Roboterhund mit „lebendem Gehirn“: Australische Wissenschaftler steuern Maschine über Neuronenchip

Das australische Unternehmen Cortical Labs hat einen Roboterhund vorgestellt, der nicht von einem Siliziumprozessor, sondern von einem biologischen „Gehirn“ aus lebenden Neuronen gesteuert wird. Im Labor gezüchtete Gehirnzellen wurden direkt auf einem Chip mit Elektroden platziert, wodurch ihre Aktivität in reale Maschinenbewegungen umgesetzt wurde. Dies berichtet RBC-Ukraine unter Bezugnahme auf eine neue Studie, die auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht wurde.

Lebende Neuronen statt Silizium

Erklärungen der Wissenschaftler zufolge könnten lebende Neuronen die Grundlage für Computerchips bilden und sich als effizienter erweisen als herkömmliche Siliziumprozessoren. Das menschliche Gehirn verbraucht deutlich weniger Energie als moderne KI-Systeme und passt sich besser an unbekannte Umgebungen an. Das australische Team züchtete Neuronen direkt auf der Oberfläche eines Mikrochips und stattete diesen mit Elektroden zur bidirektionalen Übertragung elektrischer Signale aus. Dadurch gelang es, die Aktivität einer kleinen Zellgruppe in eine gesteuerte Bewegung des Roboterhundes umzuwandeln.

Von virtuellen Spielen zu realen Bewegungen

Zuvor hatte Cortical Labs demonstriert, wie kultivierte Neuronen Computeraufgaben ausführen – insbesondere das Spielen von Klassikern wie Pong und Doom. Nun plant das Unternehmen, die Technologie über die virtuelle Welt hinaus zu führen, und hat sich zu diesem Zweck mit dem europäischen Forschungsinstitut Honda Research Institute Europe zusammengetan. Während des Experiments korrigierten spezielle Rückkopplungsschleifen kontinuierlich die Richtung des Geräts, um ihm zu helfen, einen Zielpunkt auf einer einfachen Karte zu erreichen.

Tausende Stunden Training in einer virtuellen Umgebung

Im Rahmen der Zusammenarbeit führten die Wissenschaftler ein langwieriges Experiment in einem virtuellen System durch, bei dem der lebende Chip in einem einfachen Raster nach Belohnungen suchte. In über 4.000 Stunden kontinuierlicher Interaktion wurden fast 1.300 verschiedene Signalkombinationen getestet. Honda-Seniorforscher Daniel Tanneberg betonte, dass die Verwendung lebender Zellen als Rechensubstrat ein erhebliches Potenzial für die Anpassungsfähigkeit und Energieeffizienz zukünftiger intelligenter Agenten eröffnet.

Perspektiven und aktuelle Einschränkungen

Die Forscher weisen darauf hin, dass moderne Roboter zwar bereits gut laufen und komplexe akrobatische Tricks ausführen können, aber nach wie vor Schwierigkeiten bei Entscheidungen höherer Ordnung haben und sich schlecht anpassen, wenn sich die Bedingungen plötzlich ändern – genau dieses Problem soll durch den „lebenden“ Chip gelöst werden. Derzeit befinden sich biologische Chips in einem frühen Entwicklungsstadium und zeichnen sich weder durch hohe Geschwindigkeit noch durch perfekte Präzision aus. In Zukunft könnten solche Systeme in gefährlichen oder abgelegenen Regionen arbeiten und personalisierte Hilfe leisten, während sie im Prozess ständig dazulernen. Die Hauptaufgabe der Ingenieure besteht nicht nur darin, Zellen auf Silikon zu züchten, sondern zuverlässige Kommunikationswege zu biologischen Systemen zu finden, diese stabil zu trainieren, Chips für komplexere Aufgaben zu skalieren und zu verstehen, wie lebende Neuronen Informationen speichern und Gedächtnis bilden.