Xenobots: Forscher programmieren Roboter aus biologischen Zellen

Forscher aus den USA haben Roboter aus Froschzellen programmiert.
Douglas Blackiston and Sam Kriegman
Bewerbungsphase für den Innovators Pitch 2020 läuft.
Smog über Neu Dehli, der für Tinte aus CO2 genutzt wird.
:

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.

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

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Das könnte Dich auch interessieren