Xenobots: Lebende Roboter im Pac-Man-Look, die sich selbst vermehren

Forscher:innen haben aus Froschzellen lebendige Mini-Roboter entwickelt. Die sogenannten Xenobots können sich nicht nur selbst heilen, sondern auch eigenständig vermehren. Künftig könnten sie beispielsweise medizinische Spezialaufgaben übernehmen.

Das Wichtigste zu Xenobots

• Xenobots sind maschinell entworfene Organismen aus Froschzellen und zugleich programmierbare Roboter, die eines Tages menschlichen Zwecken dienen könnten.

• Sie sehen nicht nur der Gaming-Ikone Pac-Man ähnlich, sie können auch genau wie im Spiel Zellen aufnehmen.

• Dank ihres Mini-Formats und ihrer Nachhaltigkeit könnten Xenobots in der Medizin und der Umwelt Anwendung finden.

Die ersten lebenden, selbstreproduzierenden Roboter

Xenobots sind die ersten lebendigen Roboter. Sie sind so winzig wie ein feines Sandkorn und können nicht nur ihre Farbe ändern, sondern auch Verletzungen heilen und sich selbstständig "fortpflanzen".

Klingt für dich eher nach Science-Fiction oder einem Videospiel? Tatsächlich haben Xenobots sowohl mit Blick aufs Äußere als auch auf das Verhalten Ähnlichkeiten mit einem wahren Game-Klassiker: Pac-Man.

An ihrer Außenhülle haben Xenobots klitzekleine Fortsätze. Diese sogenannten Zilien bewegen sich gleichmäßig und sind somit praktisch das Antriebsmittel der Xenobots. In einer Stunde schaffen sie damit eine Strecke von rund dreieinhalb Zentimetern.

Indem sie sich permanent bewegen, schieben Xenobots weitere gleichartige Zellen zusammen. Aus diesen Zell-Bündeln entstehen nach einigen Tagen - ohne äußeres Einwirken - neue Xenobots. Der "Nachwuchs" bewegt sich dann gleichermaßen und setzt den Kreislauf fort.

Ihre Pac-Man-Form verdanken die Xenobots einer künstlichen Intelligenz. Nach zahlreichen Tests entschied diese sich für die eingängige C-Form, womit sich die Xenobots bestmöglich vermehren können.

Wie Xenobots aussehen und funktionieren

In einem Video zeigt die University of Vermont die Xenobots und erklärt, wie diese sich in einem sich wiederholenden Kreislauf selbständig vermehren.

Krallenfrosch: Der Ursprung der Xenobots

Der Vorfahre der Xenobots stammt aus dem Tierreich und trägt den Namen "Xenopus laevis" - zu Deutsch: Glatter oder Afrikanischer Krallenfrosch.

Aus dessen Stammzellen hat ein interdisziplinäres Forschungs-Team um Douglas Blackiston, Michael Levin und Josh Bongard die Xenobots entworfen.

Die Wissenschaftler:innen verstehen ihre Erfindung als Roboter und Organismus. Zum einen sind Xenobots Organismen aus genetisch unveränderten Froschzellen. Zum anderen funktionieren sie wie Roboter, auch wenn sie keine typischen Metall-Gebilde sind: Sie handeln eigenständig für Menschen.

Dadurch erklärt sich auch der Name der Xenobots: Er ist eine Zusammensetzung aus "Xeno" von "Xenopus laevis" und "Bot" als Kurzform für "Robot".

Mögliche Anwendungsfelder von Xenobots

🧫 Bislang befinden sich Xenobots noch in der Entwicklung. Konkrete praktische Anwendungen gibt es noch nicht. Die Forscher;innen haben aber bereits große Ideen, wie Xenobots zum Einsatz kommen könnten:

🔌 Aufgrund ihrer geringen Größe könnten Xenobots etwa als Mini-Elektriker arbeiten: An Orten, die für Menschen oder gewöhnliche Roboter kaum erreichbar sind, könnten sie etwa Schaltkreise schließen.

🌊 Mit ihrem Pac-Man-Look könnten Xenobots zudem Umweltschäden wie Gewässer-Verschmutzungen erkennen und Mikroplastik sowie andere Schadstoffe zugleich aufsammeln und beseitigen, da sie vollständig ökologisch abbaubar sind.

🧬 Im Bereich der regenerativen Medizin könnten Xenobots beispielsweise Medikamente durch Blutbahnen transportieren. Womöglich können eines Tages sogar Xenobots aus menschlichen Zellen hergestellt werden, die dann bei der Heilung von geschädigtem Gewebe helfen.

⚖ Bevor derartige Anwendungen von Xenobots Wirklichkeit werden und damit kein Missbrauch betrieben wird, braucht es aber zunächst auch klare gesetzliche Vorschriften.

Fachliche Quellen zu Xenobots

Xenobots-Webseite

Bongard, J. et al. (2020): A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms

Kriegman, S. et al. (2021): Kinematic self-replication in reconfigurable organisms