11.07.2019 06:30 |

Schwarmintelligenz

Roboter-Ameisen lösen Probleme im Kollektiv

Forscher der ETH Lausanne in der Schweiz haben einen Schwarm Mini-Roboter gebaut, die miteinander kommunizieren, Aufgaben verteilen und gemeinsam Probleme lösen. So können sie beispielsweise im Kollektiv Hindernisse überwinden und Objekte bewegen, die viel größer und schwerer als sie selbst sind.

Allein hat jedes der Mini-Maschinchen nur begrenzte Möglichkeiten. Inspiration für die einfach konstruierten Roboter kam aus der Natur: Auch eine Ameisenkolonie kann durch Zusammenarbeit Aufgaben bewältigen, die die Möglichkeiten eines Individuums weit überschreiten würden.

Die kleinen Roboter, Tribots genannt, haben von der Seite her betrachtet die Form eines dreizackigen Sterns. Jeder Tribot besitzt Infrarot- und Näherungssensoren, um Positionsbestimmung und Kommunikation zwischen den einzelnen Robotern zu ermöglichen, wie die ETH am Mittwoch mitteilte. 

Auch die Bewegungen der Tribots sind von der Natur inspiriert, genauer gesagt von Schnappkieferameisen. „Diese Insekten kriechen normalerweise. Aber um einem Jäger zu entkommen, schnappen sie ihre kräftigen Kiefer zusammen, um von Blatt zu Blatt zu springen“, erklärte Studienautor Zhenishbek Zhakypov.

Diesen Katapultmechanismus imitierten die Forschenden bei den Mini-Robotern, die dadurch senkrecht und horizontal springen, über Hindernisse hinweg hüpfen und über Oberflächen verschiedener Beschaffenheit laufen können.

Wechselnde Rollen
Wie im Ameisenstaat erfüllen die Tribots im Schwarm verschiedene Rollen: Als Kundschafter, die Hindernisse an die anderen kommunizieren, als Anführer, die Befehle ausgeben oder als Arbeiter, die gemeinsam Objekte bewegen. Jeder Tribot kann allerdings mehrere Funktionen erfüllen und eine neue Rolle übernehmen, wenn sich die Bedingungen ändern oder ein Schwarmmitglied verloren geht, erklärt Forschungsleiterin Jaime Paik. „Das geht über das hinaus, was echte Ameisen können.“

Hilfe bei Such- und Rettungseinsätzen
Durch ihr simples Design seien die Tribots geeignet für die Massenproduktion. Der Zusammenbau beruht auf einem einfachen Origami-Prinzip. Die Forscher könnten sich Anwendungen für Tribot-Schwärme beispielsweise bei Such- und Rettungseinsätzen vorstellen. Durch ihre Schwarmintelligenz könnten sie sich besser an unbekannte Umgebungen anpassen und bei manchen Missionen daher besser abschneiden als große, kräftigere Roboter.

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