Lebende, selbst replizierende Roboter sind jetzt Realität - und sehen aus wie Pac-Man

Forschern gelingt mithilfe von KI, selbstreplizierende Bioroboter zu erschaffen: Die winzigen »Xenobots« erinnern an Pac-Man, wecken aber auch Ängste.

von Christian Just,
01.12.2021 18:48 Uhr

Seit die Science-Fiction uns die Idee von selbstreplizierenden Robotern ins Hirn pflanzte, fürchten sich die Menschen davor. Jetzt gelang Wissenschaftlern ein großer Schritt auf diesem Weg. Sie erschufen die Xenobots, vollständig biologische Roboter aus Frosch-Stammzellen, die dank KI-ermittelter Formgebung in der Lage sind, sich unter bestimmten Bedingungen selbst zu reproduzieren. Auch können die Xenobots zusammenarbeiten und sich heilen, wenn man einen Teil des Körpers entfernt.

Obwohl die Bioroboter noch ganz am Anfang ihrer Entwicklung stehen, erkennen die Forscher bereits vielfältige künftige Anwendungsfelder für die winzigen Geschöpfe. Vom medizinischen Einsatz im menschlichen Körper über Beseitigung von radioaktiven Abfällen bis hin zur Reinigung der Ozeane von Mikroplastik – die Xenobots könnten sich als Botschafter von Utopia bewerben.

Beunruhigend dagegen wirkt der Umstand, dass sie teilweise von der Forschungsabteilung des US-Verteidigungsministerium finanziert werden.

Wie funktionieren die Mikro-Roboter?

Xenobots wurden vollständig biologisch und ohne Genmanipulation entwickelt, wie CNN berichtet. Forscher der US-Universitäten Vermont und Harvard nahmen Stammzellen des Krallenfroschs (wissenschaftlicher Name: Xenopus laevis) und ließen sie wachsen. Ursprünglich entstanden daraus winzige, rund geformte Organismen.

Zunächst schwammen die weniger als einen Millimeter großen Klopse scheinbar ziellos in Petrischalen umher. Die Forscher setzten Stammzellen hinzu, also nicht-spezialisierte, biologische Grundbausteine, die sich in alle möglichen Zelltypen entwickeln können. Dann beobachteten die Forscher das Unglaubliche: Gelegentlich formten die Xenobots winzige Zellhaufen, aus denen sich schließlich neue Xenobots entwickelten. Dieser Vorgang war aber nur sehr selten.

Also errechneten die Forscher mithilfe von KI-Technik die ideale Form, damit die Xenobots sich effizienter reproduzieren konnten. So entstand eine C-Form, die durchaus an den klassischen Videospielcharakter Pac-Man erinnert. Nun griffen die Forscher zu Schere und Pinzette und formten die Xenobots wie winzige Pac-Mans, um die Reproduktion zu optimieren.

Mit Erfolg: Wie die Forscher in ihrer veröffentlichten und von Fachleuten überprüften Studie festhalten, reproduzieren sich die Xenobots nun deutlich effizienter. Im Video könnt ihr die winzigen Pac-Mans in Aktion bestaunen:

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Form als Programmierung

Der Studie trägt den Namen Kinematic self-replication in reconfigurable organisms, zu Deutsch Kinematische Selbstreplikation in rekonfigurierbaren Organismen. Der leitende Autor Josh Bongard erklärt die Programmierung der Xenobots wie folgt:

Die KI hat diese Maschinen nicht so programmiert, wie wir uns das normalerweise vorstellen. Sie hat sie geformt und modelliert und dabei diese Pac-Man-Form entwickelt. Die Form ist im Grunde genommen das Programm. Sie beeinflusst, wie sich die Xenobots verhalten, um diesen unglaublich überraschenden Prozess zu verstärken.

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Brisante Implikationen

So lustig es im ersten Moment klingen mag, dass winzige Pac-Mans noch am besten kleine weiße Punkte sammeln, so beunruhigend sind die Hintergründe. Es handelt sich um reproduzierende Bioroboter, die zudem von der Defense Advanced Research Projects Agency des US-Verteidigungsministerium mitfinanziert werden. Der Gedankenschritt zu einer militärischen Anwendung ist also nicht sehr weit.

Eine praktische Anwendung existiert zwar noch nicht. Allerdings wollen die Forscher weiter daran arbeiten, damit die Xenobots in Zukunft spezielle Aufgaben übernehmen können. Bisherige Ideen umfassen Problemlösungen in der Medizin oder der Müllbeseitigung. Welches Interesse das US-Verteidigungsministerium an den Xenobots haben könnte, bleibt offen.

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