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Die U-Boote schwärmen aus

Roboterschwarm: Uni Graz nutzt kollektives Bewusstsein unter Wasser
Die U-Boote schwärmen aus

Die U-Boote schwärmen aus
Thomas Schmickl und Ronald Thenius (v.l.) mit Roboter Lily Bild: Uni Graz
In Österreich gastiert derzeit der weltweit größte autonome Unterwasser-Roboterschwarm. Künftig sollen solche U-Boot Schwärmen es ermöglichen, in Gewässern Giftmüll oder versunkene Gegenstände problemlos zu finden.

Seit April 2011 koordiniert das Artificial Life Lab der Karl-Franzens-Universität Graz unter der Leitung von Thomas Schmickl das internationale EU-Projekt CoCoRo (Collective Cognitve Robots). Der Unterwasser-Roboterschwarm als Ganzes entwickelt ein einfaches „kollektives Bewusstsein“. Zum Beispiel sind sich die einzelnen U-Boote der gesamten Schwarmgröße (die sich jederzeit beliebig ändern kann) bewusst und lassen dies in die Schwarm-Entscheidungen einfließen. Entscheidungen trifft der Schwarm dann in seiner Gesamtheit, wie das auch bei sozialen Insekten, wie zum Beispiel Bienen, Ameisen oder Wespen, passiert. Die Programme der einzelnen Roboter sind auch vom Verhalten dieser Lebewesen inspiriert.

Wesentlicher Vorteil dieser Herangehensweise ist: Der Schwarm in seiner Gesamtheit kann Aufgaben lösen, die weder der einzelne von Menschen gesteuerte Roboter noch eine Gruppe dieser Exemplare überhaupt beziehungsweise auf annähernd hohem Niveau lösen könnte. So kann sich der Schwarm bei Aufgaben – wie dem Finden von Giftfässern in trüben und turbulenten Meeres-Regionen – immer wieder an geänderte Umwelt- oder Strömungsverhältnisse anpassen. Selbst wenn einer oder mehrere der Schwarmroboter ausfallen, können die anderen trotzdem ihre Aufgabe erfüllen, ohne dass Menschen eingreifen müssen und die Suche von Neuem gestartet werden müsste.
Die technische Herausforderung ist die Fähigkeit der Roboter, im 3D-Raum in der Gruppe zu navigieren und dort miteinander zu kommunizieren. Sie sind, ähnlich wie Tiere, mit verschiedenen „Sinnen“ ausgestattet. Die CoCoRo-Roboter kommunizieren mit „blue-light“, elektrischen Potenzialfeldern, Schall und Funk. Das CoCoRo-Schwarmsystem besteht aus einer Basisstation an der Wasseroberfläche, über die Menschen mit dem Schwarm interagieren können, sowie dem Schwarm selbst, der unter Wasser auf Suchmission unterwegs ist. Über GPS oder andere globale Daten können Botschaften wie Wetter oder Strömungsdaten über die Basisstation in den Schwarm eingefüttert werden oder kann der Schwarm selbst seine Erkenntnisse (Koordinaten des Fundortes einer Blackbox) an den Menschen senden.
Weitere Informationen: cocoro.uni-graz.at/drupal/
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