Schwarmintelligenz auf Roboter übertragen

11. März 2013, 18:07
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Bienen-Roboter sollen Schwärme letztendlich steuern können - EU-Forschungsprojekt "ASSISI | bf" unter Grazer Leitung

Graz - Die Robotik arbeitet an sich selbst organisierenden Robotern, die in der Lage sind, in einem Team effektiv miteinander zu kommunizieren - wie Bienen in einem Stock beispielsweise. "Die einzelne Biene ist nicht intelligent, das gesamte Bienenvolk schon", erklärte Thomas Schmickl vom "Artifical Life Laboratory" des Instituts für Zoologie der Universität Graz, welches sich speziell mit Fragen der "Schwarmintelligenz" beschäftigt.

Schmickl leitet das auf fünf Jahre anberaumte EU-Forschungsprojekt "ASSISI | bf" ("Animal and robot Societies Self-organise and Integrate by Social Interaction (bees and fish)"), das bisher größte EU-Projekt, das die Universität Graz koordiniert. Die Partner des mit sechs Millionen Euro dotierten Forschungsprojektes, das mit Februar begonnen hat, kommen aus Deutschland, Frankreich, Kroatien, der Schweiz und Portugal.

Intelligenz von Schwärmen

Als Schwarm können Bienen Aufgaben lösen, die für die Individuen alleine zu schwierig sind. Durch Beobachtungen und Analysen von Insekten-Schwärmen wollen die Forscher - Biologen, Verhaltensforscher, Mathematiker - herausfinden, wie tierische Schwärme funktionieren, welche Interaktionsmuster hinter dem Funktionieren stecken, und wie man letztlich bestimmte Muster dazu verwenden kann, die Schwärme von außen zu steuern.

Die Forscher erwarten, dass ihre Methode künftig vor allem in der Landwirtschaft und im Umwelt-Monitoring eingesetzt werden kann. Zurzeit forscht das internationale Team im Labor mit "Bienen, Fischen sowie kleinen Bienen- und Fischrobotern", schilderte Schmickl.

Unterschiedliche Kommunikationsweisen

"Bienen kommunizieren auf unterschiedliche Weise miteinander: Reize wie Wärme, Licht, Vibration, Berührungen und Geräusche spielen eine Rolle." So haben die Grazer Forscher u.a. beobachtet, wie es junge Honigbienen schaffen, sich im Stock an den Plätzen mit der optimalen Temperatur aufzuhalten. Es zeigte sich, dass vor allem die Begegnungen der Tiere entscheidend sind: Treffen zwei Jungbienen aufeinander, verharren sie für einen Augenblick. Und zwar umso länger, je näher sich der Treffpunkt am optimalen Temperaturbereich befindet. Dieser einfache Mechanismus kann also schon ein wichtiges schwarmintelligentes Verhalten hervorbringen.

Die kleinen lernenden Bienen-Roboter, die in Graz eingesetzt werden, sind ortsstabil, können aber Vibrationen, Licht und Wärme erzeugen, den Abstand zu den Bienen messen und Töne abspielen. Sie sollen lernen, was die Reize, die sie abgeben, bei den Bienen bewirken. Letztlich sollen sie - indem sie das Interaktionsmuster der Bienen durchschaut haben - das Verhalten der Bienen so gut simulieren, dass sie von ihnen als Artgenossen anerkannt werden. Dann könnten die Roboter den Schwarm nicht mehr nur von innen heraus beobachten sondern auch lenken. (APA/red, derStandard.at, 11.3.2013)

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    Bienen sind im Schwarm zu kognitiven Leistungen fähig, die das Einzeltier überfordern würden. Diese Fähigkeiten sollen auf Roboter-Schwärme übertragen werden.

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