Zum Inhalt springen
Menü
Technische Universität München
Technische Universität München

Robot Intelligence in the Synthesis of Life

Wie ist das Leben entstanden? Könnte es woanders auch existieren? Können wir Leben sogar künstlich erzeugen – ein System, das sich selbst erhält, reproduziert und weiterentwickelt? Diese jahrhundertealten Fragen verfolgt das TUM Innovation Network for Robot Intelligence in the Synthesis of Life (RISE) mit einem neuartigen Ansatz, der Maschinelles Lernen und Robotik mit chemischen und biophysikalischen Experimenten verbindet.

Dabei sollen Roboter den Forschenden nicht einfach mühsame Aufgaben abnehmen, sondern sind selbst Teil des Versuchsaufbaus. Sie sollen Daten in Echtzeit beobachten, Experimente analysieren und – mithilfe Künstlicher Intelligenz – ihren Verlauf verändern. Das Ziel: Ein automatisiertes, unterstütztes und sich selbst optimierendes Experiment erschaffen – ein System also mit den ersten Anzeichen des Lebens. Und eine Entwicklung mit dem Potenzial, Forschung und Entwicklung in Industrie und Wissenschaft zu revolutionieren.

Unser Team

Promotionen

  • Modular Automation for Cell Culture Tasks regarding the cultvation of iPS and other cells within incubators (Lucas Artmann)
  • Planning and Learning of Robotic Knowledge Discovery Processes (Moritz Eckhoff)
  • Exploring self-replication in model systems based on DNA origami (Markus Eder)
  • Autonomous Machine Learning through Artificial Intelligence in chemical and robotic Systems (Lukas Eylert)
  • Synthetic DNA-protein hybrid molecular devices and machines (Christopher Frank)
  • Reverse Engineering transcriptional regulation modules and inferring single molecule dynamics within DNA structure (Frauke Huth)
  • Design and evolution of small metalloproteins for catalysis and implementation in reaction networks (Robert Klassen)
  • Self-replication, self-sustenance and self-learning in chemical and robotic systems (Anton Maier)
  • Automation and self-learning experiments towards the synthesis of life (Monika Wenisch)

Publikationen

  1. Rodon-Fores, J.; Würbser, M. A.; Kretschmer, M.; Rieß, B.; Bergmann, A. M.; Lieleg, O.; Boekhoven, J. A Chemically Fueled Supramolecular Glue for Self-Healing Gels. Chem. Sci. 2022, 10.1039.D2SC03691F.
  2. Schwarz, P. S.; Tena-Solsona, M.; Dai, K.; Boekhoven, J. Carbodiimide-Fueled Catalytic Reaction Cycles to Regulate Supramolecular Processes. Chem. Commun. 2022, 58 (9), 1284–1297. https://doi.org/10.1039/D1CC06428B.
  3. Bergmann, A. M.; Donau, C.; Späth, F.; Jahnke, K.; Göpfrich, K.; Boekhoven, J. Evolution and Single-Droplet Analysis of Fuel-Driven Compartments by Droplet-Based Microfluidics. Angew Chem Int Ed 2022, 61 (32). https://doi.org/10.1002/anie.202203928.
  4. Bergmann, A. M.; Bauermann, J.; Bartolucci, G.; Donau, C.; Stasi, M.; Holtmannspötter, A.- L.; Jülicher, F.; Weber, C. A.; Boekhoven, J. Liquid Spherical Shells Are a Non-Equilibrium Steady State; preprint; Biophysics, 2023. https://doi.org/10.1101/2023.01.31.526480.
  5. Schnitter, F.; Rieß, B.; Jandl, C.; Boekhoven, J. Memory, Switches, and an OR-Port through Bistability in Chemically Fueled Crystals. Nat Commun 2022, 13 (1), 2816.
    https://doi.org/10.1038/s41467-022-30424-2.
  6. Donau, C.; Späth, F.; Stasi, M.; Bergmann, A. M.; Boekhoven, J. Phase Transitions in Chemically Fueled, Multiphase Complex Coacervate Droplets. Angew Chem Int Ed 2022, 61 (46). https://doi.org/10.1002/anie.202211905.
  7. Stasi, M.; Monferrer, A.; Babl, L.; Wunnava, S.; Dirscherl, C. F.; Braun, D.; Schwille, P.; Dietz, H.; Boekhoven, J. Regulating DNA-Hybridization Using a Chemically Fueled Reaction Cycle. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144 (48), 21939–21947. https://doi.org/10.1021/jacs.2c08463.
  8. Donau, C.; Boekhoven, J. The Chemistry of Chemically Fueled Droplets. Trends in Chemistry 2022, S2589597422002751. https://doi.org/10.1016/j.trechm.2022.11.003.
  9. Kriebisch, B. A. K.; Kriebisch, C. M. E.; Bergmann, A. M.; Wanzke, C.; Tena-Solsona, M.; Boekhoven, J. Tuning the Kinetic Trapping in Chemically Fueled Self-Assembly. ChemSystemsChem 2022, syst.202200035. https://doi.org/10.1002/syst.202200035
  10. Jakel, A. C., Heymann, M. and Simmel, F. C. (2023) “Multiscale Biofabrication: Integrating Additive Manufacturing with DNA-Programmable Self-Assembly.’’ Adv Biol (Weinh) 7/3/e2200195. doi:10.1002/adbi.202200195
  11. Pumm, A. K., Engelen, W., Kopperger, E., Isensee, J., Vogt, M., Kozina, V., Kube, M., Honemann, M. N., Bertosin, E., Langecker, M., Golestanian, R., Simmel, F. C. and Dietz, H. (2022) “A DNA origami rotary ratchet motor.’’ Nature 607/7919/492-498. doi:10.1038/s41586-022-04910-y
  12. Vogt, M., Langecker, M., Gouder, M., Kopperger, E., Rothfischer, F., Simmel, F. C. and List, J. (2023) “Storage of mechanical energy in DNA nanorobotics using molecular torsion springs.’’ Nature Physics doi:10.1038/s41567-023-01938-3
  13. Katzmeier, F., Simmel, F. C. Microrobots Powered by Concentration Polarization Electrophoresis (CPEP). Biorxiv 2022.10.14.512287 (2023). doi:10.1101/2022.10.14.512287
To top