Cyborg: Ein Roboter mit Herz

Ein Roboter aus lebenden Zellen: Wissenschaftler der Harvard-Universität haben einen Roboter gebaut, der von Muskelzellen aus dem Herz angetrieben wird. Der Cyborg imitiert einen Rochen und bewegt sich ähnlich wie dieser.

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Größenvergleich: Original (rechts) und Cyborg zwischen Münzen (Foto: Karaghen Hudson)

Der Roboter ist etwas über anderthalb Zentimeter lang und wiegt zehn Gramm. Er ist einem Rochen nachgebildet und gleitet wie das natürliche Vorbild mit eleganten Wellenbewegungen der Flossen durchs Wasser. Die Bewegungen führen etwa 200.000 genetisch veränderte Muskelzellen aus den Herzen von Ratten. Der Körper des Roboters besteht aus einem dünnen Polymer, das von einem Skelett aus Gold stabilisiert wird.

Das Skelett speichert Energie

Die Muskelzellen werden in einer Lage ausgebracht. Werden sie stimuliert, kontrahieren sie und ziehen die Flossen nach unten. Die Gegenbewegung nach oben ist passiv: Das Goldskelett speichert Energie und zieht die Flosse nach oben, wenn sich die Muskelzellen entspannen. Das erspart eine weitere Lage von Muskelzellen.

Damit die Muskelzellen kontrahieren, werden sie mit Licht stimuliert: Wenn sie ein Licht pulsieren lassen, schwimmt der Rochen darauf zu. Dafür seien die Zellen gentechnisch verändert worden, schreiben die Forscher um Sung-Jin Park in der Fachzeitschrift Science.

Bei höherer Frequenz schwimmt der Cyborg schneller

Der Roboter lasse sich auch steuern, sagen die Forscher: Über die Frequenz der Lichtpulse werde die Geschwindigkeit geregelt. Sind die Lichtpulse asymmetrisch, wird eine Flosse stärker stimuliert als die andere - so kann der Roboter gelenkt werden.

Einer der Forscher aus dem Team, Kevin Kit Parker, hat bereits Erfahrung mit solchen biohybriden Systemen: Er war vor einigen Jahren an der Entwicklung des Medusoids beteiligt. Diese künstliche Qualle wurde ebenfalls von Herzmuskelzellen angetrieben.