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Mit Xenobots in die Zukunft

Biologische ZellenQuelle: skylarvision

Mit einer bemerkenswerten Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI) und Biologie ist der Wissenschaft nun die Erschaffung des ersten „lebenden Roboters“ der Welt gelungen. Ein Team von Wissenschaftlern hat lebende Zellen, die aus Froschembryonen stammten, zu völlig neu­en Lebensformen mit anderem Zweck zusammengesetzt. Diese millimeterbreiten „Xenobots“ können sich auf ein Ziel zubewegen, vielleicht eine Last aufnehmen (wie zum Beispiel ein Medikament, das zu einen bestimmten Ort im Inneren eines Patienten befördert werden muss),  und sie können sich nach einer Verletzung durch einen Schnitt selbst heilen. Manchmal passiert also etwas wirklich Erstaunliches, wie ein tolles neues Spiel in Ihrem bevorzugten Online Casino oder die Erschaffung der ersten lebenden Roboter der Welt. Einer der Forscher beschrieb diese Neuschöpfung als weder „ein traditioneller Roboter noch eine bekannte Tierart“, sondern als etwas ganz Neues: „einen lebenden, programmierbaren Organismus.“

Lesen Sie hier mehr zu diesem neuen Durchbruch in der Wissenschaft, der in Zukunft sicher einige Bereiche des Lebens beeinflussen wird.

Mehr zu den neuen Kreaturen

Was ist nun so besonders an diesen „Xenobots“? Die Roboter, die wir bisher kennen, sind eigentlich Maschinen aus mehreren Kompo­nen­ten. Aber diese neuen „lebenden Roboter“, die durch die Kombination von künst­licher Intelligenz und Biologie entstanden sind, zeigen eindrucksvoll, wie weit man mit Tech­no­logie schon kommt. Die Xenobots sind aus Stamm­zellen hergestellte Lebensformen. Es handelt sich bei ihnen jedoch weder um einen Roboter, wie wir ihn kennen, noch um ein organisches Tier, sondern eben um lebende und programmierbare Organismen. So etwas existierte bisher noch nicht.

Die sogenannten Xenobots haben eine Länge von weniger als einem Millimeter. Sie beste­hen aus 500 bis 1000 lebenden Zellen. Dabei haben sie verschiedene, einfache Formen, da­runter gibt es sogar einige mit einer Art kurzen Beinen. Sie können sich in linear oder kreis­förmig bewegen und sich zu Gruppen zusammenschließen, um gemeinsam zu handeln. Dann lassen sich zum Beispiel kleine Gegen­stände bewegen. Mit ihrer eigenen Zellenergie können sie bis zu 10 Tage leben. Obwohl diese „rekonfigurierbaren Biomaschinen“ das Wohl­befinden von Mensch, Tier und Umwelt erheblich verbessern könnten, werfen sie rechtliche und nicht zuletzt auch ethische Fragen auf.

Zur Herstellung der Xenobots verwendete das Forschungsteam einen Supercomputer, um Tausende von Zufallsentwürfen einfacher Lebewesen zu testen, die bestimmte Aufgaben erfüllen könnten. Um die Vorhersage zu ermöglichen, welche Organismen wahrscheinlich nützliche Aufgaben ausführen können würden, wie z.B. die Bewegung auf ein Ziel hin, wurde dieser Computer mit einer KI mit einem „evolutionären Algorithmus“ programmiert.

Nach der Auswahl der vielversprechendsten Entwürfe versuchten die Wissenschaftler dann, die virtuellen Modelle mit Froschhaut oder Herzzellen nachzubilden. Diese Zellen wurden mit mikrochirurgischen Werkzeugen manuell zusammengefügt. Die Herzzellen ziehen sich zusammen und entspannen sich, wodurch die Organismen in Bewegung gesetzt werden.

Diese Erschaffung von Xenobots ist bahnbrechend. Obwohl sie als „programmierbare leben­de Roboter“ beschrieben werden, sind sie in Wirklichkeit völlig organisch und bestehen aus lebendem Gewebe. Der Begriff „Roboter“ wurde verwendet, weil Xenobots in verschie­dene Formen und Gestalten konfiguriert und „programmiert“ werden können, um bestimm­te Objekte anzusteuern, die sie dann unbewusst suchen. Auch können sie sich nach kleinen Verletzungen heilen.

Rechtliche und ethische Bedenken

Natürlich kommen mit den Xenobots auch rechtliche und ethische Fragen auf. Genau wie sie bei der Bekämpfung von Krebserkrankungen helfen könnten, könnten sie auch für böswillige Zwecke genutzt werden.

Es wird argumentiert, dass der Mensch mit der künstlichen „Herstellung“ von Lebewesen gegen die Natur handeln oder Gott spielen würde. Größere Besorgnis erregt jedoch das Risiko eines unbeabsichtigten oder böswilligen Gebrauchs, wie dies bei schon in Bereichen wie der Kernphysik, Chemie, Biologie und KI geschehen ist. So könnten Xenobots für Bio-Waffen missbraucht werden, die nach dem Völkerrecht verboten sind.

Auch könnten in Zukunft fortschrittlichere Xenobots, besondere solche, die länger leben und sich fortpflanzen können, möglicherweise „Fehlfunktionen“ und unbeabsichtigtes Verhalten zeigen.

Um komplexe Aufgaben zu erfüllen, benötigen die Xenobots möglicherweise einfache Sinnes- und Nervensysteme. Diese könnten zu einem Empfindungsvermögen führen. Ein em­pfin­dungs­fähiger, programmierter Organismus würde viele weitere, ethische Fragen auf­werfen.

ForschungsmikroskopQuelle: PublicDomainPictures

Mögliche Anwendungsbereiche

Die Xenobots können sich als sehr universell einsetzbar erweisen. So könnten sie zur Reini­gung unserer verschmutzten Ozeane durch das Sammeln von Mikroplastik verwendet werden. Oder in geschlossene oder gefährliche Bereiche eindringen, um dort giftige oder radioaktive Materialien zu sammeln. Xenobots mit geeigneten „Behältnissen“ könnten zum Beispiel auch Medikamente im menschlichen Körper transportieren.

Künftige Versionen könnten aus patienteneigenen Zellen gebaut werden, um Gewebe zu reparieren oder Krebserkrankungen zu bekämpfen. Und dass die Xenobots biologisch ab­baubar sind, ist ein großer Vorteil gegenüber vergleichbaren Technologien, bei denen Kunststoffe oder Metall zum Einsatz kommen.

Die Weiterentwicklung dieser biologischen „Roboter“ könnte unser Verständnis von lebenden und robotischen Systemen revolutionieren. Mit dieser Art der Veränderungen von Lebewesen lassen sich Geheimnisse des Lebens ergründen und auch unsere Nutzung von KI verbessern. Vor allem wollen die Forscher nun herausfinden, wie die Zellen, aus denen die „Xenobots“ bestehen, untereinander kommunizieren. Und wie sie diese Kommunikation der Zellen kontrollieren können. Denn damit stünden der Wissenschaft buchstäblich ungeahnte Möglichkeiten offen.

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