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pte20210114015 Technologie/Digitalisierung, Forschung/Entwicklung

Neue Roboterfische organisieren sich selbst

Forscher wenden Prinzip der natürlichen Schwarmintelligenz auf gezielte Art und Weise an


"Bluebot": sieht aus wie ein Fisch und verhält sich auch so (Foto: harvard.edu)

Harvard (pte015/14.01.2021/11:31) - Roboter nach dem Vorbild von Fischen haben Forscher der Ingenieurschule der Harvard University (SEAS) http://harvard.edu und des ebenfalls an der Hochschule angesiedelten Wyss Institute for Biological Inspired Engineering entwickelt. Genauer gesagt, brachten sie den künstlichen "Tieren" bei, sich im Schwarm zu bewegen, so wie es viele Fische tun. So irritieren sie Fressfeinde, finden leichter Nahrung und sparen Energie.

Roboterschwarm in Aktion

"Roboter werden häufig in Bereichen eingesetzt, die für Menschen unzugänglich oder gefährlich sind, in denen möglicherweise nicht einmal ein menschliches Eingreifen möglich ist", sagt Florian Berlinger, Doktorand bei SEAS und Wyss. "In diesen Situationen ist es wirklich von Vorteil, einen Roboterschwarm zu haben, der autark agiert. Durch implizite Regeln und visuelle 3D-Wahrnehmung konnten wir ein System schaffen, das unter Wasser ein hohes Maß an Autonomie und Flexibilität aufweist, wo Dinge wie GPS und WiFi nicht zugänglich sind."

Der Roboterschwarm, auch "Blueswarm" genannt, wurde im Labor von Radhika Nagpal, Professor für Informatik an der SEAS und assoziiertes Fakultätsmitglied am Wyss Institute, hergestellt. Nagpal ist ein Pionier in selbstorganisierenden Systemen. Blueswarm ist nicht die erste Robotertruppe, die im Schwarm agiert. Bisher waren diese auf zwei Dimensionen begrenzt. Nagpal erweiterte das auf eine Schwarmbildung im dreidimensionalen Raum. Die neuen Roboter bewegen sich in der Luft oder im Wasser, nicht nur auf einer Fläche, etwa dem Erdboden.

Zwei Kameras, drei Dioden

Jeder Unterwasserroboter, auch "Bluebot" genannt, ist mit zwei Kameras und drei LEDs ausgestattet. Die eingebauten Fischaugenkameras erkennen die LEDs benachbarter Bluebots und verwenden einen benutzerdefinierten Algorithmus, um deren Entfernung und Richtung zu bestimmen. Basierend auf der einfachen Erzeugung und Detektion von LED-Licht haben die Forscher gezeigt, dass der Blueswarm komplexe selbstorganisierte Verhaltensweisen aufweist, einschließlich Kreisbildung.

Die Forscher haben die Bluebots auch auf die Suche geschickt. Dazu positionierten sie im Wasser eine rote LED. Die Roboter schwärmten aus, bis einer von ihnen das Ziel entdeckte. Das ließ seine blauen LEDs blinken. Dies löste den Aggregationsalgorithmus aus, der alle Bluebots anlockte, sodass sie sich im Schwarm um das Ziel versammelten.



(Ende)
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