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Roboter, die wachsen können

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Roboter, die wachsen können

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Können Roboter wachsen? Wird es eines Tages Roboter geben, die wie Pflanzen Wurzeln schlagen können? Wofür könnte man eine solche Technologie anwenden?
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Euronews-Journalist Julián López Gómez war in Pisa, um dieser Frage auf den Grund zu gehen:​ ​“Ein dort entwickelter Roboter ahmt die Eigenschaften von Wurzeln einer Pflanze nach, er kann wachsen. Bei uns geht es um mögliche Anwendungsgebiete dieser neuen Technologie.”

Um die Roboter Wurzeln schlagen zu lassen, mussten die Forscher das Verhalten pflanzlicher Wurzeln untersuchen. Und das war gar nicht so einfach​, so die Biologin Barbara Mazzolai vom Italian Institute of Technology​: “Die Entwicklung von Wurzeln ist ein sehr komplexer Prozess, sie findet unter der Erde statt. Damit die Wurzeln wachsen können, ist großer Druck nötig. Sie wachsen an den Spitzen, wir nennen das Osmose. Sie gewinnen an Masse, indem sie Wasser und Nährstoffe aus dem Boden absorbieren. Gleichzeitig produzieren sie eine Art Schleim, der das unterirdische Wachstum erleichtert.”

Europäische Wissenschaftler haben einen Mechanismus entwickelt, der es Robotern ermöglicht, sich ähnlich wie Pflanzen in die Erde zu graben. Die robotischen Wurzeln sind in der Lage, aus künstlichen Substanzen Masse zu generieren​, erklärt​ Ingenieur ​Ali Sadeghi​: “Natürliches Wachstum ist gleichbedeutend mit einer Vermehrung der Gesamtmasse. Wir haben versucht, diesen Prozess zu imitieren, wir haben ein so genanntes “Wachstumssystem” entwickelt. Der Roboter wird mit künstlichen Fasern gefüttert und kann dadurch eine Struktur ausbilden, die sich in den Boden gräbt. Der Körper der Maschine kann wachsen, er kann Wurzeln schlagen.”

Diese robotischen Wurzeln reagieren genauso wie ihr pflanzliches Pendant auf Reize: Wenn sie auf ein Hindernis stoßen, ändern sie die Wuchsrichtung​, sie sind immer auf der Suche nach Wasser und Nährstoffen.

Barbara Mazzolai​ erklärt, wie die Wissenschaftler es geschafft haben, das natürliche Wurzelwachstum zu imitieren: ​“Die charakteristischen Krümmungen der Wurzeln entstehen bei den Robotern durch zwei Dinge: Zuerst benutzen wir elektrobiologische Flüssigkeiten. Diese ändern je nach elektrischer Ladung ihren Aggregatszustand, sie können flüssig oder zäh​ sein. So zwingen wir den Roboter dazu, um künstliche Hindernisse herumzuwachsen.”
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Sensoren ermöglichen den Robotern, die unterirdische Umgebung zu ertasten​, so die Wissenschaftlerin Lucia Beccai​​: ​“Dank dieser Technik können die künstlichen Wurzeln Informationen über ihre Umgebung sammeln. Der Sensor meldet, sobald er auf ein Hindernis stößt, zudem kann er den Druck messen, der zum Wachstum nötig ist.”

Die robotischen Wurzeln könnten in der Raumfahrt eingesetzt werden, oder bei der Suche nach Bodenschätzen und Minen helfen. Die Wissenschaftler streben gar ​noch komplexere Anwendungsgebiete an: Sie wollen künftig mithilfe eines Wurzeln schlagenden Roboters die Gehirnchirurgie revolutionieren.

Ein wachstumsfähiges Chirurgieinstrument zu erschaffen, das sehr klein ist, das sei eine große Herausforderung, so Ingenieur ​Edoardo Sinibaldi​: “Je geringer die Größe, desto weniger effektiv ist die Leistung der Maschine. Wir versuchen, ein flexibles Instrument zu entwickeln, dass auch kräftig genug ist, um zu operieren.”

Auch wenn es wohl noch Jahre dauern wird, bis menschliche Gehirne von robotischen Wurzeln operiert werden – die neue Ära der wachstumsfähigen Maschinen ist bereits angebrochen.