In wenigen Worten: Was ist Ihr Fachgebiet?
Ich bin Maschinenbauingenieur. Traditionell bauen Maschinenbauingenieure Geräte aus Materialien wie Metall, Keramik oder Kunststoff. Ich erweitere diese Werkzeugkiste um biologische Materialien – lebende Zellen – und erforsche, wie wir damit Maschinen konstruieren können.
Ein Beispiel aus meiner Arbeit: Ein Roboter, der mit lebenden Skelettmuskeln läuft. Solche biohybriden Maschinen haben faszinierende Eigenschaften.
Sie heilen sich selbst, wenn sie verletzt werden, und werden stärker durch Training – genau wie unser Körper.
Wofür entwickeln Sie diese biohybriden Maschinen?
Mein Ziel ist es, Designregeln für den Einsatz biologischer Materialien zu etablieren. Beim Autbau kennen Ingenieure Steifigkeiten, Kräfte und Effizienzen auswendig – das Ergebnis jahrhundertelanger Entwicklung.
In meiner Forschung lege ich ähnliche Prinzipien für Biologika fest. Besonders interessieren mich implantierbare Roboter, die biologische Materialien nutzen, um auf Krankheiten im Körper zu reagieren und sich anzupassen.
Welche Vorteile bieten biologische Maschinen gegenüber metallischen Robotern mit KI?
Beide Ansätze haben ihren Platz. Doch im Körper sind biologische Materialien überlegen: Sie sind weich, funktionieren bei 37 °C und passendem pH-Wert und passen sich nahtlos an.
Synthetische Materialien können Kratzer teilweise reparieren, werden aber schwächer. Biologische heilen vollständig – wie Ihre Haut nach einem Sturz als Kind.
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KI verarbeitet komplexe Signale und lernt, bleibt aber weit hinter biologischen Gehirnen zurück. Für Implantate sind biohybride Lösungen ideal: sicher, anpassungsfähig und vorhersagbar.
Welche biologischen Materialien nutzen Sie? Lebendes Gewebe wie im menschlichen Körper?
Ähnlich, aber engineered. Für einen Laufroboter drucken wir ringförmige Strukturen aus Zellen und Proteinen – wie eine klebrige Gelatinemasse vor dem Erstarren.
Die Zellen vermehren sich, verschmelzen zu Muskelfasern und formen kontraktiles Gewebe. Umwickelt um ein flexibles Skelett erzeugt der Muskelring raupenartige Bewegungen.
Wo sehen Sie weitere Anwendungen für Biohybrid-Design – nur medizinisch?
Nein, mein Fokus liegt auf Medizin, mit Säugetierzellen für unsere Umgebung. Andere forschen mit Insektenzellen für Raumtemperatur oder Bakterien für Umweltanwendungen wie Verschmutzungsbekämpfung.
Wohin führt diese Forschung?
Zu personalisierter Medizin: Implantate, die Insulin bei Diabetes dosieren oder Krebstherapien anpassen. Aktuell entwickle ich Skelettmuskel-Implantate für Verletzte – um Mobilität zurückzugeben.
Durch Roboterbau haben wir viel gelernt: Anpassung und Kraft aus kompaktem Volumen. Das könnte Leben verändern.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 353 von BBC Science Focus.