Hauptspalte:
Kybernetik: Roboter lernen Teamarbeit
Viele Tierarten sind erfolgreich, weil sie sich in Schwärmen organisieren. Jetzt haben Forscher das Prinzip auf Maschinen übertragen. Und bauen Roboter, die im Team arbeiten können
Es ist, als sei ein Trupp Glühwürmchen dabei,
ein Tischfußballfeld zu erkunden: ein paar blaue
Lichtchen, die in einer etwa anderthalb Quadratmeter
großen Arena ziellos durch die Dunkelheit zu
irren scheinen. Doch nur für wenige Minuten –
dann beginnen sich die Bewegungen zu ordnen.
Die kleinen Leuchtdinger sind Roboter. Miniroboter.
Ihre Arena befindet sich im Untergeschoss der Fakultät für Informatik auf dem Campus der Universität Stuttgart, einem riesigen Quader aus Metall und Glas, in dessen Innerem spiegelnde Metallflächen für irritierende Effekte sorgen. Im Keller jedoch herrscht Beton, und eben hier, im Labor des Instituts für Parallele und Verteilte Systeme (IPVS), ist das Spielfeld für die Roboter aufgebaut.
Stuttgart hat den größten Roboter-Schwarm der Welt
Ein jeder der etwa zehn Roboter, die zweirädrig
darauf herumgeistern, ist nur wenig größer als vier
Stücke Würfelzucker: 20 Millimeter hoch mit einer
Grundfläche von 26 mal 28 Millimetern. In einem
gepolsterten Aluminiumkoffer lagern noch viele
Dutzend weitere dieser elektronischen Wuselwesen,
mit genau 300 Stück existiert in Stuttgart der
bei Weitem größte Roboterschwarm der Welt.
Dessen Schöpfer – Informatiker, Physiker und
Kybernetiker des IPVS – nennen die Baureihe "Jasmin".
Rund 20 Sensoren lassen die Maschinchen
Lichter erkennen und Farben unterscheiden, liefern
Informationen über Hindernisse, über Geschwindigkeit
und Energiezustand. Infrarot und Mikro-
Funkchips ermöglichen ihnen außerdem die Kommunikation
untereinander. Denn die 300 Jasmins
sind bei ihren Bewegungen vollständig autonom.
Niemand steuert sie fern, keine Programmierung
bestimmt, welche Route sie zu nehmen haben.
"Nur die Aufgaben, die die Roboter lösen sollen, geben wir
ihnen vor", sagt Paul Levi. Der 65-jährige Physiker,
seit 1992 Professor am IPVS, ist Leiter der Abteilung,
in der die Winzlinge entstehen.
Sie sollen in der Arena den
kürzesten Weg zwischen zwei leuchtenden Flächen
finden – die eine gleichermaßen Start und Ziel, die
andere der Wendepunkt.
Anfangs fahren die Minis auf rein zufälligen
Wegen durch den Raum. Dabei geschieht es immer
wieder, dass ein Roboter den Wendepunkt berührt.
Dadurch werden während seines Rückwegs unter dem Spielfeld befindliche Leuchtdioden aktiviert – eine Lichtspur entsteht.
Je länger die gewählte Strecke, umso eher verlöscht
die Lichtspur wieder. Vorher aber kreuzt sie
ein anderer Rückkehrer und folgt der Spur von dort
an. Je mehr Jasmins denselben Weg wählen, umso
dauerhafter leuchtet die Spur – was wiederum die
Chance erhöht, dass sie anderen die Richtung weist.
Keine Viertelstunde, und fast alle Roboter
sind auf der kürzesten Strecke zwischen Start- und
Wendepunkt unterwegs.
Ein Bild aus der Natur drängt sich auf: das Treiben auf einer Ameisenstraße. Und tatsächlich haben sich die Wissenschaftler um Paul Levi bei den Krabbeltieren ihre Vorbilder gesucht. Denn auch viele Ameisenarten hinterlassen, wenn sie etwa eine Futterquelle gefunden haben, auf ihrem Weg für die Nachfolgenden duftende, aber flüchtige Marker, sogenannte Pheromone. Auf diese Weise findet schnell eine ganze Ameisenkolonie den optimalen Weg zum gedeckten Tisch.
Mehr zu "Kybernetik: Roboter lernen Teamarbeit"
-
Viele Prototypen von Robo sapiens wirken noch unbeholfen und drahtlastig. Aber ihre Schöpfer sehen Roboter schon als unsere Diener, Gefährten, Therapeuten, Krieger. Wir stellen einige von ihnen vor
Roboter: Maschinen wie wir -
Humanoiden werden schon bald - so glauben japanische Ingenieure - lästige Arbeiten im Haushalt erledigenVideo: Roboter als Küchenhelfer -
Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, eine Maschine mithilfe einer lebenden Zelle zu kontrollierenVisionen: Roboter mit Pilzsteuerung -
Mithilfe eines neuartigen Unterseeroboters wollen australische Wissenschaftler umweltbedingte Veränderungen im Großen Barriereriff aufspürenTechnik: Riff-Roboter auf Inspektion -
Weltweit wächst ein neues Geschlecht von androiden Maschinen heran. Heute noch in Labors - Morgen unter uns: Sie werden gefährliche Arbeiten übernehmen, Einzug ins Private halten. Traum oder Albtraum?Roboter: Das Gesicht der Zukunft
Momentan sind zu dem Artikel "Kybernetik: Roboter lernen Teamarbeit" keine Kommentare vorhanden.
Mit der Abgabe eines Kommentars erkennen Sie die Nutzungsbedingungen an.
