Forscher "bauen" mit Robotern die Evolution nach

3. Jänner 2012, 19:51
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Roboter-Schar sucht nach "Nahrung" und lernt, miteinander darüber Informationen auszutauschen

Lausanne - Schweizer Forscher haben gleich eine ganze Armee von Robotern aufgeboten, um Schlüsselmechanismen der Evolution auf den Grund zu gehen. Konkret wollte das Team um Laurent Keller von der Universität Lausanne herausfinden, wie Tiere im Laufe der Zeit miteinander kommunizieren lernen. Die Resultate zeigen, dass der Zufall eine größere Rolle spielt als gedacht.

Die Wissenschafter nutzten für ihre Studie rollende Roboter. Jeder Roboter war ausgerüstet mit einer Kamera, einem Informationsprozessor, einem "Nahrungs"- Erkennungssensor sowie einem Ring, der grün oder blau leuchten konnte.

100 Gruppen zu je 20 Robotern wurden nun auf ein Spielfeld gesetzt, in dem sie "Nahrung" finden mussten, wie die Forscher im Fachblatt "PNAS" berichten. Im Verlauf von 1.000 Generationen wurden nun in einem evolutionsähnlichen Vorgang immer wieder jene Roboter für die nächste Spielrunde ausgewählt, die am meisten "Nahrung" sammelten.

Lichtsignale für Nahrungsquellen

Die Roboter bekamen am Anfang zufällige Informationscodes. Doch mit der Zeit setzten sich die besten Prozessorenvarianten durch. Zudem entwickelte sich ein Kommunikationssystem zwischen den Robotern. Mit Hilfe von Lichtsignalen zeigten die kleinen Maschinen ihren Kollegen an, ob sie sich gerade auf einer Nahrungsquelle befanden.

Obwohl die Anfangsbedingungen für alle Gruppen genau gleich waren, setzten sich zwei verschiedene Kommunikationssysteme durch: In der Hälfte der Populationen zeigten die Roboter lediglich mit einer Farbe an, dass sie gerade auf einer Nahrungsquelle saßen.

Bei den anderen signalisierten die Roboter mit der anderen Farbe zusätzlich, wenn sie gerade nicht auf einer Nahrungsquelle saßen. Das erste, einfachere System erwies sich dabei als effizienter: Roboterpopulationen mit nur einem Signal fanden die Nahrung im Durchschnitt rascher als Populationen mit zwei Signalen.

Komplexere Systeme weniger flexibel

Trotzdem veränderte sich das zweite System nicht mehr, sobald es einmal in einer Gruppe aufgetaucht war. Keller und seine Kollegen führen dies darauf zurück, dass die Veränderung solch komplexer Signalsysteme äußerst umständlich wäre. Auch eine Sprache kann nicht in kurzer Zeit gegen eine andere ausgetauscht werden.

Allerdings hat die Strategie mit zwei Farben auch ihre Vorteile, wie weitere Experimente der Lausanner Wissenschafter ergaben: Kämpfen nämlich "einfarbige" und "zweifarbige" Roboter im selben Spielfeld miteinander um "Nahrung", setzen sich jene mit den zwei Signalen meistens durch.

Laut Laurent Keller zeigen die Roboterexperimente, wie sich im Lauf von Jahrmillionen komplexe Kommunikationssysteme bei Lebewesen entwickeln. Es seien also nicht nur Unterschiede im Lebensraum oder in Umweltbedingungen, die zu einem bestimmten System führten. Auch der Zufall spielt eine entscheidende Rolle. (APA, red)

  • Roboter scharen sich um eine "Nahrungsquelle". Schweizer Forscher haben mit ihnen untersucht, wie Tiere im 
Verlauf der Evolution miteinander kommunizieren lernen.
    foto: walter karlen, laurent keller/université de lausanne, ecole polytechnique fédérale de lausanne

    Roboter scharen sich um eine "Nahrungsquelle". Schweizer Forscher haben mit ihnen untersucht, wie Tiere im Verlauf der Evolution miteinander kommunizieren lernen.

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