Bio-Internet der Dinge: Können Bakterien als smarte Knoten dienen?

Bakterien könnten als die effizientesten Endpunkt-Maschinen dienen, da sie effektiv kommunizieren und über eingebaute Antriebe und Sensoren verfügen.

Das Internet der Dinge besteht aus allerlei elektronischen Geräten und Sensoren, muss sich aber nicht zwingend auf Elektronik beschränken. Einige Wissenschaftler bringen die Idee ein, dass organische Materie – genauer: Bakterien – Potenzial als IoT-Knoten haben könnte.

Zwei Bio-IoT-Befürworter, Raphael Kim und Stefan Poslad von der Queen Mary University of London, haben diese Idee kürzlich vorgebracht, untersucht im MIT Technology Review. In einem Paper nennen sie es das „Internet of Bio-Nano Things (IoBNT)“, das Vernetzung und Kommunikation durch nanoskalige und biologische Entitäten umfasst.

Die Idee, Bakterien als Informationsverarbeitungsknoten einzusetzen, ist nicht neu. Vor einigen Jahren brachten Forscher der George Washington University diesen Vorschlag ein und meinten, dass bestimmte Bakterienstämme sehr effizient bei der Übertragung und Verarbeitung von Informationen seien.

Kim und Poslad schlagen vor, dass Bakterien als die effizientesten Endpunkt-Maschinen dienen könnten – sie verfügen über Funktionen, die elektronischen Geräten ähneln, und „kommunizieren effektiv und haben eingebaute Antriebe und Sensoren sowie eine leistungsstarke Informationsspeicher- und Verarbeitungsarchitektur.“ Sie identifizieren E. coli, jenen unangenehmen Stamm, der in menschlichen Därmen Chaos anrichtet, als „Arbeitstier“ – mobil, mit einem „eingebauten Antrieb in Form von wellenförmigen, fadenartigen Anhängseln, den Flagellen, die Schub erzeugen. Sie haben Rezeptoren in ihren Zellwänden, die Aspekte ihrer Umgebung wahrnehmen – Temperatur, Licht, Chemikalien usw. Sie speichern Information in der DNA und verarbeiten sie mithilfe von Ribosomen. Und sie sind winzig, was ihnen erlaubt, in Umgebungen zu existieren, die menschengemachten Technologien schwer zugänglich sind. E. coli lassen sich zudem relativ einfach manipulieren und gentechnisch verändern.“

Es ist großartig zu hören, dass Forscher so weit über den Tellerrand hinausdenken, um widerstandsfähige Netzwerke zu bauen, die Daten günstig und effizient weltweit bewegen können. Doch es mag noch einige Zeit dauern, bis wir Bakterien zähmen und positionieren können, damit sie als Fundament unserer vernetzten Wirtschaft dienen. Die Autoren des MIT-Berichts weisen darauf hin, dass ein solches Bio-Internet „einen Weg bietet, eine Nachricht zu erstellen und freizusetzen, aber wenig, um zu kontrollieren, wo sie landet.“ Hinzu kommen potenzielle Kurven, die die Evolution in das Konzept werfen könnte, besonders wenn das Arbeitstier-Bakterium in etwas mutiert, das nicht für IoT vorgesehen ist.

Dennoch zeigen solche Ideen, dass Grundlagen wie das Internet der Dinge nicht strikt technologische Lösungen sind.