Britische Forscher haben einen Roboter entwickelt, der bei der Forschung im Labor helfen soll. Dafür haben sie einen Industrieroboter aus deutscher Produktion umgerüstet und mit eigener Software bestückt. Er soll bis zu 1.000 Mal schneller Testreihen abwickeln können als ein menschlicher Laborant.
Von Michael Förtsch
Er schaut aus wie eine große Kiste mit einem dicken Arm und rollt auf kleinen Rädern zielsicher umher. Er greift Ampullen und Proben, steckt sie in Testgeräte und Zentrifugen. Das ist ein Laborroboter, der von Forschern an der University of Liverpool über drei Jahre hinweg umgerüstet wurde. Er könnte Wissenschaftlern zukünftig bei der Forschung helfen und das Erzielen von Resultaten beschleunigen. Denn der Roboter soll ihnen allzu repetitive und zeitintensive Arbeitsschritte abnehmen – und diese deutlich effektiver erledigen können als ein menschlicher Laborassistent.
Der Roboter, den das Team um den Forscher Benjamin Burger nutzt, ist ein KMR iiwa des deutschen Robotikunternehmens Kuka, der bis zu 14 Kilogramm heben und auf seinem Rücken bis zu 200 Kilogramm tragen kann. Daher ist er eigentlich für technische Montagearbeiten gedacht, bei der exakte Bewegungen und viel Feinmotorik gefragt sind. Er wurde von den Forschern an die Laborarbeit angepasst. Unter anderem mit einer speziellen Greifvorrichtung, die es dem Roboter erlaubt, „die Verschlüsse und Deckel von verschiedenem Equipment zu öffnen“, und mit einer 3D-Laser-Scan-Karte des Labors, in der die wichtigsten Anlaufpunkte und Stationen verzeichnet sind. Außerdem wurde die Rollgeschwindigkeit verringert, damit der Roboter beim Manövrieren den menschlichen Laboranten nicht gefährlich wird.
Selbst wenn der Roboter sich vollends autonom bewegen kann, eigene Experimente entwickeln kann er natürlich nicht. Stattdessen konzipierten die Forscher ein eigenes Steuerprogramm und verschiedene Routinen, um ihm bestimmte Experimente und Versuchsreihen vorzugeben, die er dann abarbeitet. Und das auch abhängig von Werten und Ergebnissen, die dabei herauskommen. So wurde er programmiert, um Substanzen zu finden, die helfen können, unter dem Einsatz von Licht schneller Wasserstoff herzustellen. Über acht Tage hinweg führte er dafür 688 Experimente durch. Er vermischte Proben in Reagenzgläsern, setzte sie Licht aus und analysierte die Reaktion in einem Gaschromatographen.
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Bald in jedem Labor
Laut der Studie der Forscher um Benjamin Burger habe der Roboter die Arbeit rund 1.000-mal schneller ausgeführt als es ein menschlicher Laborassistent es gekonnt hätte. Das liege allerdings weniger an der Arbeitsmotivation oder der grundlegenden Geschwindigkeit. Stattdessen könne der Roboter einfach rund um die Uhr und auch bei totaler Dunkelheit die recht monotonen Schritte ausführen. Oder zumindest fast. Er kann 22 Stunden am Tag arbeiten – die zwei restlichen Stunden des Tages muss er seine Batterien laden. Dann kann er aber sofort weitermachen.
Die Ergebnisse bedeuten nicht, dass Roboter zukünftig Labor- und Forschungsassistenten überflüssig machen. Stattdessen könnten diese dann für wichtigere und anspruchsvollere Arbeiten eingesetzt werden. Der Roboter eignet sich nämlich bislang nur für ziemlich stumpfe, aber durch die Verknüpfung zahlreicher Einzelschritte durchaus komplexe Testprozesse. Daher wollen die Entwickler ihre Arbeit über ein ausgegründetes Start-up namens Mobotix perfektionieren und zukünftig ebensolche Roboter zum Kauf anbieten. Die sollen dann auch taugen, um nicht nur in Biologie- oder Chemielaboren zu arbeiten, sondern auch mit Technik umgehen können.
Teaser-Bild: University of Liverpool