Robots
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