PEKING – Chinesische Wissenschaftler können mit Hilfe eines selbst entwickelten „Gehirn-Steuerungsgerät“ den Flug einer Biene gegen deren „Willen“ steuern und schaffen damit ein Hybrid aus Lebewesen und Technik.
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Am Beijing Institute of Technology hat das Team um Professor Zhao Jieliang das leichteste Insekten-Gehirn-Kontrollgerät der Welt entwickelt um so das Verhakten von bestimmten Insekten mit Hilfe einer menschengemachten Technologie steuern zu können.
Das Insekten-Gehirn-Kontrollgerät wiegt nur 74 Milligramm und wird an Bienen angebracht. Es greift mit Hilfe von drei Nadeln in das Gehirn der Tiere ein und bewirkt durch elektronische Impulse eine Präzisionssteuerung von deren Flug.
Der korrespondierenden Studie ist dazu entnehmbar: Diese Cyborg-Bienen könnten für militärische Aufklärung und Bergungsaktionen verwendet werden. Dazu meinen die Wissenschaftler:
Dieser Ansatz zeigt jetzt bereits die Innovationskraft der Verschmelzung von Biologie und Technik und das Potenzial zur Anwendung in verschiedenen Szenarien.
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Der chinesische Insekten-Cyborg
Als „Cyborgs“ bezeichnet man Mischwesen aus einem biologischen Organismus und einer Maschine. Der Begriff ist ein vom englischen „cybernetic organism“ (kybernetischer Organismus) abgeleitetes Akronym. Oftmals wird der Begriff verwendet, um ein Lebewesen zu beschreiben, dessen Körper, mit Ausnahme des Gehirns, dauerhaft durch künstliche Elemente ergänzt oder erweitert wurde.
Dieser Gedanke ist nicht neu und wenn man diesen Begriff weit auslegt, fällt sogar ein Herzschrittmacher darunter. Durch die sich fortentwickelnde Technik und Miniaturisierung dringt diese Möglichkeit aber in immer neue Verhaltensweisen von Lebewesen ein, wie z.B. in die Möglichkeit das Verhakten oder sogar den „Willen“ eines Lebwesens zu beeinflussen. Während bisher der Herzschrittmacher z.B. lediglich organische Funktionen unterstützt ist es mit Hilfe aktueller Technik bereits möglich das Verhalten von Lebewesen, wie z.B. Insekten zu beeinflussen und deren Flugbahn technisch vorzudefinieren.
Aktuell liefern sich Nationen einen intensiven Wettlauf um die Cyborg-Technologie. Die US-amerikanische Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) war einst führend in dieser Forschung und Japan folgte dicht dahinter. Doch nun sticht China Dank großzügiger staatlicher Förderung und einer boomenden Elektronikindustrie auf diesem Gebiet hervor.
Am Beijing Institute of Technology hat das Team von Professor Zhao Jieliang den leichtesten Insekten-Gehirn-Controller der Welt entwickelt und vorgestellt.
Dieses Gerät kann die Bewegungen von Bienen steuern und eignet sich damit für militärische und zivile Einsätze, so Wissenschaftler. Mit 74 Milligramm ist er leichter als ein Nektarsack, so ein am 11. Juni im Chinese Journal of Mechanical Engineering veröffentlichter, von Experten begutachteter Artikel.
Als Träger dieses Geräts wurden Bienen ausgewählt, da diese Nektarsäcke tragen können, die 80 Prozent ihrer Körpermasse entsprechen. Und sie können 5 km ohne Pause fliegen. Der Zusammenfassung der Studie kann man dazu entnehmen:
Der Insekten-Gehirn-Controller
Der Insekten-Gehirn-Controller wird den Bienen auf den Rücken geschnallt und durchsticht ihr Gehirn mit drei Nadeln. Das Gerät erzeugt mit elektronischen Impulsen in den Bienen Illusionen, um so dann deren Flug zu steuern. Das betraf insbesondere das Abbiegen nach links, rechts oder den Geradeausflug. In neun von zehn Fällen gehorchte die Biene diesen Vorgaben.
schrieben Zhao und seine Kollegen.
Wie funktioniert der Insekten-Controller
Zhaos Team druckte Schaltkreise auf Polymerfolie. Diese ist zwar flexibel und so dünn wie Insektenflügel, beherbergt aber zahlreiche Chips, darunter eine Infrarot-Fernbedienung.
Die Tests wurden in neun Pulseinstellungen durchgeführt. Die Forscher untersuchten Bienenflügel und Kakerlakenbewegungen. Sie ordneten Signale Bewegungen zu, ließen Bienen in die Kurve gehen und Schaben lange, gerade Wege mit geringen Abweichungen zurücklegen.
Der Entwicklungsstand derartiger Geräte
Bisher kam der leichteste Cyborg-Controller aus Singapur und wog dreimal so viel.
Der Controller konnte Käfer und Schaben befehligen, doch diese krochen auf kurze Distanz relativ langsam und ermüdeten dann schnell. Bei Schaben ist das bereits nach 10 Impulsen der Fall.
Hinzu kommt: Ein Signal löst bei verschiedenen Insekten unterschiedliche Bewegungen aus, so die Forscher.
Ausblick
Bienen benötigen Strom. Eine langlebige Batterie wiegt aber aktuell 600 mg, was viel zu schwer für eine Biene ist. Außerdem verweigern aktuell noch ihre Beine und ihr Bauch die Befehle.
schrieb Zhaos Team.
fügten sie hinzu.
Die neuen Geräte bieten verbesserte Tarnung und längere Betriebsdauer als bisherige Modelle.
Auch ein militärischer Einsatz?
Die Cyborg-Biene könnte als militärischer Späher dienen oder in den Ruinen eines Erdbebens nach Überlebenden suchen, meinen die Wissenschaftler.
Das Konzept befindet sich in permanenter Weiterentwicklung:
fügten sie hinzu.