Wie Ameisen im Weltraum Neuland erkunden

Video1. April 2015, 18:36
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Die Suchstrategie von Ameisen könnte Robotern als Vorbild dienen – für Versuche ließ man sie auf der ISS im fast schwerelosen Raum krabbeln.

Stanford – Astronauten waren im Jänner 2014 nicht die einzige Lebensform, die auf der Internationalen Raumstation ISS zu finden war. Acht Kolonien der Gemeinen Rasenameise erkundeten rund 400 Kilometer über der Erde Neuland, und das in annähernder Schwerelosigkeit. Die Versuchsreihe der Forscherin Deborah Gordon von der University of Stanford untersuchte Erkundungsstrategien der Ameisen, die auch von Roboterteams kopiert werden könnten.

Dabei ergab die Studie, dass Ameisen erstaunlich gut ohne Schwerkraft auskommen. Obwohl sie bis zu acht Sekunden im Raum herumtrieben, fanden sie entweder alleine oder durch Anhalten bei ihren Artgenossen den Weg zurück zur Oberfläche. Etwa zehn Prozent der Ameisenkolonie schwebte ständig in der Luft – durch die Anstrengungen im Raum gelang es der Gruppe aber schlechter, ihre Strategien zur Erkundung neuer Gebiete einzusetzen. Die Wissenschafter der Standford University wussten zuvor nicht, ob eine Suchaktion unter diesen Umständen überhaupt möglich war.

Kolonien erkunden jeden Zentimeter

Unter den gängigen physikalischen Bedingungen auf der Erde fällt Ameisen die Aufgabe naturgemäß leichter. Um das koordinierte Verhalten zu beobachten, ließ man die Ameisen zu ebener Erde und im Weltraum erst ein kleines Gebiet erkunden, bevor die Klappe zu einem größeren Territorium aufging. Mit der Fläche änderten die Ameisen auch ihre Strategie – einer gemeinsamen Systematik folgend strömten die Versuchsgruppen bei Schwerkraft im größeren Feld stärker aus. Innerhalb von fünf Minuten erkundeten sie im Kollektiv jeden Zentimeter. Die Ameisen in der ISS zeigten sich weniger effektiv.

Die kleinen Tiere im fast schwerelosen Raum waren Vorbild für ein großes Unterfangen: Roboter sollen eines Tages von den kollektiven Strategien lernen, die Ameisen bei ihrer Suche so erfolgreich machen. Die Schwarmintelligenz der Tiere basiert auf oft einfachen, aber effektiven Mechanismen. Bereits in der Vergangenheit stand der Ameisenstaat Modell für die Lösung von Problemen, bei denen selbst Computer an ihre Rechenkapazitäten stoßen.

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Der Ameisen-Algorithmus, auch unter dem englischen Namen Ant Colony Optimization bekannt, gibt zum Beispiel gute Antworten auf das klassische Problem eines Handlungsreisenden: Was ist der kürzeste Weg von A nach B, wenn es viele mögliche Routen und Abzweigungen gibt? Die Ameisenstrategie, die über Wissensaustausch durch Duftmarken funktioniert, wenden heute in seiner theoretischen Form Logistiker aller Sparten an.

Die Experimente gehen weiter – aber nicht im All, sondern in Schulklassen weltweit. Um die verschiedenen Taktiken unterschiedlicher Ameisenarten weiter zu erforschen, wünscht sich die Biologin Deborah Gordon die rege Beteiligung von Schülern. Damit könnten auch die unterschiedlichen Strategien von Ameisen aus aller Welt erforscht werden. (red, derStandard.at, 1.4.2015)

  • Sobald die Klappe geöffnet wird, schwärmen die Ameisen koordiniert aus, um das Territorium zu erkunden.
    nasa

    Sobald die Klappe geöffnet wird, schwärmen die Ameisen koordiniert aus, um das Territorium zu erkunden.

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