DragonflEye: Die Libelle wird zur Drohne

Schnell, effizient, wendig: Über Jahrmillionen hat die Evolution sehr gute Bewegungskonzepte hervorgebracht, etwa den Flug der Libelle. Nicht umsonst versuchen Wissenschaftler, diesen in robotischen Systemen nachzubilden. US-Wissenschaftler sind jetzt einen anderen Weg gegangen: Sie bilden nicht den Flug der Libelle nach, sondern machen die Libelle zu einer Drohne.

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Libelle mit Minirucksack (Foto: Draper)

Die Forscher haben eine Cyborg-Libelle geschaffen. Das haben sie nach eigenen Angaben erreicht, indem sie "miniaturisierte Navigation, synthetische Biologie und Neurotechnologie kombinieren", um die Libellen zu steuern. DragonflEye heißt das Projekt des US-Forschungs- und Entwicklungsunternehmens Draper und des Howard Hughes Medical Institute (HHMI).

Zellen reagieren auf Licht

Um die Libelle beeinflussen zu können, haben die Forscher ihr Nervensystems so verändert, dass es auf Lichtimpulse reagiert. Optogenetische Stimulation nennt sich dieses Verfahren - Optogenetik ist ein relativ neues Forschungsgebiet, das Methoden aus der Optik und der Genetik kombiniert.

Ferngesteuert wird die Libelle mit einem kleinen Rucksack mit elektronischen Systemen und Solarzellen, die die Elektronik mit Strom versorgen. Der Rucksack ist so klein und leicht, dass er die Libelle beim Fliegen nicht behindert. Gesteuert wird die Libelle, indem bestimmte Nerven, die Interneuronen, die für das Lenken zuständig sind, über Optroden stimuliert werden. Ein Navigationssystem sorgt dafür, dass die Libelle autonom fliegt und nicht ferngesteuert werden muss.

Nervenzellen werden gezielt stimuliert

Dazu werden die Nervenzellen dazu gebracht, Opsine zu bilden. Diese lichtempfindlichen Proteine können durch Licht in einer bestimmten Farbe aktiviert oder blockiert werden. Die Interneuronen geben mutmaßlich die Lenkkommandos an nachgeschaltete neuromuskuläre Schaltkreise, die wiederum die Muskeln der Flügel koordinieren und einen stabilen Flug ermöglichen. Es sei möglich, diese Neuronen gezielt stimulieren, ohne dass dabei andere Nervenzellen oder Muskeln aktiviert würden, sagte Jesse J. Wheeler, wissenschaftlicher Leiter des DragonflEye-Projekts bei Draper, dem US- Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum.

Forscher haben schon früher Insekten manipuliert, um sie fernsteuern zu können. Solche Projekte sind allerdings ethisch umstritten: Es ist bisher wissenschaftlich nicht nachgewiesen, ob Insekten so etwas wie Bewusstsein oder Empfindungen haben.