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/ in Boston im US-Bundesstaat Massachusetts entwickelt haben. Die Xenobots, benannt nach der Froschart Xenopus laevis, aus deren Hautzellen die Roboter aufgebaut sind, sind in der Lage, Verletzungen selbstständig zu heilen und sich aus eigener Kraft fortzubewegen.

 

Um die kugelförmigen Xenobots herzustellen, extrahierten Michael Levin, Biologieprofessor an der Hochschule und seine Kollegen Gewebe aus 24 Stunden alten Froschembryonen, die nach minimaler physikalischer Manipulation zu kugelförmigen Strukturen entwickelten. Den Grund für ihre Beweglichkeit hüten die Entwickler wie ein Geheimnis. Sie geben nur so viel preis: „Sie werden von haarartigen Strukturen auf ihrer Oberfläche angetrieben." Dabei erreichen sie durchaus ein flottes Tempo.

 

[b]Farbwechsel bei Änderungen in der Umwelt[/b]

 

„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", sagt Levin.

 

Da sie ihre Umgebung in einem gewissen Grad spüren und darauf mit Farbveränderungen reagieren lassen sie sich möglicherweise als Umweltsensoren einsetzen. Sie könnten laut Josh Bongard von der University of Vermont https://www.uvm.edu/ in Burlington auch im biomedizinischen Bereich Verwendung finden. Xenobots haben zudem die Fähigkeit, sich zu Schwärmen zusammenzuschließen, sodass sie in der Lage sind, Dinge zu bewegen. Wenn die kleinen Roboter nach etwa 14 Tagen an ihr Lebensende kommen brechen sie auseinander und werden von der Natur absorbiert, werden also nicht zur Umweltbelastung.

 

[b]Ethische Bedenken ausgeräumt[/b]

 

Frühere Versuche, lebende Roboter wie eine drahtlos gesteuerte Kakerlake herzustellen, basierten auf der Manipulation lebender Tiere. Dagegen gab es massive ethische Bedenken. Xenobots unterscheiden sich von diesen, weil sie vollständig aus lebenden Zellen bestehen. „Dieser Ansatz ist ethisch am wenigsten problematisch. Die Zellen haben keine Neuronen, sind also keine Tiere", sagt Auke Ijspeert, Chef des Biorobotiklabors an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne https://www.epfl.ch/de/ in der Schweiz, der an der Entwicklung nicht beteiligt war, sie jedoch aufmerksam verfolgt.



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