Sand, Wasser und fossile Rohstoffe werden knapp. Gleichzeitig zieht es immer mehr Menschen in die Städte, die sich durch den Klimawandel immer weiter aufheizen. Beides stellt das Bauwesen vor neue Herausforderungen: Die Städte von morgen müssen neu gedacht werden. Dazu braucht es neue Materialien. 

Roboter steuern Pflanzenwachstum

Pflanzen bieten hierfür optimale Bedingungen: sie sind nachhaltig, wirken kühlend und isolierend auf Gebäudestrukturen und reagieren flexibel auf Umwelteinflüsse. Im EU-Projekt „Flora Robotica“ untersuchen Wissenschaftler deshalb, wie sich Pflanzen formen und als Baumaterial einsetzen lassen. Dafür werden spezielle bio-hybride Roboter entwickelt, die mit Pflanzen kooperieren, um deren Formung während des Wachstums zu automatisieren. Die natürlichen Fähigkeiten der Pflanzen zu entscheiden, ob und wann sie in welche Richtung wachsen, können dadurch erweitert und gezielt gesteuert werden.

Neue architektonische Gebilde wachsen lassen

Wie das Team um Hamann im Fachjournal „Royal Society Open Science” berichtet, konnte mithilfe spezieller Lichtreize ein bestimmtes Wachstumsmuster in Kletterpflanzen bereits induziert werden. Diese Lichtreize werden von stationären Robotern ausgesendet, die sich die natürliche Reaktion der Pflanzen auf ihre Umwelt zunutze machen. Das Ziel der Forschenden ist es dabei, das Pflanzenwachstum so zu beeinflussen, dass neuartige architektonische Gebilde entstehen. 

Nachhaltige Städte und Lebenswelten schaffen

In Zukunft soll das Roboter-Pflanzen-Gespann dabei helfen, nachhaltige Städte und Lebenswelten aufzubauen. Die Einsatzmöglichkeiten der neuen Pflanzen-Architekten sind äußerst vielfältig. Mit ihrer Hilfe könnten sogenannte lebendige Mauern entstehen, aber auch Möbel und Häuser. Dabei spielt auch die architektonische Ästhetik eine wichtige Rolle. Im Ergebnis wollen die Forschenden ein Rundumpaket neuer flexibler und ressourcenschonender architektonischer Systeme entwickeln.

„Flora Robotica“ wird seit 2015 von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 gefördert und von Heiko Hamann vom Institut für Technische Informatik der Universität zu Lübeck geleitet. In dem interdisziplinären Projekt arbeiten Informatiker, Robotiker, Zoologen, Zellbiologen, Mechatroniker und Architekten aus Deutschland, Dänemark, Österreich und Polen zusammen.

jmr