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27. November 2012, 12:12 Uhr

Musikalisches Forschungsprojekt

Diese Roboter schwärmen für Beethoven

Gemeinsam mehr erreichen: Um zu erforschen, wie man Schwarmverhalten elektronisch nachbilden kann, haben Wissenschaftler Robotern eine kuriose Aufgabe gestellt. Das Ergebnis kann sich sehen und hören lassen.

Eine Gruppe von kleinen Robotern fährt auf einer ungewöhnlichen Klaviatur herum und spielt dabei Beethovens Klavierstück "Für Elise". Unterhaltsam sieht es aus, wie die acht kleinen Maschinen in einem YouTube-Video über die aufgemalten Tasten fahren, dabei Töne auslösen und diese zu der bekannten Melodie zusammenfügen. Sie scheinen so etwas wie ein Ballett aufzuführen, wenn auch ein ziemlich chaotisches. Ihr Auftritt dient der Wissenschaft.

Mit Hilfe der Klavierfahrer wollen die Forscher Magnus Egerstedt und Smitri Chobra vom Georgia Institute of Technology neue Programmiertechniken entwickeln. Die sollen dabei helfen, natürliche Schwarmtechniken mit Robotern nachzubilden. Die Automaten sollen lernen, sich so zu verhalten wie Fische oder Vögel in einem Schwarm. Die Roboter sollen aufeinander reagieren, die Bewegungen der Kollegen registrieren und ihr Verhalten koordinieren.

Im Beispiel mit dem Beethoven-Stück geht das so: Die Noten werden einem Führungsroboter in Form von Raumzeit-Koordinaten eingegeben. Diese Daten definieren, zu welchem Zeitpunkt ein Roboter an welcher Stelle der Spezialklaviatur stehen muss, um einen Ton auszulösen.

Anhand dieser Vorgaben übernimmt der führende Roboter die Funktion eines Dirigenten. Er entscheidet, welche Roboter welchen Töne spielen sollen, gibt ihnen also Vorgaben, wann sie welche Position erreicht haben sollen. Dabei muss berücksichtigt werden, wie schnell die kleinen Maschinen fahren, beschleunigen und bremsen können. Eines der Ziele bei der Aufgabe ist es, mit möglichst wenigen Robotern auszukommen. Zudem müssen die Wege von den jeweiligen Startpositionen zu den Zielen so berechnet werden, dass die Roboter nicht miteinander kollidieren.

Einfach ist das nicht, heißt es auf der Webseite zum Projekt. "Zurzeit arbeiten wir an Algorithmen, die sicherstellen sollen, dass die berechneten Wege rechtzeitig und ohne Zusammenstöße abgefahren werden können", schreiben die Forscher.

Zumindest bei "Für Elise", ist das schon recht gut gelungen, wie man in dem YouTube-Video des musikalischen Roboterschwarms sehen kann. Besonders schnell allerdings gehen die winzigen Blechkameraden vom Typ Khepera III nicht zu Werk. Das gemächliche Beethoven-Stück schaffen sie noch, mit dem "Hummelflug" von Rimski-Korsakow wären sie glatt überfordert - zumindest jetzt noch.

mak

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