Gemeinsam klug

Forscher lassen Mini-Roboter von Ameisen lernen

(Bild: Uni Graz)

Dass sich der Mensch noch immer etwas von der Natur abschauen kann, hat ein Forscherteam des "Artificial Life Labs" des Instituts für Zoologie der Grazer Karl-Franzens-Universität bewiesen. Nach intensivem Studium eines Ameisenbaus gelang es den Wissenschaftlern weltweit erstmals das Kommunikationsnetzwerk einer Ameisenstraße mit Mini-Robotern nachzubilden.

Ameisenkolonien können aus Millionen Individuen bestehen. Ein Ameisenbau gleicht einer Millionenstadt mit allen Logistik-Problemen, die auch in menschlichen Städten auftreten: Nahrung importieren, Müll exportieren, Millionen Arbeiterinnen verpflegen und zum richtigen Zeitpunkt an den richtigen Einsatzort schicken. Nachdem Ameisen all diese Herausforderungen bereits gemeistert haben, sind sie eine wichtige Quelle, um mögliche Lösungswege für den menschlichen Alltag "abzuschauen". In der Robotik wird seit Jahren intensiv nach Ansätzen geforscht, um große dynamische Netzwerke möglichst einfach, robust und flexibel zu gestalten.

"Die einzelne Ameise ist nicht intelligent, der gesamte Ameisenstaat schon", so Thomas Schmickl vom "Artifical Life Lab" der Universität Graz (siehe Infobox), das sich insbesondere mit Fragen der "Schwarm-Intelligenz" beschäftigt. Durch Beobachtungen und Analysen von Insekten-Schwärmen erwarten sich die Forscher einfache Regeln zu finden, mit denen sich Fahrzeuge (Roboter, autonome Autos) effizient selbst organisieren können. In weiterer Folge will man derartige Erkenntnisse auch für autonome Roboter-Schwärme nutzen, die bei Rettungs-Mission nach Erdbeben oder Lawinen sowie bei der Suche nach Bodenschätzen im Meer eingesetzt werden können.

Ameisen kommunizieren beispielsweise über eine selbst gelegte Duftspur und benutzen die Sonne als Kompass. Genau nach denselben Prinzipien kommunizieren auch die von den Grazer Forschern gebauten und programmierten Schwarm-Roboter: Sie hinterlassen am Boden fluoreszierende Duftspuren, anstatt an der Sonne orientieren sie sich mit vereinfacht nachgebauten Facettenauge an einer künstlichen Lichtquelle. "Wir können jetzt erstmals den Kern des 'Systems Ameisenstraße' bis ins Detail beobachten. Erstmals ist es möglich, den inneren Zustand jedes einzelnen 'Ameisen-Roboters' zu jedem Zeitpunkt über Funk zu beobachten, zu analysieren und neue Erkenntnisse daraus zu gewinnen", so Schmickl.