Xenobots: Die winzigen Bioroboter können sich nun selber vervielfältigen

Als Forscher die winzigen Roboter aus Froschzellen, „Xenobots“ genannt, vor etwa einem Jahr vorstellten, mussten diese in mühsamer feinmechanischer Arbeit aus mehreren Hundert Zellen zusammengesetzt werden. Nun hat das Team rund um Michael Levin von der Tufts University bei Boston den kleinen Biorobotern die Fähigkeit gegeben, sich selbst zu vervielfältigen. Es handele sich dabei um einen wegweisenden Durchbruch, der den Weg dahin ebnen soll, die Xenobots eines Tages in Menschen einsetzen zu können, so die Forscher. Sie könnten etwa genutzt werden, um Insulin zu produzieren oder komplexe Verletzungen am Rückenmark zu reparieren.

Biologische Miniroboter vervielfältigen sich dank KI

Anfang 2020 stellte das Team mit den Xenobots kleine Bioroboter vor, die auf einem völlig neuartigen Ansatz beruhen. Die Basis der Roboter sind 500 bis 1000 Haut- und Herzmuskelzellen des sogenannten Krallenfrosches. Diese wurden in Handarbeit nach einem neuen Bauplan zusammengesetzt, der zuvor von einer künstlichen Intelligenz berechnet worden war. Die so entstandenen Miniroboter waren teilweise sogar in der Lage, winzige Objekte zu transportieren. Angetrieben werden die Roboter, indem sie sich die Reserven der Zelle zunutze machen. So können sie mehrere Tage lang mit Energie versorgt werden.

„Einige Menschen haben gesagt, dass Xenobots keine Organismen sind, weil sie sich nicht reproduzieren können, jetzt können sie das„, zeigt sich Levin von dem erreichten Erfolg begeistert. Um den Minirobotern die Fähigkeit zu geben, sich selber zu vervielfältigen, kam erneut ein Algorithmus zum Einsatz. So konnten Milliarden von Zusammenstellungen der Zellen in Simulationen getestet werden, um herauszufinden, welche sich über mehr als eine Generation hinweg vervielfältigen können. Das Ergebnis ist eine Art halber Torus, der aussieht wie die berühmte PC-Spiele-Figur Pac-Man mit offenem Mund. In einer Petrischale mit Stammzellen konnten diese Roboter sich zu Klumpen zusammenschieben, aus denen dann neue Xenobots gebildet wurden. Dies funktioniert bisher bis zu fünf Generationen lang.

Keine Angst vor sich reproduzierenden Biorobotern

Die Programmierung der Xenobots läge quasi in ihrer Form, erklärt Josh Bongard, der an der Entwicklung der Miniroboter beteiligt war. Es handele sich allerdings auch weiterhin um eine Technologie im Frühstadium, die noch keine praktische Anwendungsmöglichkeit habe. Die Kombination aus Molekularbiologie und künstlicher Intelligenz habe aber eine Menge Potential für diverse Anwendungen.

Die Forscher begegneten auch Sorgen, die im Zusammenhang mit sich selbst reproduzierenden Biomaschinen entstehen könnten. Die Miniroboter seien biologisch abbaubar und die Forschungsarbeiten werden von einer Ethik-Komission begleitet und geprüft.