Mikroroboter ahmen Insektenschwärme nach

Mit einem Schwarm von 300 Mikrorobotern kann die Uni Stuttgart zwar noch nicht mit dem fiktiven Schwarm aus Michael Crichtons Buch ‚Beute’ konkurrieren. Doch immerhin handelt es sich um den größten realen Schwarm seiner Art weltweit.

Der aktuell weltgrößte Roboterschwarm wurde am Institut für Parallele und Verteilte Systeme der Universität Stuttgart entwickelt und gefertigt. Die Wissenschaftler untersuchen daran, wie sich die „digitalen Arbeitsbienen“ organisieren und wie eine so genannte Schwarmintelligenz entstehen kann.

Den Stuttgarter Roboterschwarm gibt es leider noch nicht im Bundle mit Legosteinbaukästen zu kaufen. Foto: Uni Stuttgart
Den Stuttgarter Roboterschwarm gibt es leider noch nicht im Bundle mit Legosteinbaukästen zu kaufen. Foto: Uni Stuttgart
Foto: xyz xyz

Roboterschwärme dieser Größe unterscheiden sich von kleinen Robotergruppen hinsichtlich der Koordinations- und Wahrnehmungsprinzipien sowie in ihrer Betätigung. Mit ihnen lässt sich verstehen, wie die für sich genommen eingeschränkten Agenten in der Lage sind, komplexe gemeinsame Verhaltsweisen zu demonstrieren und Entscheidungen zu treffen. Diese beruhen nicht auf individuellen, sondern auf kollektiven Eigenschaften von Robotern. Die Untersuchungen von kollektiven Eigenschaften stehen deshalb im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten.

Als Vorbilder dienen dabei soziale Insekten wie Ameisen und Bienen. Deren Schwarmverhalten analysieren und modellieren die Wissenschaftler. In solchen Gruppen ist nur die Masse der Individuen in der Lage, durch die selbst organisierte Zusammenarbeit Aufgaben zu erfüllen und somit kollektive Entscheidungen herbeizuführen. Was in der Natur so selbstverständlich scheint, ist bei den „digitalen Bienen“ jedoch eine große Herausforderung. Die zu entwickelnden Wahrnehmungs-, Steuerungs- und Kommunikationsmechanismen sind aufgrund der geringen Robotergröße sehr begrenzt.

Als Grundlage für große künstliche Schwärme (ab 100 Mikroroboter) entwickelten Prof. Levi und sein Team die Mikroroboter-Testplattform „Jasmine“. Die Roboter sind nicht viel größer als ein Taubenei. Mit einem Infrarot-basierten Sensorsystem nehmen sie ihre Umgebung wahr und navigieren autonom. Dadurch können sie Hindernissen ausweichen und Entfernungen messen. Farbsensoren ermöglichen es den Agenten zudem, bunte Objekte zu erkennen. Wenn die Batterien leer sind, fühlen sie sich „hungrig“ und suchen nach „Nahrungsquellen“, also der nächsten Ladestation. Und wenn sie die Nahrung nicht finden, sind die Roboter „energetisch tot“. (Detlef Scholz)

tecCHANNEL Shop und Preisvergleich

Links zum Thema Netzwerk

Angebot

Bookshop

Bücher zum Thema Netzwerke

Software-Shop

Software zum Thema Netzwerke

Preisvergleich

Netzwerk & Modem