Riechender Roboter

Forscher an der University of Tokyo arbeiten an einem Biosensor, der als elektronische Nase dient.

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Forscher an der University of Tokyo arbeiten an einem Biosensor, der als elektronische Nase dient.

Wenn Informatiker Robotern Umgebungssensoren einbauen, dann handelt es sich zumeist um Kameras, Mikrofone oder auch Bewegungs- und Richtungssensoren, um die genaue Position im Raum bestimmen zu können. Shoji Takeuchi, Bioingenieur an der University of Tokyo, ergänzt diese Bereiche der herkömmlichen digitalen Wahrnehmung nun um einen weiteren Sinn für Kollege Roboter: Den des Riechens.

Nützlich wäre das beispielsweise, damit ein Automat in der Lebensmittelproduktion verzögerungsfrei aufmerksam wird, sobald faulige Zutaten in seinen Arbeitssektor gelangen. Oder auch bei Pflegeautomaten, die verschiedene Forschergruppen in der ganzen Welt für die nächsten Jahre planen: Sie könnten dann die Gesundheit "ihres" Menschen über ein feines elektronisches Näschen ermitteln.

Takeuchi nutzt für seinen Schnüffelroboter einen Ansatz, der bisherigen Technologien überlegen sein soll: Das System ist ein Biosensor und besteht aus Rezeptoren des Riechorgans von mehreren Insektenarten.

Diese züchtete der japanische Forscher, indem er die Eizellen eines afrikansichen Krallenfroschs mit DNA ausstattete, die unter anderem bei Fruchtfliegen und Seidenspinnern für die Bildung von Teilen der Geruchssinnsorganen zuständig ist. Die fertigen (und noch lebenden) Eizellen wurden dann an Elektroden angeschlossen und Spannungsschwankungen gemessen, wenn sich verschiedene Moleküle an die Rezeptoren binden. Dabei ergab sich, dass selbst sehr ähnlich riechende Stoffe noch über ihr elektrisches Profil unterscheidbar sind.

Takeuchis Prototyp ist dabei so einfach wie eindrucksvoll: Er baute die Rezeptoren in die Nase eines Kunstkopfes ein, der sich nur dann zu bewegen beginnt, wenn er den "richtigen" Geruch wahrnimmt. Derzeit reagiert das über einen PC gesteuerte System auf Insektenpheromone. Weitere Stoffe sollen sich ebenfalls erriechen lassen. Konkurrenzsysteme, die auf Nanodrähten basieren, will Takeuchi geschlagen haben.

Der Bioingenieur hofft, dass seine neuartige elektronische Nase auf längere SIcht zu einem besseren Verhältnis zwischen Mensch und Roboter führt - gut riechen könnten sie sich ja dann. (bsc)