Ein Xenobot ist etwa 0,7 Millimeter groß

© Douglas Blackiston, Tufts University

Science
01/14/2020

Lebende Roboter aus Stammzellen sollen die Meere aufräumen

Wissenschaftler haben die ersten lebenden Roboter aus Frosch-Stammzellen gebaut. Das wirft auch ethische Fragen auf.

von Franziska Bechtold

Wissenschaftler haben lebendige Roboter aus Frosch-Stammzellen gebaut. Anstatt Plastik, Stahl oder Chemikalien zu nutzen, wollte das US-Forscher-Team selbstheilende, biologische Materialien für den Maschinenbau verwenden heißt es im zugehörigen Paper. Die winzigen Roboter heißen Xenobots und können programmiert werden, auch wenn sie aus lebenden Zellen bestehen. Werden sie beschädigt, können sie sich selbst heilen. 

Die Forscher der Universität Vermont und der Tufts Universität, die gemeinsam an den Xenobots geforscht haben, sehen eine Vielzahl von Einsatzgebieten. Die 0,7 Millimeter großen Bio-Maschinen könnten Medizin in einem Menschen an den richtigen Wirkungsort transportieren, Tumore bekämpfen, Arterien säubern oder sogar das Altern verhindern. Die Roboter könnten auch Giftabfälle oder radioaktiv verseuchte Materialien abtransportieren und Mikroplastik aus den Ozeanen fischen.

Biologische Maschinen

"Es handelt sich um neuartige lebende Maschinen. Sie sind weder ein traditioneller Roboter noch eine bekannte Spezies oder Tierart", sagt Co-Autor Joshua Bongard. Es sei das erste Mal, dass Menschen biologische Maschinen erschaffen hätten, heißt es im Paper.

Mit einem Supercomputer und einem "Evolutions-Algorithmus" wurden zunächst zufällige 3D-Modelle aus den Hautzellen des Afrikanischen Krallenfroschs erstellt. In einer Simulation wurde getestet, ob diese sich gut und weit bewegen können. Die Designs, die am besten abschnitten, wurden dann zur Vorlage für weitere Modelle. Anschließend wählten die Forscher eine handvoll Designs aus, mit denen sie arbeiten wollten. 

Die ersten Test-Xenobots sind sehr klein. Co-Autor Michael Levin von der Tufts University sieht allerdings Potenzial, sie deutlich größer zu bauen. Laut The Guardian könne man Blutgefäße, Nervensysteme und Sinneszellen einbauen. So könnten die Roboter Augen bekommen. Das solche Aussagen ethische Fragen aufwerfen, ist den Forschern bewusst. Mitautor Sam Kriegman fordert daher eine öffentliche Diskussion darüber, inwieweit die Xenobots Teil der Gesellschaft sind. Dass sie eine Bedrohung für die Menschheit sein könnten, schließt Kriegman aber aus: "Es fällt schwer, Angst vor einer baldigen Übernahme durch die Dinger zu bekommen". 

Rechts sieht man das 3D-Modell aus dem Computer, links der tatsächliche Organismus, der nach der Vorlage entstand.

Die besten Designs wurden von den Forschern ausgewählt

Ein Xenobot ist 0,7 Millimeter groß

Da die Roboter leben, brauchen sie Nahrung. Diese bekommen sie in Form von Fetten und Proteinen. So überleben sie zwischen einer Woche und zehn Tagen. Da sie sich reproduzieren können, kann die Lebensspanne aber auf mehrere Wochen gestreckt werden, wenn sie sich in nährstoffreichen Gebieten befinden. Da Frosch-Zellen verwendet wurden, funktionieren sie derzeit nur in flüssigen Umgebungen. Der Quellcode, den die Forscher genutzt haben, um die Xenobots zu designen, steht kostenlos aus Github zur Verfügung.