In dieser Roboter-Motte wächst ein UV-Sensor

Ein Roboter verlässt das Labor mit den Sensoren, die ihm seine Entwickler eingebaut haben. Forschende der Universität Tartu in Estland und des Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) in Genua wollen das ändern. Sie haben einen mottenförmigen Roboter gebaut, in dessen Körper ein künstlicher Kreislauf chemische Bausteine verteilt. Wo UV-Licht auftrifft, wächst ein neuer Sensor. Danach reagiert der Roboter auf UV-Licht: Er schlägt mit den Flügeln oder lässt eine LED blinken. 

Die Studie erschien am 7. August 2026 online in der Fachzeitschrift Advanced Science und ist frei zugänglich, das zugehörige Heft trägt das Datum 23. Oktober. Am 30. Oktober machte sie der Estnische Forschungsrat, der die Arbeit gefördert hat, mit einer Mitteilung bekannt. Die Autoren nennen ihre Arbeit selbst einen Machbarkeitsnachweis. Fliegen kann die Motte laut dem Magazin New Atlas nicht. 

Das Vorbild: ein Nachtfalter aus Estland

Als Modell diente das Blaue Ordensband (Catocala fraxini), laut Mitteilung einer der größten Nachtfalter Estlands. Wie andere Insekten haben Motten einen offenen Kreislauf. Ein pumpendes Gefäß bewegt die Hämolymphe, das Insektenblut. Sie folgt nur lose einigen Bahnen und umspült sonst die Organe. „Das macht die Architektur einfacher. Man kann sich auf den Inhalt der Flüssigkeit konzentrieren, statt ihren Fluss zu optimieren“, erklärt Erstautorin Kadri-Ann Pankratov von der Universität Tartu. Auch die Flügel sind von Hämolymphe durchzogen. Weil sie fast flach sind, fließt die Flüssigkeit dort praktisch in einer Ebene, was den Nachbau vereinfacht. 

Der Roboterkörper ist aus durchsichtigem PETG-Kunststoff 3D-gedruckt. Der Transport läuft in zwei Größenordnungen: Millimeterbreite „Venen“ führen die Flüssigkeit durch den Körper. Die Zwischenräume der Drucklinien bilden ein dichtes Netz aus Mikrokanälen, aus denen sie in den Kunststoff selbst einzieht. Eine einzige Pumpe ohne zusätzliche Ventile versorgt das ganze System. 

Wie der Sensor entsteht

Für den Sensor pumpte das Team eine „künstliche Hämolymphe“ durch die Adern: ein Gemisch aus Pyrrol, einem lichtaktivierten Initiator und einem Zusatzstoff auf Zellulosebasis. Fällt danach etwa eine Minute lang UV-Licht auf eine Stelle, wird aus dem Pyrrol im Kunststoff Polypyrrol, ein elektrisch leitfähiges Polymer. Die durchscheinende Stelle färbt sich schwarz, der Rest bleibt unverändert. Die Reaktion lässt sich nicht umkehren. 

Neu wächst dabei nur das Sensormaterial, nicht die Verkabelung. Feine Golddrähte legten die Forschenden schon beim Druck an den vorgesehenen Stellen ein. Fällt UV-Licht auf den fertigen Sensor, sinkt sein elektrischer Widerstand für kurze Zeit. Ein Mikrocontroller an Bord erkennt das und löst die Reaktion aus. Den Flügelschlag steuerte im Versuch der Sensor am Körper. Die Flügel bewegt ein Draht aus der Formgedächtnislegierung Nitinol. Der Mikrocontroller wertet die Änderung des Widerstands aus, nicht den absoluten Wert. Denn der absolute Widerstand unterschied sich von Probe zu Probe um bis zum Zehnfachen. 

Vor der Sensorbildung sprach der Roboterkörper im Test auf schwaches UV-Licht nicht an, danach schon. Der Roboter schließt so einen Regelkreis mit einem Bauteil, das er bei der Herstellung nicht hatte. „Es geht nicht darum, eine verlorene Fähigkeit wiederzubeleben, so wie eine Eidechse ihren Schwanz nachwachsen lässt, sondern darum, einen völlig neuen, bisher nicht vorhandenen Körperteil im Roboter zu schaffen“, sagt Pankratov. 

Ein Sensor, der sich verändert

Ein Bauteil ab Werk bleibt im Idealfall gleich. Dieser Sensor tat das nicht: Mit jeder Belichtung wurde er empfindlicher, weil übrig gebliebenes Pyrrol weiterreagierte. „Es war nicht geplant, aber es ist sehr logisch, dass es passiert ist“, sagt Pankratov. Die Autoren deuten das als eine Form von Materialgedächtnis: Die Struktur des Sensors wird zur Aufzeichnung dessen, was der Roboter erlebt hat. 

Für klassische Messaufgaben wäre das ein Nachteil, das räumt auch die Studie ein. Eine Empfindlichkeit, die von Zeit und Probe abhängt, wäre bei analytischen Anwendungen unerwünscht. Die Forschenden sehen die Abweichungen trotzdem nicht als Mangel, sondern als Eigenschaft des Ansatzes: Jeder Sensor entsteht unter anderen Bedingungen und fällt deshalb anders aus. Wiederholbar im Sinne einer Serienfertigung ist die Herstellung damit bewusst nicht. 

Was daran neu sein soll

Warum nicht einfach einen fertigen Lichtsensor einbauen? „Man kann natürlich eine fertige Fotodiode verwenden, aber man müsste ziemlich genau wissen, wo man sie anbringt“, sagt Pankratov. Das sei schwer vorherzusehen, wenn Roboter in gefährlichere und kompliziertere Umgebungen gehen. Die Mitteilung nennt eingestürzte Gebäude, Wälder, die Tiefsee und andere Planeten. 

In der Studie grenzen die Autoren ihre Arbeit von anderen Wegen ab. Selbstheilende Roboter kehren nach ihrer Darstellung nur zu einem früheren Zustand zurück. Wachsende Roboter lagern Material an einer äußeren Wachstumsfront an. Nachträglich aufgedruckte Bauteile bleiben Anbauten. Keiner dieser Ansätze erzeuge im Inneren des Körpers ein Bauteil mit einer neuen Funktion. Das ist die Einschätzung der Autoren. Flüssigkeiten mit mehreren Aufgaben gibt es in Robotern schon länger: Die Studie verweist auf einen 2019 in Nature beschriebenen Roboter nach dem Vorbild eines Rotfeuerfischs, den eine umlaufende Flüssigkeit zugleich mit Energie versorgte und bewegte. 

Wo die Grenzen liegen

Die Studie zeigt einen einzigen, vorher festgelegten chemischen Weg. Die Forschenden entschieden selbst, wann die Adern gefüllt wurden. Das UV-Licht kam im Versuch von einer LED, den Ort des Sensors bestimmte eine Schablone, nicht die Umgebung. Im Einsatz würden laut Studie Körperhaltung, Schatten und Lichtverhältnisse bestimmen, wo und wann der Sensor entsteht. Gezeigt ist das nicht. Das Licht, das den Sensor erzeugte, war außerdem zugleich das Signal, das er später meldete. Die Autoren argumentieren, der Ansatz lasse sich auf andere Stoffe und Reize übertragen. Woher ein Roboter den Nachschub an Chemikalien bekommt, klammert die Studie aus. 

Auch die Hardware ist noch ein Laboraufbau. Der Nitinoldraht wird über ein externes Netzgerät geheizt, an Bord arbeitet nur ein winziger Akku für die Elektronik. New Atlas schrieb Pankratov per E-Mail, Batterien für die Flügel wären machbar, der eigentliche Nutzen läge aber in Energie aus der Flüssigkeit selbst. Erste Tests, den Mikroprozessor aus Reagenzien in der Flüssigkeit zu versorgen, habe das Team laut dem Magazin gemacht. Die Grenze des Systems sieht Pankratov laut New Atlas nicht in der Zahl der Sensoren, sondern darin, wie viel vom Körper Flüssigkeit und Licht erreichen. 

Die größte offene Frage liegt für Pankratov woanders: „Im Moment wusste die zentrale Intelligenz des Roboters, welches Bauteil kommt. Wie schaffen wir es, dass das nicht vorherbestimmt sein muss? Dafür haben wir in der Biologie noch keine gute Inspirationsquelle.“ 

Wie es weitergehen soll

Das Team sieht den Baukasten wachsen. Polypyrrol lässt sich laut Mitteilung auch für Korrosionsschutz, elektromagnetische Abschirmung oder die Verbindung mit lebendem Gewebe auslegen, und dieselben Adern könnten viele andere Stoffe tragen, womöglich auch umkehrbare. Ein Kreislauf ließe sich laut Pankratov gegenüber New Atlas zudem spülen und mit derselben oder einer ganz anderen Mischung wiederverwenden. „In zehn Jahren, so hoffe ich, werden künstliches Roboterblut und Kreislaufsysteme für manche Anwendungen eine naheliegende Wahl sein, mit mehreren Materialsystemen als Stand der Technik“, sagt sie. Vorstellen kann sie sich solche Roboter in natürlichen Lebensräumen. 

Ein Produkt oder ein konkretes Einsatzprojekt nennen weder die Studie noch die Mitteilung. Die Arbeit kommt aus Europa: Beide Einrichtungen sitzen in der EU, eine deutsche ist nicht beteiligt. Das Geld kam vom Estnischen Forschungsrat. Die Autoren erklären, keine Interessenkonflikte zu haben.