Viele Anwendungen möglich 10.06.2024, 11:30 Uhr

Dieses Gerät macht Beute wie die Venusfliegenfalle

Ingenieure aus Hong Kong haben ein elektronisches Gerät entwickelt, das Beute wie eine Venusfliegenfalle machen kann. Sie erhoffen sich ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten in der Robotik, Prothetik oder künstlichen Intelligenz.

Venusfliegenfalle

Die Venusfliegenfalle besitzt einen einzigartigen Mechanismis, den Ingenieure nun nachgebaut haben.

Foto: PantherMedia / lucidwaters

Ingenieure der Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) haben ein innovatives elektronisches Gerät entwickelt, das den intelligenten Beutefangmechanismus der Venusfliegenfalle nachahmt. Dieses Gerät, das als Liquid Metal Logic Module (LLM) bezeichnet wird, besitzt Speicher- und Zählfunktionen. Es kann Signale basierend auf externen Reizen sammeln und modulieren, wodurch es auf verschiedene Arten von Berührungen reagiert. Die Forschenden glauben, dass dieses Design den Weg für zukünftige biomimetische Elektronik ebnen könnte. Solche Geräte könnten in Bereichen wie Robotik, Prothetik und künstlicher Intelligenz Anwendung finden.

Den Mechanismus der Natur nachahmen

Der Beutefangmechanismus der Venusfliegenfalle ist ein faszinierendes Beispiel für biologische Intelligenz. Diese Pflanze kann zwischen verschiedenen äußeren Reizen unterscheiden, wie etwa einfachen und doppelten Berührungen. Dadurch kann sie zwischen Umweltstörungen wie Regentropfen (einfache Berührung) und Insekten (doppelte Berührung) differenzieren, was ihr einen erfolgreichen Beutefang ermöglicht.

Diese Fähigkeit verdankt die Venusfliegenfalle ihren Sinneshärchen. Diese Härchen funktionieren ähnlich wie ein Gedächtnis und ein Zählwerk. Sie nehmen Reize wahr, erzeugen Aktionspotentiale (Veränderungen der elektrischen Signale in den Zellen als Reaktion auf Reize) und speichern diese Informationen für kurze Zeit.

Stellenangebote im Bereich Elektrotechnik, Elektronik

Elektrotechnik, Elektronik Jobs
Albtal-Verkehrs-Gesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter*in Elektrotechnik Verkehrsanlagen (m/w/d) Elektroingenieur*in oder Techniker*in Albtal-Verkehrs-Gesellschaft mbH
Karlsruhe Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes Niederlassung Nordbayern-Firmenlogo
Ingenieur Elektrotechnik / Bauingenieur (w/m/d) Ladeinfrastruktur Die Autobahn GmbH des Bundes Niederlassung Nordbayern
Nürnberg Zum Job 
Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr-Firmenlogo
Traineeprogramm - Bachelor Fachrichtung Maschinenbau / Energie- und Gebäudetechnik (m/w/d) Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr
bayernweit Zum Job 
Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr-Firmenlogo
Traineeprogramm - Bachelor Fachrichtung Maschinenbau / Energie- und Gebäudetechnik (m/w/d) Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr
Nord-Micro GmbH & Co. OHGa part of Collins Aerospace-Firmenlogo
Projekt- / Produktingenieur (m/w/d) Nord-Micro GmbH & Co. OHGa part of Collins Aerospace
Frankfurt am Main Zum Job 
Fresenius Kabi-Firmenlogo
Instandhalter (m/w/d) Prozesstechnik - API Herstellung Fischöl Fresenius Kabi
Friedberg (Hessen) Zum Job 
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
Project Manager (w/m/d) Pre-Development B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 
Hamburger Stadtentwässerung AöR ein Unternehmen von HAMBURG WASSER-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Elektrotechnik als Projektleiter Hamburger Stadtentwässerung AöR ein Unternehmen von HAMBURG WASSER
Hamburg Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Wirtschaftsjurist*in / Ingenieur*in (m/w/d) für Contract & Claimsmanagement in Projektender Energiewende THOST Projektmanagement GmbH
Stuttgart, Mannheim Zum Job 
RES Deutschland GmbH-Firmenlogo
Head of Engineering / Leitung technische Planung Wind- & Solarparks (m/w/d) RES Deutschland GmbH
Vörstetten Zum Job 
MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG-Firmenlogo
Projektmanager (m/w/d) PMO Business Transformation MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG
Wiesbaden Zum Job 
MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Elektrotechnik MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG
Wiesbaden Zum Job 
KÜBLER GmbH-Firmenlogo
Techniker / Ingenieur / Fachplaner / TGA (m/w/d) Heizungstechnik und Elektro KÜBLER GmbH
Ludwigshafen Zum Job 
WPW JENA GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur Elektroplanung (m/w/d) WPW JENA GmbH
Jena, hybrides Arbeiten Zum Job 
Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung-Firmenlogo
Ingenieurin/Ingenieur (w/m/d) für die Koordination der Fachrichtung Elektrotechnik bzw. Nachrichtentechnik Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
fbw | Fernwärmegesellschaft Baden-Württemberg mbH-Firmenlogo
Elektroingenieur (m/w/d) (Ingenieur für Elektrotechnik, Energie- oder Versorgungstechnik o. ä.) fbw | Fernwärmegesellschaft Baden-Württemberg mbH
Stuttgart Zum Job 
Varex Imaging Deutschland AG-Firmenlogo
Elektroniker ( m/w/d) oder Mechatroniker (m/w/d) als Teamleitung im Bereich Messtechnik Varex Imaging Deutschland AG
Eckelmann AG-Firmenlogo
Systemingenieur Echtzeit-Programmierung/-Entwicklung (m/w/d) Eckelmann AG
Wiesbaden Zum Job 
ECKELMANN AG-Firmenlogo
Applikationsingenieur Automatisierungstechnik (m/w/d) Schwerpunkt Walzwerke ECKELMANN AG
Wiesbaden Zum Job 

Flüssige Metalldrähte imitieren Beutefangmechanismus

Professor Shen Yajing und sein Team haben sich von der Venusfliegenfalle inspirieren lassen. Das LLM ahmt den Beutefangmechanismus nach. Es nutzt flüssige Metalldrähte in einer Natriumhydroxidlösung als leitendes Medium. Die Länge der Drähte wird durch elektrochemische Effekte gesteuert, wodurch das Gerät die Kathodenleistung als Reaktion auf Reize reguliert, die an die Anode und das Gate angelegt werden. So kann das LLM die Dauer und das Intervall elektrischer Stimuli speichern, Signale akkumulieren und logische Funktionen ausführen, ähnlich wie die Venusfliegenfalle.

Um die Fähigkeiten des LLM zu demonstrieren, konstruierten die Forscher ein künstliches System, das den Raubvorgang der Venusfliegenfalle nachbildet. Dieses System besteht aus dem LLM, schalterbasierten Sinneshaaren und weichen Blütenblättern, die auf elektrischen Aktoren basieren. Es gelang den Forschern, den Beutefangmechanismus der Venusfliegenfalle erfolgreich nachzustellen.

Schaffen von „lebensähnlicher Intelligenz“

Das LLM bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, darunter die Integration funktionaler Schaltkreise, Filterung und künstliche neuronale Netze. Professor Yajing erklärt: „Bei ‚künstlicher Intelligenz‘ denken wir normalerweise an Intelligenz, die das Nervensystem von Tieren nachahmt.“

Er fügt hinzu: „Viele Pflanzen zeigen jedoch ebenfalls Intelligenz durch bestimmte Material- und Strukturkombinationen. Diese Forschung eröffnet uns eine neue Perspektive und einen neuen Ansatz, um die ‚Intelligenz‘ in der Natur zu verstehen und eine ‚lebensähnliche Intelligenz‘ zu entwickeln.“

Zukunftspotenzial des LLM

Obwohl sich das LLM und das künstliche Venusfliegenfallensystem noch in der Entwicklungsphase befinden, bieten sie spannende Perspektiven für die zukünftige Forschung und Anwendung.

Die LLM-Technologie könnte in der Robotik verwendet werden, um Roboter zu entwickeln, die ihre Umgebung besser wahrnehmen und darauf reagieren. Auch in der Prothetik könnte sie zum Einsatz kommen, um künstliche Gliedmaßen zu schaffen, die den Benutzern eine natürlichere und intuitivere Steuerung ermöglichen.

Darüber hinaus könnte die LLM-Technologie in der künstlichen Intelligenz helfen, Geräte zu entwickeln, die lernen und sich an neue Situationen anpassen können. Aktuell hat das auf Flüssigmetall basierende Gerät noch einige Nachteile, wie langsame Reaktionszeiten und eine relativ große Größe. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass diese Herausforderungen durch weitere Forschung und Entwicklung überwunden werden können.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.