Präzisionsarbeit: Roboter kann Fruchtfliegen fangen

 

Mehr zum Thema.

Benachrichtigung über neue Artikel:  
 
Lesezeit: 2 min
17.08.2015 12:11
Fruchtfliegen werden in der biomedizinische Forschung für eine Vielzahl von Experimenten verwendet. Jetzt wurde ein Roboterarm vorgestellt, der 1.000 einzelne Fruchtfliegen innerhalb von 10 Stunden eindeutig identifizieren, fangen und sortieren kann. Bisher wurden diese Sisyphusarbeit per Hand bewältigt.
Präzisionsarbeit: Roboter kann Fruchtfliegen fangen

Mehr zum Thema:  
Benachrichtigung über neue Artikel:  

Ein Forscherteam aus Biologen und Roboter-Ingenieuren hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Arbeit mit den Labortieren zu optimieren. Das Resultat ist ein mit Hochleistungslinsen ausgestatteter Roboter. Die Kombination aus hochauflösender Kameratechnik, schneller Datenverarbeitung und präziser Robotik bilden die ideale Grundlage um kleinen Forschungsobjekte in den Griff zu bekommen.

Der Roboter ist in der Lage, einzelne Fruchtfliegen eindeutig zu identifizieren, um diese anschließend zu sortieren. Bisher wurden diese Aufgaben per Hand durchgeführt. Studentische Hilfskräfte verbringen Tage und Nächte in Laboratorien, um diese Sisyphusarbeit zu bewältigen. In den ersten Testläufen hat es der Roboterarm geschafft, knapp 1.000 Fruchtfliegen, innerhalb von 10 Stunden zu identifizieren und zu sortieren.

Für die biomedizinische Forschung ist die gemeine Fruchtfliege einer der wichtigsten Modellorganismen. Die Tiere sind klein und leicht zu beherbergen. Es ist kein großer Aufwand, die Tiere zu hunderten zu produzieren. Auch die Versorgung mit Nahrung ist einfach und kosteneffizient. Der wichtigste Punkt ist allerdings, dass die Gesamtheit des Erbgutes (Genom), dem menschlichen im Aufbau sehr ähnlich ist. Forscher können aus den Testergebnissen durchaus Rückschlüsse für den Menschen ziehen.

So effizient wie die Forschungsergebnisse der Fliegen sind, so unbeliebt ist allerdings die Arbeit mit den Tieren. Biomediziner, Biologen und weitere Wissenschaftler, die unzählige Stunden damit verbringen, Fliegen einzufangen, zu identifizieren und zu präparieren, dürften über die neue Technologie hoch erfreut sein. Denn sie beschleunigt nicht nur die Arbeitsabläufe, sie ermöglicht auch komplett neue Forschungsansätze.

Der Roboter verwendet für die Erfassung ein für die Fliege unsichtbares IR-Licht. Trifft das IR-Licht auf den Körper der Fliege, wird es reflektiert und der Roboter kann anhand dieser Reflexion die Position der Fliege bestimmen. Mit der Hilfe eines Saugrohres wird das Tier angehoben. Eine Anästhesie ist nicht mehr notwendig. Bisher wird Ether verwendet, um die Bewegungen einzudämmen oder eine komplette Betäubung zu erreichen.

Hat der Roboter das Objekt erfasst, ist er in der Lage, das Geschlecht zu bestimmen. Auch eine Reihe von physikalischen Eigenschaften wird präzise ermittelt. Ist eine Analyse des Gehirns notwendig, nimmt er Mikroeinschnitte vor, um dies freizulegen. Eine Aufgabe, die momentan noch Skalpell und Fingerspitzengefühl benötigt.

Gizmag berichtet, dass Mark Schnitzer, leitender Professor der Forschungsgruppe und sein Team, bereits neue Forschungsbereiche betreten haben. Das menschliche Auge ist nicht in der Lage, Verhaltensstudien an Fliegen durchzuführen. Vor allem dann, wenn mehrere Tiere zeitgleich beobachtet werden sollen. Die Robotertechnologie erlaubt es den Wissenschaftlern, detaillierte Daten zu sammeln und bestimmte Verhaltensweisen zu identifizieren.

Die New York Times beschreibt ein Experiment, bei dem eine Fliege auf einem Trackball platziert wird. Der Roboter ist so präzise, dass er den Widerstand der Fliegenbeine erkennt, um so ein Zerquetschen zu vermeiden. Die Fliege wird mit verschiedenen Gerüchen konfrontiert. Über den Trackball werden Reaktionszeit, Laufrichtung und Laufgeschwindigkeit gemessen.

Die Fruchtfliege Drosophila wird für eine Vielzahl von Forschungsgebieten verwendet. Auch in der Schlafforschung wird sie herangezogen, um Medikamente für Altersschlaflosigkeit zu testen. Denn auch alte Fliegen haben es nicht leicht, nachts ein Auge zu zubekommen. Selbst in der Suche nach dem Heiligen Gral der Jugend schauen die Wissenschaftler zu den kleinen Tieren. Anti-Aging-Medikamente zeigen erstaunliche Ergebnisse, deren Resultate auch auf den Menschen übertragbar sind.

Die Roboter-Technologie ist nicht nur äußerst effizient für die Arbeitsabwicklung, auch die Kosten sind überraschend gering. Der Prototyp hat einen Gesamtwert von lediglich 5.000 US-Dollar. Im Vergleich zur erwartenden Kostenersparnis für Arbeitsstunden, ist der Roboter ein wahres Schnäppchen. Es bleibt abzuwarten, wie Forscher diese moderne Methode der Forschung ausnutzen werden. Fest steht jedoch, dass die Fruchtfliegen nun effizienter genutzt und analysiert werden können, als je zuvor.


Mehr zum Thema:  

DWN
Marktbericht
DWN
Finanzen
Finanzen Irren die Lehrbücher? Zentralbanken pumpen Milliarden ins System - aber die Inflation bleibt aus

Seit über zehn Jahren überschwemmen die Zentralbanken die Welt mit Geld, aber die Inflation scheint auszubleiben. "Scheint", betont...

DWN
Deutschland
Deutschland Deutscher Stahl: Auch heute noch das Rückgrat der Volkswirtschaft

Auch im Zeitalter der Digitalisierung bildet die Stahlbranche noch immer das Rückgrat der deutschen Volkswirtschaft.

DWN
Politik
Politik Spahn treibt digitale Patienten-Akte voran: Kritik an Einführung einer „unausgereiften“ Version Anfang 2021

Die Bundesregierung treibt die Digitalisierung im Gesundheitswesen voran. Anfang 2021 wird die elektronische Patientenakte kommen – in...

DWN
Technologie
Technologie Markt für Smartcards wächst auf über 10 Milliarden Dollar

Smartcards, die oft in großen Unternehmen als eine Art digitaler Ausweis zum Einsatz kommen, werden immer wichtiger. Die Umsätze ihrer...

DWN
Weltwirtschaft
Weltwirtschaft Statistiken werden in großem Stil gefälscht: In Wahrheit sind ein Drittel aller Amerikaner arbeitslos

In den offiziellen US-Statistiken werden Abermillionen von Arbeitslosen aufgrund von gezielten Tricksereien und Statistik-Fälschungen...

DWN
Politik
Politik Neue globale Verantwortung: Deutschlands Marine muss die Freiheit der Seewege schützen

Was bedeutet der Abzug von 9.500 amerikanischen Soldaten aus Deutschland? Wie soll unser Land in Zukunft sicherheitspolitisch agieren?...

DWN
Finanzen
Finanzen Corona-Insolvenzwelle, Teil 5: Die erste deutsche Universität steuert auf die Pleite zu

Die durch die Corona-Pandemie ausgelösten Finanzprobleme machen auch vor dem deutschen Bildungssektor nicht Halt. Nun kämpft die erste...

DWN
Politik
Politik Funkstille zwischen China und den USA: Das Risiko einer militärischen Eskalation im Pazifik ist so hoch wie nie zuvor

Im Südchinesischen Meer verschärfen sich die bestehenden Spannungen. Das Risiko ernster Zwischenfälle ist Experten zufolge so hoch wie...

DWN
Deutschland
Deutschland US-Höchstgericht urteilt im Besitz-Streit um den Welfenschatz der Preußen-Stiftung

Der höchste Gerichtshof der USA soll klären, ob die Stiftung Preußischer Kulturbesitz rechtmäßiger Eigentümer des Welfenschatzes ist....

DWN
Politik
Politik Aufruhr in der Karibik: Niederlande aktivieren Soldaten zur Eindämmung schwerer Unruhen auf Curacao

Auf der zu den Niederlanden gehörenden Karibikinsel Curacao sind Unruhen ausgebrochen. Den Haag aktiviert seine dort stationierten...

DWN
Deutschland
Deutschland Konjunktur-Prognose des ifo-Instituts zu optimistisch? Fehlt auch nur ein Baustein, bricht das Kartenhaus zusammen

DWN-Gastautor Michael Bernegger und DWN-Chefredakteur Hauke Rudolph liefern eine Einschätzung der ifo-Prognose, der zufolge die deutsche...

DWN
Politik
Politik Einbruch-Serie erschüttert Europaparlament: Dutzende Büros aufgebrochen, Akten und Computer gestohlen

Wie erst jetzt bekannt wurde, wurden im Europaparlament in Brüssel in den vergangenen Wochen dutzende Abgeordneten-Büros aufgebrochen und...

DWN
Politik
Politik Frankreichs Regierung tritt komplett zurück

Nach dem Debakel bei der Kommunalwahl muss sich Frankreichs Regierung komplett neu aufstellen.

DWN
Technologie
Technologie Wasserstoff: Die Lösung aller Antriebs-Probleme beim Auto?

Der Experte Timm Koch plädiert im großen DWN-Interview für das Auto mit Brennstoffzellen-Antrieb, der auf Wasserstoff basiert.

celtra_fin_Interscroller