Von Manfred Dworschak
Die Millimetergrenze ist eine wichtige Wegmarke. Roboter, die kleiner sind, können schon realistische Illusionen schaffen. Damit auch die Farbgebung stimmt, soll jedes Kügelchen zudem eine Leuchtdiode enthalten, vergleichbar dem Pixel eines Monitors. So wäre es möglich, beliebige Oberflächen zu imitieren. Selbst brauchbare Doppelgänger ferner Mitmenschen kämen in Reichweite.
Diese Idee war es, die überhaupt den Anstoß fürs Projekt gegeben hatte: Goldstein und sein Kollege Todd Mowry malten sich damals Telekonferenzen aus, deren Teilnehmer alle am gleichen Tisch sitzen - die einen in echt, die anderen als scheinleibhaftige Kopien, die über eine Datenleitung zugespielt werden.
Die Frage ist freilich: Wer würde so viel Aufwand treiben, nur um einem Kollegen aus der fernen Filiale einmal - bloß nicht zu fest! - auf die Schulter klopfen zu können? Mehr Marktpotential hätte eventuell ein Callbot, der zum Telesex lädt. Es wäre nicht das erste Mal, dass die Sexindustrie bei neuen Techniken voranstürmt.
Auf Anwendungen kommt es in diesem frühen Stadium allerdings ohnehin nicht an. Noch herrscht ungetrübt die Freude an der Magie. Die Forscher dürfen hoffen, dass sie die nächste Epoche des technischen Illusionstheaters vorbereiten. Es war mal eine Sensation, dass Bildschirme beliebige Bilder aus dem Nichts hervorzaubern - nun aber wird die Materie selbst programmiert: Illusionen zum Anfassen.
Das Ding, das zum Leben erwacht, beschäftigt die Menschheit ja schon lange. Die Ahnenreihe reicht vom Golem aus Lehm bis zu den spektakulären Werbespots von Citroën, die zeigten, wie sich Automobile in unternehmungslustige Roboter verwandeln. Die Forscher in Pittsburgh stellen sich ebenfalls in diese Tradition. Ihr Projekt nennen sie "Claytronics", zu Deutsch Lehmtronik.
"Claytronics ist eines unserer Mondflug-Projekte", sagt Dekan Randy Bryant. Mondflug heißt: fraglicher Nutzen, fraglicher Erfolg, sicherer Ruhm. Das alles hat die Vision von der programmierbaren Materie zu bieten. Um die Machbarkeit derart winziger Roboter macht sich Goldstein dabei die wenigsten Sorgen. "Die Entwicklung läuft ohnehin darauf hinaus", sagt er.
Schon heute ist der Prozessorkern eines modernen Mobiltelefons nur noch einen halben Millimeter groß. In ein, zwei Jahrzehnten dürfte die Technik klein und vor allem billig genug sein für die Massenproduktion sandkorngroßer Roboter. Bei einem Stückpreis von zehn Cent kostet ein Millionensortiment rund hunderttausend Dollar. Forschungslabore können da durchaus schon einsteigen.
Fast unlösbar schien dagegen anfangs die Frage, wie die schlauen Körnchen sich steuern lassen. Ein Zentralgehirn, so viel war gewiss, kann unmöglich Millionen von Befehlsempfängern einzeln dirigieren. Allein der Austausch von Daten und Steuerkommandos würde Unmengen Energie und Zeit kosten. Die Roboter müssen sich also auf eigene Faust durchschlagen - und sie müssen dabei auch noch mit denkbar wenig Grips auskommen, damit die Sache nicht zu teuer wird.
Ein solcher Roboter, begraben irgendwo in einem Sack, steht vor drei Rätseln, jedes für sich schon beängstigend: Wo bin ich? Wo muss ich hin? Und wie komme ich von hier weg?
Jahre des Grübelns gingen ins Land, bis die Forscher alle drei Fragen abhaken konnten. Die Roboter tun sich nun auf ausgeklügelte Weise mit ihren Nachbarn zusammen, die ihrerseits wieder ihr weiteres Umfeld heranziehen. In der Simulation genügt es nun bereits, dass die Kügelchen den Plan der angestrebten Gestalt übermittelt bekommen. Sie wuseln dann herum, beständig Informationen austauschend, bis das Ziel erreicht ist.
Und wie durch Zauberhand kommt es bei all dem Durcheinander weder zu Verklumpungen noch zu unauflösbaren Blockaden. Das ist dem Studenten Michael De Rosa zu verdanken. Er hatte den rettenden Einfall, dass die Kügelchen nicht einfach losruckeln sollten. Sie gruppieren sich stattdessen zuvor um kleine Hohlräume oder Blasen. Dann beginnen diese Blasen zu wandern, bis die gewünschte Form erreicht ist - sie wird quasi aufgeschäumt.
"Eine geniale Idee", sagt Abteilungsleiter Peter Lee. "Ich hatte ja schwere Zweifel, ob das je was wird mit der programmierbaren Materie. Aber jetzt glaube ich, dass es möglich ist."
Einfach war es nie, Goldsteins Leute bewegten sich von Anfang an auf Neuland. Es gab nicht einmal eine Programmiersprache, die für das Zusammenspiel von Hunderttausenden winziger Hirne taugte; die Gruppe musste sich eine eigene Sprache ausdenken.
Auf diese Sprache bilden sich die Forscher nun einiges ein. Sie könnte der Computertechnik aus einer Sackgasse heraushelfen.
Deren Problem ist, dass der einzelne Hochleistungsprozessor an Grenzen stößt: Kleiner geht es kaum mehr. Zugleich wächst der Aufwand, die empfindlichen Wunderwerke herzustellen, weil der geringste Fehler alles verdirbt. Die Leistung lässt sich also auf herkömmliche Weise kaum mehr steigern - es sei denn, man spannt einfach beliebig viele Chips zusammen. Viele Fachleute sehen darin die Zukunft; sie sprechen von "verteiltem Rechnen". Und dafür braucht es geeignete Software.
Solche Chips dürfen ruhig schlicht und billig sein, und wenn jeder zehnte schon kaputt aus der Fabrik kommt, ist auch das nicht so schlimm: Die brauchbaren Elemente finden sich zusammen, die schadhaften werden ignoriert. Gut möglich, meint Dekan Bryant, dass eines Tages die Rechenleistung nach Gewicht verkauft wird: "Wer mehr braucht, bestellt einfach ein Pfund hinzu."
Sollte der Computer tatsächlich zum Schüttgut werden, darf sich Seth Goldsteins Gruppe zu den Pionieren zählen. Die Arbeit am schlauen Sand nimmt die größten Zukunftsprobleme bereits vorweg. Zum Beispiel: Wie versorgen sich rechnende Säcke oder Sandkisten mit Energie?
Die jüngste Idee dazu, noch unveröffentlicht: Der Strom kommt berührungslos durch die Luft; ein neues Verfahren, entwickelt am MIT in Cambridge bei Boston, nutzt dafür pulsierende Magnetfelder. Goldsteins Kollege Daniel Stancil, ein Fachmann für Elektrizität, arbeitet in seinem Labor bereits an der Umsetzung.
So richtet die Magie des schlauen Sandes viele Kräfte auf ein gemeinsames Ziel. Ein Mindestmaß an Verrücktheit ist dabei sicherlich hilfreich.
Nur für Kinder ist das alles ganz normal. Vierjährige träumen wie selbstverständlich von Wunschmaschinen, die ihnen jeden Gegenstand bauen, und von magischen Wänden, aus denen sie immer neue Spielsachen hervorziehen können. Goldsteins Kinder sind da keine Ausnahme: "Sie freuen sich schon", sagt der Forscher, "auf Computerspielfiguren, die ihnen durchs Haus folgen."
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