Assembler (Nanotechnologie)

In der molekularen Nanotechnologie ist ein Assembler ein hypothetischer Roboter, 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.

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

Während einige Wissenschaftler diese Roboter als eine der wichtigsten Zukunftstechnologien ansehen, bestreiten andere, dass eine solche Technologie überhaupt möglich ist. Die letztere Fraktion ist allerdings in den letzten Jahren, auch angesichts der steigenden Anzahl von widersprechenden Belegen, geschrumpft.

Weitere Bedenken ergeben sich aus der Natur der Assembler, wenn sie in der Lage sind, sich selbst zu replizieren und dafür ihre Energie und Rohstoffe aus der Umwelt entnehmen können, und ihre Baupläne "an Bord" haben. Dieses Problem wird als "grey goo scenario" („Graue-Schmiere-Szenario“) bezeichnet. In diesem Szenario zerstören außer Kontrolle geratene Assembler die komplette Biosphäre, um Rohstoffe für ihre eigene Selbstreplikation zu gewinnen, sie verwandeln also große Teile der Biomasse in „graue Schmiere“.^[1]

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

Bakterien stellen selbstreplizierende Assembler der Natur dar, die durch Gene programmiert werden. Es hat Fortschritte in diesem Bereich gegeben, wo Forscher Gene zur Produktion eines bestimmten Proteins in ein Bakterium injiziert haben.

Einzelnachweise

1. ↑ Andreas Eschbach, Das Buch von der Zukunft - Ein Reiseführer, Seite 48 f., ISBN 3-87134-476-1

Weblinks

• Die Drexler-Smalley-Debatte, ob Assembler möglich sind (englisch)
• Entwurf eines einfachen Assemblers von Ralph C. Merkle (englisch)