Roboter-Flashmob Tanzende Schwarmintelligenz

Forscher haben den bisher größten Roboterschwarm der Welt erschaffen: Tausend kleine Roboter formen sich aus jeder Ausgangsposition zu neuen Gebilden. Tanzt ein Bot aus der Reihe, gibt es Ärger vom Nachbarn.

Harvard University/ Michael Rubenstein

Tausend kleine Roboter bewegen sich vibrierend über eine Fläche und bilden allmählich den Buchstaben K oder einen Stern. Dabei ist ihr Weg nicht programmiert, sie folgen nur einfachen Regeln. Jeder Bot kann sich passgenau in eine vorgegebene Formation fügen. Wer falsch hocken bleibt, wird korrigiert. Erschaffen haben die intelligenten Flashmob-Roboter Wissenschaftler um Michael Rubenstein von der Harvard University in Cambridge, Massachusetts.

Das Besondere am Tanz der Roboter ist die große Teilnehmerzahl: Über tausend Bots machen mit. Bisher hätten nur wenige Schwarmexperimente überhaupt die Anzahl von 100 Robotern überschritten, berichten Rubenstein und Kollegen im Fachmagazin "Science". Die natürlichen Vorbilder der Maschinchen - Schwärme von Ameisen, Fischen oder Vögeln - bestehen aus erheblich mehr Tieren. "Unsere Arbeit lässt das Ziel näherrücken, künstliche Schwärme mit den Fähigkeiten der natürlichen zu schaffen", schreiben die Forscher.

Die Roboter mit dem Namen Kilobot sind etwas größer als eine Zweieuromünze. Sie stehen auf drei starren Beinchen und werden von zwei Vibrationsmotoren angetrieben. Laufen beide Motoren, bewegt sich der Kilobot geradeaus. Ist nur einer an, vollführt der Kilobot eine Kurvenbewegung.

Wenn die Roboterschar die Daten für die Form erhält, die sie bilden soll, beginnt der Vorgang mit vier Initialrobotern in einer Ecke der Form. Zufällig ausgewählte Roboter beginnen dann, am Rand der Robotertraube entlang zu laufen, bis sie zu den Initialrobotern gelangen. Nun kann der Kilobot ein Koordinatensystem errechnen, das ihm anzeigt, ob er sich innerhalb oder außerhalb der eingegebenen Form befindet.

Gegenseitige Kontrolle sichert Choreografie

Durch Datenaustausch über Infrarotsender und -empfänger mit seinen Nachbarn findet der Kilobot seinen Platz in der Formation. Dabei hilft ihm auch ein Gradient, den jeder Roboter ständig errechnet. Vereinfacht gesagt zeigt der Gradient an, wie viele Reihen einen Roboter von den Initialrobotern trennen. Der Kilobot läuft nun so weit, bis er entweder die Grenze der Form erreicht oder einen Roboter mit gleichem Gradienten findet. Dort bleibt er stehen.

Um Behinderungen durch einzelne Roboter mit Fehlfunktionen zu vermeiden, führten Rubenstein und sein Team einen Algorithmus ein, mit dem sich die Kilobots gegenseitig kontrollieren. Auf diese Weise können zum Beispiel Roboter, die an einer falschen Stelle stehen geblieben sind, auf ihren Fehler aufmerksam gemacht werden, damit sie ihn korrigieren. "Allgemein gesprochen, können viele Fehler durch Informationsaustausch mit den Nachbarn erkannt werden", schreiben die Wissenschaftler. "Die kooperative Kontrolle war entscheidend, um große Schwarmexperimente ohne menschlichen Eingriff zu ermöglichen."

jme/dpa



insgesamt 6 Beiträge
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Seite 1
TS_Alien 15.08.2014
1.
Wirklich beeindruckt wäre ich, wenn die Roboter von sich aus ein "K" formen könnten, ohne vorher mitgeteilt zu bekommen, wo genau sie am Ende zu stehen haben. Die Anweisung "Bildet ein K" an einen Schwarm von Robotern ist etwas anderes als die Anweisung "Gehe zu einem ganz bestimmten Punkt" für jeden einzelnen Roboter. Wobei auch das Arbeit ist, immerhin muss man andere Roboter überzeugen, kurzfristig Platz zu machen, aber etwas anderes als Schwarmintelligenz.
soldev 15.08.2014
2.
Zitat von TS_AlienWirklich beeindruckt wäre ich, wenn die Roboter von sich aus ein "K" formen könnten, ohne vorher mitgeteilt zu bekommen, wo genau sie am Ende zu stehen haben. Die Anweisung "Bildet ein K" an einen Schwarm von Robotern ist etwas anderes als die Anweisung "Gehe zu einem ganz bestimmten Punkt" für jeden einzelnen Roboter. Wobei auch das Arbeit ist, immerhin muss man andere Roboter überzeugen, kurzfristig Platz zu machen, aber etwas anderes als Schwarmintelligenz.
Man müsste es mal so probieren, dass die Roboter, den für sie am wenigsten 'stressigen' Platz einnehmen. Liesse sich ja über einen Positionscode, der einem Roboter zugesand wird, ermitteln. Einer muss aber schon die Grundform ermitteln und dann Daten zuweisen. um Chaos zu vermeiden, können die Roboter sich ja auch selbst Codes zusenden - wer mehr passende Nachbarn hat, kann denen mit weniger passenden Nachbarn Daten übermitteln.
crigs 15.08.2014
3. Enfachste prinzipien
John Horton Conway, Professor at Princeton, konnte die Spieltheorie neu beleben. Das Automaton nimmt seinen Platz ein und bildet den Grundbaustenin. Sein Werdegang hängt von seiner Umgebung ab. Für Nachwuchs sorgen die einfachen Prinzipien, die auch eine Überbevölkerung verhindern. The Game Of Life zeigte auf, dass Leben auf unbestimmte Zeitdauer möglich ist. Ich finde es verwerflich, wenn die einfachen Prinzipien von dieser "Schwarmintelligenz" nicht vermittelt werden. Hoffentlich finde ich diese im Internet. NACHTRAG: "Schleimpilze - Als wären sie nicht von dieser Welt" auf You Tube lässt Sie in diese wunderbare Welt eintauchen. Wie entwickelt sich Intelligenz ? Wie entsteht mehrzelliges Leben ? Schauen Sie vorbei. Ich bin sicher, dass Sie tierf beeindruckt werden.
Felix2012 15.08.2014
4. Anwendung im Militär
Was als Spielerei anmutet, findet möglicherweise in einem Schwarm Kriegsdrohnen seine ernste Anwendung.Als autonomer zielbezogener Schwarm gelingt ein massiver Angriff ohne jede einzelne Drohne ferngesteuert zu manövrieren. Hindernisse und Angriffe auf den Schwarm werden ebenfalls autonom pariert. Ich denke das ist der nächste Schritt in Richtung unbemannter Armee.
lordax 15.08.2014
5.
Zitat von TS_AlienWirklich beeindruckt wäre ich, wenn die Roboter von sich aus ein "K" formen könnten, ohne vorher mitgeteilt zu bekommen, wo genau sie am Ende zu stehen haben. Die Anweisung "Bildet ein K" an einen Schwarm von Robotern ist etwas anderes als die Anweisung "Gehe zu einem ganz bestimmten Punkt" für jeden einzelnen Roboter. Wobei auch das Arbeit ist, immerhin muss man andere Roboter überzeugen, kurzfristig Platz zu machen, aber etwas anderes als Schwarmintelligenz.
Hmm, wenn ich den Artikel richtig verstanden habe, bekommen nur 4 Roboter genau mitgeteilt, wo sie zu stehen haben. Dadurch wird eine Ecke der Figur festgelegt. Alle anderen wissen nur, ob sie sich gerade innerhalb oder außerhalb der Figur befinden. Insofern könnten sie wenigsten verhalten beeindruck sein...
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