Reproduktion Roboter baut seine eigene Kopie

Sich selbst reproduzierende Maschinenwesen gehörten bisher ins Reich der Science Fiction. US-Forscher haben jetzt einem Würfelroboter die Fortpflanzung beigebracht. Allerdings müssen sie beim Selbstkopieren noch etwas nachhelfen.


Klonen auf Roboterart: Die Würfelschlange schnappt sich neue Würfel und baut daraus eine Kopie von sich selbst
Cornell University

Klonen auf Roboterart: Die Würfelschlange schnappt sich neue Würfel und baut daraus eine Kopie von sich selbst

Es dauert nur wenige Minuten, bis aus einer dreigliedrigen Würfelschlange zwei geworden sind. "Molecubes" nennt Hod Lipson von der Cornell University die etwa zehn Zentimeter großen Würfel, die sich über Magneten zu einer Schlange verbinden. In jedem Würfel steckt die gleiche Technik: Elektromagneten und ein Drehgelenk in der Mitte. Auch die Software ist in allen Molecubes identisch - sie enthält die Anleitung zur Reproduktion.

Um sich fortzupflanzen, holt sich die drei- oder viergliedrige Schlange weitere Würfel von einer Nachschubstelle und fügt sie zusammen, bis eine identische Kopie entstanden ist. Die Steuerung der Elektromagneten entscheidet dabei selbstständig, wann Verbindungen zwischen den einzelnen Würfeln gehalten und gelöst werden müssen. Der neu entstandene Roboter kann sich dann ebenfalls selbst nachbauen, was die Forscher als wichtiges Merkmal einer echten Reproduktion hervorheben.

Zugegeben: Von einer sich ohne fremde Hilfe vermehrenden Maschine ist der Würfelroboter noch weit entfernt. Die Wissenschaftler müssen das Maschinenwesen mit fertigen Modulen füttern, damit es Nachwuchs bekommt. Sein Erfinder Lipson sieht den Roboter vor allem als Proof of Concept - zu Deutsch Machbarkeitsnachweis.

Molecube: Elektromotor und Mikroprozessor im Innern
Cornell University

Molecube: Elektromotor und Mikroprozessor im Innern

Das Würfelwesen könne keinerlei Funktion ausüben außer der, sich selbst zu reproduzieren, schreibt Lipson im Wissenschaftsmagazin "Nature" (Bd. 435, S. 163). Die Erfindung zeige, dass die Reproduktion nicht der Biologie allein vorbehalten sei. Die Fähigkeit zur Reproduktion und Selbstreparatur könne für Roboter im Weltall oder in anderen gefährlichen Umgebungen nützlich sein. Wartung oder Reparatur durch Menschen seien an solchen Orten meist nur schwer oder gar nicht möglich.

Die notwendige Energie beziehen die Würfelmodule von fünf Kontaktstellen auf dem Tisch. Ohne die Stromversorgung könnten sie sich weder bewegen noch vervielfältigen. Ein Würfel besteht aus zwei gegeneinander drehbaren Hälften. In der einen Hälfte steckt der Elektromotor, in der anderen der Mikroprozessor für die autonome Steuerung.

Die Cornell-Forscher halten Selbstreproduktion für eine fundamentale Fähigkeit vieler biologischer, physikalischer, formaler Systeme, wie beispielsweise Kristalle, Wellen und diverse Lebensformen. Trotz der großen Bedeutung sei Selbstreproduktion noch nicht konsistent definiert oder charakterisiert worden. Deshalb will das Team um Lipson neben Konzeptstudien auch weiter an der Theorie sich vervielfältigender Systeme forschen.



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