Von KIM BELLARD
Ich hatte nicht erwartet, dass ich nach dem, was ich letzte Woche getan hatte, so bald über ein Thema aus dem Bereich Biologie schreiben würde, aber dann sah ich eine Pressemitteilung von Cornell über biohybride Roboter – angetrieben von Pilzen! Bei „biohybrid“ hatten sie mich erwischt.
In der Pressemitteilung geht es um eine neue Arbeit – Sensorimotor Control of Robots Mediated by Electrophysiology Measurements of Fungal Mycelia – aus dem Organic Robotics Lab der Cornell University unter der Leitung von Professor Rob Shepherd. Die Pressemitteilung beschreibt die Arbeit folgendermaßen:
Durch die Nutzung der angeborenen elektrischen Signale des Myzels entdeckten die Forscher eine neue Möglichkeit zur Steuerung „biohybrider“ Roboter, die möglicherweise besser auf ihre Umgebung reagieren können als ihre rein synthetischen Gegenstücke.
Oder in den eigenen Worten der Forscher:
In dem Artikel werden zwei wichtige Innovationen hervorgehoben: erstens eine gegen Vibrationen und elektromagnetische Störungen abgeschirmte elektrische Myzel-Schnittstelle, die stabile, langfristige elektrophysiologische bioelektrische Aufzeichnungen bei ungebundenem, mobilem Betrieb ermöglicht; zweitens eine von neuronalen zentralen Mustergeneratoren inspirierte Steuerungsarchitektur für Roboter, die rhythmische Muster positiver und negativer Spitzen aus dem lebenden Myzel enthält.
Vereinfachen wir das: „Dieses Papier ist das erste von vielen, in dem das Pilzreich genutzt wird, um Robotern Umweltsensoren und Befehlssignale zu verleihen und so ihre Autonomie zu verbessern“, sagte Professor Shepherd. „Indem wir Myzel in die Elektronik eines Roboters einwachsen ließen, konnten wir der biohybriden Maschine ermöglichen, die Umwelt zu erfassen und darauf zu reagieren.“
Der Hauptautor Anand Mishra, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor, erklärte: „Wenn Sie an ein synthetisches System denken – sagen wir, einen passiven Sensor – verwenden wir es nur für einen Zweck. Aber lebende Systeme reagieren auf Berührung, sie reagieren auf Licht, sie reagieren auf Wärme, sie reagieren sogar auf unbekannte Dinge wie Signale. Deshalb denken wir: OK, wenn Sie zukünftige Roboter bauen möchten, wie können sie in einer unerwarteten Umgebung arbeiten? Wir können diese lebenden Systeme nutzen, und auf jeden unbekannten Input reagiert der Roboter.“
Das Team baute zwei Roboter: einen weichen, spinnförmigen und einen mit Rädern. Zunächst nutzten die Forscher die natürlichen Stacheln im Myzel, um die Roboter laufen bzw. rollen zu lassen, wobei sie die natürlichen Signale des Myzels nutzten. Dann setzten die Forscher sie ultraviolettem Licht aus, wodurch das Myzel reagierte und die Gangart der Roboter veränderte. Schließlich gelang es den Forschern, die Signale des Myzels vollständig zu überschreiben.
„Bei dieser Art von Projekt geht es nicht nur darum, einen Roboter zu steuern“, sagte Dr. Mishra. „Es geht auch darum, eine echte Verbindung mit dem lebenden System herzustellen. Denn wenn man das Signal hört, versteht man auch, was los ist. Vielleicht kommt dieses Signal von einer Art Stress. Man sieht also die körperliche Reaktion, denn diese Signale können wir nicht visualisieren, aber der Roboter macht eine Visualisierung.“
Dr. Shepherd glaubt, dass sie als Signal nicht Licht, sondern chemische Signale verwenden werden. Ein Beispiel: „Das Potenzial zukünftiger Roboter könnte darin liegen, die Bodenchemie in Reihenkulturen zu erfassen und zu entscheiden, wann mehr Dünger ausgebracht werden muss. So könnten möglicherweise die Folgewirkungen der Landwirtschaft wie schädliche Algenblüten gemildert werden.“
Es stellt sich heraus, dass biohybride Roboter im Allgemeinen und Pilz-Computing im Besonderen eine Sache sind. Im Artikel der letzten Woche zitierte ich Professor Andrew Adamatzky von der University of the West of England über seine Vorliebe für Pilz-Computing. Er ist dort nicht nur Professor für Unconventional Computing und Gründer und Chefredakteur des International Journal for Unconventional Computing, sondern hat auch buchstäblich das Buch über Pilz-Computing geschrieben. Er arbeitet seit 2018 an Pilz-Computing (und davor an Schleimpilz-Computing).
Professor Adamatzky weist darauf hin, dass Pilze über eine große Bandbreite sensorischer Eingaben verfügen: „Sie spüren Licht, Chemikalien, Gase, Schwerkraft und elektrische Felder“, was ihnen eine große Bandbreite an Eingaben (und Ausgaben) eröffnet. Entsprechend erklärte Ugnius Bajarunas, ein Mitglied von Professor Adamatzkys Team, im vergangenen Jahr vor Publikum: „Unser Ziel ist ein Echtzeitdialog zwischen natürlichen und künstlichen Systemen.“
Zum Thema Fungal Computing sagt TechHQ voraus: „Die Zukunft des Computing könnte darin bestehen, dass wir uns um unsere Geräte auf eine Art und Weise kümmern, die eher der Pflege einer Zimmerpflanze gleicht als dem Anschließen und Einschalten eines Laptops.“
Aber wie würden wir sie neu starten?
Manche meinen, wir machen bei der biohybriden Robotik schneller Fortschritte, als wir über die ethischen Aspekte nachdenken. In einem Artikel vom Sommer dieses Jahres – Ethik und Verantwortung in der biohybriden Robotikforschung – wurde gefordert, dass wir schnell einen ethischen Rahmen und möglicherweise auch Vorschriften entwickeln.
Die Autoren erklären: „Während die ethischen Dilemmata, die mit der biohybriden Robotik verbunden sind, mit Herausforderungen in Bereichen wie der Biomedizin, der konventionellen Robotik oder der künstlichen Intelligenz übereinstimmen, bringt die einzigartige Verschmelzung von lebenden und nicht lebenden Komponenten in biohybriden Robotern, auch Bioroboter genannt, ihre eigenen ethischen Komplexitäten mit sich, die eine maßgeschneiderte Untersuchung erfordern.“
Co-Leitautor Dr. Rafael Mestre von der Universität Southampton sagte: „Aber anders als rein mechanische oder digitale Technologien vermischen biohybride Roboter biologische und synthetische Komponenten auf beispiellose Weise. Dies bietet einzigartige mögliche Vorteile, aber auch potenzielle Gefahren.“ Sein Co-Leitautor Aníbal M. Astobiza, ein Ethiker von der Universität des Baskenlandes, führte aus:
Biohybride Roboter schaffen einzigartige ethische Dilemmata. Das bei ihrer Herstellung verwendete lebende Gewebe, ihr Potenzial für Empfindungen, ihre ausgeprägten Auswirkungen auf die Umwelt, ihr ungewöhnlicher moralischer Status und ihre Fähigkeit zur biologischen Evolution oder Anpassung schaffen einzigartige ethische Dilemmata, die über die Dilemmata rein künstlicher oder biologischer Technologien hinausgehen.
Dr. Matt Ryan, Politikwissenschaftler an der Universität Southampton und Co-Autor des Artikels, fügte hinzu: „Verglichen mit verwandten Technologien wie embryonalen Stammzellen oder künstlicher Intelligenz hat sich die biohybride Robotik relativ unbeachtet von den Medien, der Öffentlichkeit und den politischen Entscheidungsträgern entwickelt, aber sie ist nicht weniger bedeutsam.“
Big Think widmete sich kürzlich diesem Thema und fragte: Revolutionäre biohybride Roboter werden kommen. Sind wir darauf vorbereitet? Der Artikel weist darauf hin: „Heute haben wissenschaftliche Fortschritte zunehmend gezeigt, dass biologische Wesen nicht einfach geboren werden; sie können auch erschaffen werden.“ Darin heißt es: „Biohybride Roboter nutzen die Millionen Jahre der Evolution lebender Systeme, um Robotern Vorteile wie Selbstheilung, größere Anpassungsfähigkeit und überlegene Sensorauflösung zu verleihen. Aber sind wir bereit für eine schöne neue Welt, in der die Vermischung des Künstlichen und des Biologischen die Grenze zwischen Leben und Nicht-Leben verwischt?“
Wahrscheinlich nicht. Dr. Mestre und seine Kollegen kamen zu dem Schluss: „Wenn uns die Debatten um embryonale Stammzellen, menschliches Klonen oder künstliche Intelligenz etwas gelehrt haben, dann, dass die Menschen sich selten über die richtige Lösung der moralischen Dilemmata neuer Technologien einig sind.“
Biohybride Robotik und Pilzcomputer entwickeln sich schnell.
Sie glauben, Sie wissen, was Roboter sind? Das wissen Sie nicht. Sie glauben, Sie verstehen, wie Computer funktionieren? Vielleicht siliziumbasiert, aber wahrscheinlich nicht „unkonventionell“. Sie glauben, Sie sind bereit für künstliche Intelligenz? Eine KI auf Pilzbasis könnte Sie dennoch überraschen.
Wirklich aufregende Zeiten.
Kim ist eine ehemalige E-Marketing-Managerin bei einem großen Blues-Plan, Redakteurin des verstorbenen und betrauerten Tincture.io und jetzt regelmäßige THCB-Mitarbeiterin
