen kann. Mit diesen Fähigkeit­en kön­nten die Xenobots eines Tages zum Beispiel Mikro­plas­tik aus den Ozea­nen fis­chen oder giftige Stoffe wie radioak­tiv­en Müll auf­spüren. Auch für die Medi­zin bergen die biol­o­gis­chen Robot­er vielfältiges Poten­zial. Denkbar ist zum Beispiel, dass sie Arte­rien von Ablagerun­gen reini­gen oder im men­schlichen Kör­p­er auf Spuren­suche gehen, um neue Erken­nt­nisse über Krankheit­en her­vor­brin­gen.

Die ersten „lebenden“ Roboter – eine schützenswerte Art?

Die Forsch­er selb­st sprechen von den „ersten leben­den Robot­ern“ – und wer­fen damit eth­nis­che Fra­gen auf. Ab wann gel­ten die kün­stlich hergestell­ten Organ­is­men als schützenswerte Lebe­we­sen?

Joshua Bon­gard, Infor­matik­er und Robotik-Experte der beteiligten Uni­ver­si­ty of Ver­mont, gibt unter anderem bei CNN an, dass es sich bei den Xenobots wed­er um klas­sis­che Robot­er noch um echte Lebe­we­sen oder eine Tier­art han­delt. Prob­lema­tisch würde es erst, wenn die kün­stlichen Organ­is­men mit Blut­ge­fäßen, Ner­ven­sys­te­men oder Sin­neszellen aus­ges­tat­tet wer­den wür­den und kog­ni­tive Fähigkeit­en hät­ten. Dann kön­nen sie äußere Reize wahrnehmen, Schmerz empfind­en und wür­den aktive Teil­nehmer der Umwelt wer­den.

Ähn­lich beurteilt Thomas Dou­glas vom Oxford Uehi­ro Cen­tre for Prac­ti­cal Ethics die Sit­u­a­tion gegenüber dem Guardian. Sobald neu­ronales Gewebe genutzt werde, das eine Art geistiges Leben ermöglicht, sei das Pro­jekt moralisch beden­klich.

All das sei bei den Xenobots nicht der Fall und auch kün­ftig nicht Ziel der Arbeit. Vielmehr gin­ge es den Forsch­ern darum, „die Soft­ware des Lebens zu ver­ste­hen”, so Michael Levin von der Tufts Uni­ver­si­ty.

Was denkst Du? Sind solche Forschung­spro­jek­te beden­klich oder siehst Du in den Xenobots vor allem einen Fortschritt? Wir sind ges­pan­nt auf Deinen Kom­men­tar!

Titel­bild: Dou­glas Black­iston and Sam Krieg­man