Plantoid: Pflanzenroboter sucht sich den Weg ins Erdreich

Italienische Forscher entwickeln einen Roboter, der wie eine Pflanze Wurzeln bildet, die sich ins Erdreich bohren. Der Roboter soll eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten haben - von der Umweltüberwachung bis hin zur Medizin.

Artikel veröffentlicht am 12. August 2013, 12:03 Uhr, Werner Pluta

Pflanzenroboter Plantoid: Schwarmintelligenz und wachsende medizinische Geräte (Bild: IIT)

Lastesel, Vögel oder Spinnen - Robotiker haben schon viele tierische Lebensformen imitiert. Barbara Mazzolai hat einen Roboter gebaut, der wie Pflanzen Wurzeln bildet.

Plantoid heißt das Projekt der Wissenschaftlerin vom Italian Institute of Technology (IIT) in Genua. Es sei inspiriert "von der erstaunlichen Verbreitung, Erkundung und Anpassungsmöglichkeiten von Pflanzenwurzeln" und wolle diese nachahmen, erklären die Forscher.

Eine Wurzel schlängelt sich ins Erdreich und nimmt dabei viele chemische und physikalische Reize auf und reagiert darauf. Wie das geschieht, ist noch ungeklärt. Sie wächst, indem sie Zellen bildet. Eine Biegung entsteht, wenn sie auf der der Wachsrichtung abgewandten Seite Zellen anlagert.

Wurzelhard- und -software

Ziel des Projekts sei, neue Hard- und Software zu entwickeln, die von Pflanzenwurzeln inspiriert sei. Die künstlichen Wurzeln werden mit Sensoren ausgestattet, die die chemische Zusammensetzung des Bodens und Bodensäuregrad, Feuchtigkeit, Temperatur sowie Gravitation messen, sowie mit Aktoren und Kommunikationseinrichtungen. Hinzu kommt ein Mechanismus zur Reduzierung der Reibung.

"Die Modelle und Prototypen, die wir entwickelt haben, zielen darauf ab, einige der Funktionen und Merkmale von Pflanzenwurzeln zu bestätigen", sagte Mazzolai dem britischen Wissenschaftsmagazin New Scientist.

Schwarmintelligenz von Wurzeln

Dabei geht nicht nur darum, das Verhalten einer einzelnen Wurzel zu imitieren, sondern das eines ganzen Geflechts: Die Wurzeln interagieren und koordinieren sich beim Wachstum in die Erde, um die Ernährung der Pflanze sowie ihren Halt zu sichern. Das könnte die Basis für eine Form von Schwarmintelligenz sein, sagt Mazzolai.

Anwendungen für Plantoids gibt es reichlich: Sie könnten zur Überwachung der Umwelt eingesetzt werden. Außerdem könnten die im Rahmen des Projekts gewonnenen Erkenntnisse dazu beitragen, bessere Roboter für Katastropheneinsätze zu bauen, die sich der Umgebung anpassen können. Roboter, die sich in den Grund wühlen und sich festhalten können, könnten fremde Himmelskörper erkunden.

Wachsendes Endoskop

Auch für die Medizin sieht Mazzolai Anwendungsmöglichkeiten, etwa in Form eines flexiblen Endoskops, das wachsen kann. "Die Fähigkeit, sich zu krümmen, bei geringem Druck und mit wenig Reibung unter Anpassung an die Gegebenheiten der Umgebung zu wachsen, könnte eine neue Vorstellung für medizinische Geräte bieten", erklärt die Wissenschaftlerin.

Das Projekt wird von der Europäischen Union gefördert. Es hat am 1. Mai 2012 begonnen und läuft noch bis zum 30. April 2015. Mazzolai hat ihre Roboterpflanze kürzlich auf der Konferenz Living Machines im Naturkundemuseum in London vorgestellt. Dort hatten ihre IIT-Kollegen auch den vierbeinigen Roboter HyQ gezeigt.