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pte20210402003 Forschung/Entwicklung, Umwelt/Energie

"Xenobots": Roboter aus Froschhautzellen

Einsatz im Umweltschutz und in der Biomedizin scheint denkbar


Robo-Sphäre: Ist ein flotter Schwimmer (Foto: Doug Blackiston/Tufts)
Robo-Sphäre: Ist ein flotter Schwimmer (Foto: Doug Blackiston/Tufts)

Boston/Burlington (pte003/02.04.2021/06:10) - Weniger als ein Millimeter groß sind lebende Roboter, die Forscher der Tufts University https://www.tufts.edu und der University of Vermont (UVM) https://www.uvm.edu entwickelt haben. Die gegenüber ersten Versuchen im Vorjahr verbesserten "Xenobots" können Verletzungen selbstständig heilen und sich besser aus eigener Kraft fortbewegen. Benannt sind sie nach der Froschart Xenopus laevis, aus deren Hautzellen die Roboter aufgebaut sind.

Schneller und langlebiger

Um die kugelförmigen Xenobots herzustellen, extrahierten Michael Levin, Biologieprofessor an der Tufts, und seine Kollegen Gewebe aus 24 Stunden alten Froschembryonen, die sich nach minimaler physikalischer Manipulation zu kugelförmigen Strukturen entwickelten. "Ich finde es aufregend, dass normale, genetisch nicht veränderte Zellen mit einem normalen Froschgenom in der Lage sind, sich selbst zu organisieren und einen lebenden Roboter zu formen", meint Levin.

Die aktuellen Xenobots bewegen sich dank eines neuen Mechanismus schneller als ihre Vorgänger. "Sie werden von haarartigen Strukturen auf ihrer Oberfläche angetrieben", erklären die Forscher. Sie leben mit etwa 14 Tagen auch deutlich länger als die Urversion,könnten Aufgaben also länger erfüllen. Xenobots haben zudem die Fähigkeit, sich zu Schwärmen zusammenzuschließen, sodass sie in der Lage sind, Dinge zu bewegen. Nach dem Lebensende brechen sie auseinander und werden von der Natur absorbiert, werden also nicht zur Umweltbelastung.

Sensorik-Potential dank Farbwechsel

Da die Xenobots ihre Umgebung in einem gewissen Grad spüren und darauf mit Farbveränderungen reagieren, lassen sie sich möglicherweise als Umweltsensoren einsetzen. Sie könnten auch im biomedizinischen Bereich Verwendung finden, so Josh Bongard, an der Entwicklung beteiligter UVM-Informatikprofessor.

Frühere Versuche, lebende Roboter herzustellen, basierten wie beispielsweise eine drahtlos gesteuerte Kakerlake auf der Manipulation lebender Tiere. Dagegen gab es gröbere ethische Bedenken. Xenobots kommen da besser weg. "Dieser Ansatz ist ethisch am wenigsten problematisch. Die Zellen haben keine Neuronen, sind also keine Tiere", erklärt der nicht amProjekt beteiligte Auke Ijspeert, Chef des Biorobotiklabors an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne https://www.epfl.ch/de , gegenüber "New Scientist".



(Ende)
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