Völlig autonom

Unterwasser-Roboterschwarm taucht in Graz

(Bild: Uni Graz)

(Bild: Uni Graz)

Die Uni Graz bringt den derzeit größten Unterwasser-Roboterschwarm in die Steiermark. Die aktuell 20 U-Boote können miteinander kommunizieren und treffen ihre Entscheidungen wie ein gemeinsames Gehirn. Inspiriert seien sie vom Verhalten sozialer Insekten, teilte die Uni am Montag mit. Der Roboterschwarm bildet die erste Stufe in der Erforschung von Mechanismen, die es künftig U-Boot-Schwärmen ermöglichen sollen, in Gewässern etwa Giftmüll oder versunkene Gegenstände wie die Blackbox von Flugzeugen zu finden.

Seit April 2011 koordiniert das Artificial Life Lab der Karl-Franzens-Universität Graz unter der Leitung von Thomas Schmickl das internationale EU-Projekt CoCoRo (Collective Cognitve Robots). Besonders daran ist, dass der Unterwasser-Roboterschwarm als Ganzes ein einfaches "kollektives Bewusstsein" entwickelt. So sind sich die einzelnen U-Boote der gesamten Schwarmgröße, die sich jederzeit beliebig ändern kann, bewusst und lassen dies in die Entscheidungen einfließen. Diese trifft der Schwarm dann in seiner Gesamtheit, wie das auch bei sozialen Insekten wie Bienen, Ameisen oder Wespen passiert.

Wesentlicher Vorteil dieser Herangehensweise ist den Forschern zufolge, dass der Schwarm in seiner Gesamtheit Aufgaben lösen kann, die weder der einzelne von Menschen gesteuerte Roboter, noch eine Gruppe dieser Exemplare überhaupt bzw. auf annähernd hohem Niveau lösen könnte. So kann sich der Schwarm bei Aufgaben – wie dem Finden von Giftfässern in trüben und turbulenten Meeresregionen – immer wieder an geänderte Umwelt- oder Strömungsverhältnisse anpassen. Selbst wenn einer oder mehrere der Schwarmroboter ausfielen, könnten die anderen trotzdem ohne Eingreifen des Menschen ihre Aufgabe erfüllen.

Die technische Herausforderung sei die Fähigkeit der Roboter, im 3D-Raum in der Gruppe zu navigieren und dort miteinander zu kommunizieren. Ähnlich wie Tiere seien die Roboter mit verschiedenen "Sinnen" ausgestattet. Die CoCoRo-Roboter kommunizieren mit "blue-light", elektrischen Potenzialfeldern, Schall und Funk. Das CoCoRo-Schwarmsystem besteht aus einer Basisstation an der Wasseroberfläche, über die der Mensch mit dem Schwarm interagieren kann, sowie dem Schwarm selbst, der unter Wasser auf Suchmission unterwegs ist.

Über GPS oder andere globale Daten können Botschaften wie Wetter oder Strömungsdaten über die Basisstation in den Schwarm eingespeist werden, während der Schwarm wiederum selbst seine Erkenntnisse, beispielsweise die Koordinaten des Fundortes einer Blackbox, an den Menschen sendet.

Bis zum Projektende im Jahr 2014 werden neben der Basisstation voraussichtlich 20 Schwarmroboter vom Typ "Lily" und 20 Schwarmroboter vom Typ "Jeff" in Betrieb sein. Bereits jetzt sei der CoCoRo-Schwarm mit 20 Robotern der weltgrößte autonome Unterwasser-Roboterschwarm, hieß es.