Assembler (Nanotechnologie)

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In der molekularen Nanotechnologie ist ein Assembler ein hypothetischer Roboter im Kleinstformat (Nanobot), der einzelne Atome und Moleküle manipuliert. Damit könnten molekulare Strukturen erstellt werden, die nicht in der Natur vorkommen. Der erste Entwurf eines solchen Geräts stammt von Eric Drexler aus dem Jahre 1986, in seinem Buch Engines of Creation, in dem Assembler als Grundlage der Molekularen Nanotechnologie vorgestellt werden.

Eines der längerfristigen Ziele der Nanotechnologie ist die Herstellung programmierbarer, selbstreplizierender Assembler. Diese Roboter könnten mit den korrekten Bauplänen und unter entsprechender Rohstoff- und Energiezufuhr komplette Kopien ihrer selbst herstellen. Wenn diese Kopien weitere erstellt haben und die Anzahl eine gewisse Zeit exponentiell gewachsen ist, werden sie umprogrammiert, um ein anderes Produkt herzustellen. Ein solches Design eines Assemblers würde ca. 1 Milliarde Atome enthalten und ca. 1 Million Atome pro Sekunde platzieren können, womit sich eine Replikationsdauer von 1.000 Sekunden, oder etwas mehr als 16 Minuten, ergeben würde.

Das bevorzugte Material für einen Assembler ist Kohlenstoff in seiner diamantenen Form, da dieser überragende Materialeigenschaften besitzt und chemisch inert ist. Das Gleiche gilt für den Großteil der Produkte, die man mit einem Assembler herstellen kann. Daraus folgt, dass 1 Kilogramm an Assemblern innerhalb von ca. 16 Minuten auch 1 Kilogramm eines anderen Produkts herstellen könnte.

Skepsis gegenüber Assemblern[Bearbeiten]

Während einige Wissenschaftler diese Roboter als eine der wichtigsten Zukunftstechnologien ansehen, bestreiten andere, dass die Herstellung einer solchen Technologie überhaupt möglich ist. Die Fraktion der Skeptiker ist in den letzten Jahren geschrumpft, auch angesichts der wachsenden Zahl widersprechender Belege.

Weitere Bedenken ergeben sich aus der Natur der Assembler. In einem Szenario, in dem sie die eigenen Baupläne "an Bord" haben und in der Lage sind, sich selbst zu replizieren, zerstören außer Kontrolle geratene Assembler die komplette Biosphäre, um Energie und Rohstoffe für ihre Selbstreplikation zu gewinnen. Dieses Szenario wird als "grey goo scenario" („Graue-Schmiere-Szenario“) bezeichnet, da dabei große Teile der Biomasse in „graue Schmiere“ verwandelt werden.[1] Das Problem lässt sich durch die Auslagerung der Konstruktionsbeschreibung umgehen [2], da Assembler dann auf einen Zentralen Bauplan zugreifen müssen, statt ihn selbst zu enthalten und im Falle einer Eskalation die Selbstreplikation gestoppt werden kann.

An den Bedingungen, die für das „Graue-Schmiere-Szenario“ erfüllt sein müssten, sieht man jedoch, dass diese Gefahr weniger schwer wiegt, als die, die durch molekulare Nanotechnologie auch sonst entstehen.

Ein vollständig autonomer, selbstreplizierender Assembler wäre nicht nur schwerer zu entwickeln und weniger effizient als ein spezialisierter, sondern in direkter Folge auch wirtschaftlich weniger interessant. Das soll nicht bedeuten, dass er physikalisch unmöglich ist, sondern nur, dass es weniger Anreiz gibt, einen solchen Assembler zu entwickeln.

Die Konstruktion eines sogenannten „Protoassemblers“, der als Ausgangsgerät fungiert, bedeutet einen großen Aufwand, da dafür bereits Abertausende Atome zusammengefügt werden müssten. Ein möglicher Weg dorthin ist DNA-Konstruktion.

Biologische Assembler[Bearbeiten]

Bakterien und andere Einzeller stellen relativ kleine selbstreplizierende Assembler der Natur dar, die durch Gene programmiert werden. Die Biotechnologie befasst sich mit der Verwendung von Zellen und ihren Produkten in technischen Anwendungen und umfasst auch die „Umprogrammierung“ von Zellen durch Transformation mit fremden und modifizierten Genen. Das Resultat sind gentechnisch veränderte Organismen und rekombinante Proteine. Durch Methoden wie das DNA-Origami können DNA-Maschinen erzeugt werden.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Andreas Eschbach, Das Buch von der Zukunft - Ein Reiseführer, Seite 48 f., ISBN 3-87134-476-1
  2. Kinematic Self-Replicating Machines, 5.1.9.A Replication Control, 2004, Robert A. Freitas Jr., Ralph C. Merkle

Weblinks[Bearbeiten]