Roboter mit echten Muskeln: ETH-Video zeigt Mini-Aktoren, die springen und greifen

Forschende des Soft Robotics Lab der ETH Zürich haben Muskelaktoren entwickelt, mit denen kleine biohybride Roboter springen, schwimmen, laufen und greifen können. Die etwa 1,5 Zentimeter langen Bauteile bestehen aus lebendem Skelettmuskelgewebe, gezüchtet aus Mäuse-Muskelzellen, und einem weichen Hydrogel-Gerüst. Neu ist, dass beide Teile erstmals gemeinsam am Computer entworfen wurden: Ein Algorithmus suchte nach der Anordnung, bei der die Muskelkontraktion die größte Bewegung des ganzen Bauteils erzeugt. Die Gerüste werden per Xolografie mit Licht gedruckt – rund eine Minute pro Stück. Die Studie erschien in Nature Communications.

Laut ETH ist der Bewegungsumfang bis zu elfmal größer als bei früheren Systemen mit vergleichbarer Muskelmenge. „Bei früheren Systemen musste man manchmal unter ein Mikroskop schauen, um die Bewegung zu sehen“, sagt Co-Erstautorin Aiste Balciunaite. Mit einer einzigen Kontraktion hebt sich der Aktor etwa fünf Millimeter vom Boden der Schale ab, ein Drittel seiner Körperlänge. Eine laufende Version schafft 6,2 Millimeter pro Sekunde – bezogen auf die Körperlänge schneller als jeder bisher beschriebene laufende Biohybrid-Roboter. Das ETH-Video zeigt die Bewegungen.

Bis zu einem langfristig einsetzbaren Roboter ist es noch weit: Die Roboter brauchen eine Nährlösung, die das Muskelgewebe am Leben hält. Größere Systeme bräuchten eine Art künstliche Blutversorgung, erklärt Laborleiter Robert Katzschmann. Zudem verhält sich gezüchtetes Gewebe nicht immer gleich. „Wir fangen gerade erst an, Roboter auf natürlichere Weise zu bauen“, sagt Katzschmann.