Kleine Roboter, die sich mit lebendem Muskelgewebe bewegen: Eine Forschungsarbeit der ETH Zürich zeigt, wie wichtig dabei das Zusammenspiel von Antrieb und tragender Struktur ist. Die Hochschule stellte die Ergebnisse am 22. Oktober 2026 vor. Die zugrunde liegende Studie erschien bereits am 11. September in Nature Communications. Es handelt sich um Laborforschung, nicht um ein verfügbares Robotikprodukt.
Muskel und Gerüst gemeinsam entwerfen
Biohybride Roboter verbinden biologische und künstliche Bestandteile. In dieser Arbeit dient gezüchtetes Skelettmuskelgewebe als Aktuator – also als Bauteil, das Bewegung erzeugt. Ein weiches Hydrogel bildet das Gerüst. Statt beide Teile nacheinander zu entwickeln, optimierte das Team ihre Form und ihr Zusammenwirken gemeinsam am Computer.
Die Forschenden modellierten das Gesamtsystem in einer Simulation für weiche Körper. Ein evolutionärer Algorithmus und gezielte Variationen von Parametern suchten nach Konfigurationen mit möglichst grossem Bewegungsumfang. Anschliessend wurden die Entwürfe gefertigt und experimentell geprüft. Feine Rillen im Gerüst unterstützen eine durchgehende Verbindung zum Muskelgewebe und damit die Kraftübertragung.
Der Ansatz verschiebt die Entwicklungsfrage: Entscheidend ist nicht allein, was ein einzelner Bestandteil leisten kann. Ebenso wichtig ist, wie seine Eigenschaften zur Form und Funktion des übrigen Systems passen. Die Geometrie wird damit zu einer aktiv gestaltbaren Grösse.
Was die Versuche zeigen
Die Autoren berichten über einen bis zu elfmal grösseren Bewegungsumfang als bei früheren Konstruktionen mit ähnlichem Muskelvolumen. Daraus entstanden kleine Systeme, die springen, schwimmen, laufen und greifen können. Die Vergleichszahl beschreibt den Bewegungsumfang unter den untersuchten Bedingungen; sie bedeutet nicht elfmal mehr Kraft oder eine entsprechend höhere Produktivität.
Nach Angaben der ETH sind die Bioaktuatoren ungefähr 1,5 Zentimeter lang. Das Gewebe wird aus Mausmuskelzellen gezüchtet. Solche Angaben helfen, die Demonstrationen richtig einzuordnen: Hier werden Bewegungsprinzipien im kleinen Massstab erprobt. Eine erfolgreiche Bewegung im Versuch beantwortet noch nicht die Fragen eines späteren Dauerbetriebs.
Warum der Weg aus dem Labor noch lang ist
Das lebende Gewebe benötigt derzeit eine Nährlösung. Für grössere Systeme nennt die ETH die Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen sowie den Abtransport von Abfallstoffen als zentrale Herausforderung. Zudem verhalten sich gezüchtete Muskeln nicht alle gleich. Diese biologische Variabilität erschwert reproduzierbare technische Eigenschaften.
Für eine praktische Einordnung sollten deshalb mehrere Ebenen getrennt bleiben: eine nachgewiesene Bewegung, die zuverlässige Wiederholung dieser Bewegung und ein wirtschaftlich betreibbares Produkt. Die Studie liefert Erkenntnisse auf der ersten Ebene und einen Entwicklungsansatz. Sie belegt keinen marktreifen Ersatz für heutige Roboterantriebe.
Ein interessanter Blick auf Systementwicklung
Für Unternehmen ist diese Forschung vor allem als Beispiel für integriertes Entwickeln interessant. Auch bei technischen Projekten lohnt die Frage, ob Schnittstellen und Rahmenbedingungen früh genug mitgedacht werden. Ein leistungsfähiges Einzelteil hilft wenig, wenn sein Zusammenspiel mit dem Rest des Systems ungeklärt bleibt.
Diese Überlegung ist eine redaktionelle Einordnung, kein aus der Studie abgeleiteter Nachweis für Softwareprojekte. Bei einer neuen Automatisierung könnte sie beispielsweise bedeuten, Datenqualität, Freigaben und Fehlerbehandlung zusammen mit dem eigentlichen Ablauf zu entwerfen. Das ist eine Analogie zur Entwicklungsweise, keine Übertragung der Robotikmesswerte auf einen Geschäftsbetrieb.
Die Arbeit eröffnet einen anschaulichen Forschungsweg zwischen Biologie, Materialentwicklung und Robotik. Wie weit er zu robusten Anwendungen führt, hängt wesentlich davon ab, ob sich Versorgung, Haltbarkeit und gleichmässige Eigenschaften des lebenden Gewebes beherrschen lassen.
Quellen
ETH Zürich: One small leap for a muscle, one giant step for robotics, 22.10.2026. https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2026/10/one-small-leap-for-a-muscle-one-giant-step-for-robotics.html
Balciunaite, A.; Michelis, M. Y.; Filippi, M. et al.: Co-optimized volumetric muscle design for large dynamic deformations in versatile biohybrid robots. Nature Communications, veröffentlicht am 11.09.2026. https://doi.org/10.1038/s41467-026-77655-1
Quellen geprüft am 23.10.2026.