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So steuert man einen ganzen Roboterschwarm mit nur einem Finger

von Moritz Geier
Ein einzelner Roboter sollte sich leicht steuern lassen. Aber wie ist das mit einem ganzen Schwarm? In einer neuen Studie zeigen Forscher, wie es gehen könnte: mit einem Tablet, Licht und einer Wischbewegung. Der Algorithmus dahinter könnte die Landwirtschaft, Warenherstellung und Katastrophenhilfe revolutionieren.

Ein bisschen gruselig ist so ein Roboter-Schwarm ja schon. Gerade in der Masse wirken die Computerwesen mächtig und unkontrollierbar. Tatsächlich ist die Kontrolle eines ganzen Maschinenrudels eine Herausforderung für die Wissenschaft. Forscher des Georgia Institute of Technology in Atlanta haben jetzt eine neue Methode zur Steuerung vorgestellt. Bei ihrem System genügt es, mit dem Finger über ein Tablet zu wischen — und schon orientieren sich mehrere kleine Roboter in die vorgegebene Richtung.

Es ist nicht möglich, dass ein Mensch Millionen von Robotern kontrolliert, indem er jeden einzeln programmiert.

Magnus Egerstedt, Roboteringenieur

„Es ist nicht möglich, dass ein Mensch Tausende oder Millionen von Robotern kontrolliert, indem er jeden einzelnen individuell darauf programmiert, wohin er laufen soll“, sagt Magnus Egerstedt. Der Roboteringenieur und Professor für Computertechnik hat eine bessere Lösung gefunden: Über sein Tablet lässt sich ein roter Lichtstrahl ausrichten, der auf den Boden scheint und dem Egerstedts kleine, rollende Roboter folgen. Dabei kommunizieren die Roboter untereinander, um zu entscheiden, wie das erleuchtete Feld am besten angesteuert und besetzt werden kann — ohne dabei aneinanderzustoßen.

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Per Wisch auf dem Tablet steuert man also das Licht, die Roboter hingegen nur indirekt. „Bei unserem System wird ein Gebiet kontrolliert, das erkundet werden soll“, sagt Egerstedt. „Die Roboter arbeiten dann zusammen, um den Job zu erledigen.“ Damit das reibungslos funktioniert, messen die Roboter ständig, wie groß der Lichteinfall in ihrer Umgebung ist.

Und sie tauschen sich aus: Wenn ein Roboter zu viel Licht spürt, bewegt er sich ein wenig zur Seite, damit einer seiner Kollegen etwas vom Licht abbekommt. Der Schwarm lässt sich durch eine andere Fingerbewegung auf dem Tablet auch in Gruppen aufteilen.

Man darf nicht erwarten, dass Roboter-Gruppen genauso dynamisch und anpassungsfähig sind wie Menschen.

Magnus Egerstedt, Roboteringenieur

Von anderen Roboter-Steuerungs-Modellen unterscheidet sich das System der Amerikaner dadurch, dass es nicht statisch ist. Weil die einzelnen Roboter nicht individuell programmiert werden und damit flexibel bleiben, können sie sich jederzeit umentscheiden und verschiedenen Situationen anpassen.

„Die Schwarmrobotertechnik wird schwierig, wenn man erwartet, dass Robotertrupps genauso dynamisch und anpassungsfähig sind wie Menschen“, sagt Egerstedt. Die Idee mit dem Lichtstrahl und der Programmierung der einzelnen Roboter auf Lichtsensibilität könnte ein Durchbruch für das Forschungsgebiet sein.

Wichtig war den Wissenschaftlern aus Georgia, dass auch Personen, die nicht Robotertechnik studiert haben, die Technik schnell beherrschen können. Egerstedt und sein Team haben auch schon einige Anwendungen im Blick: „In der Zukunft könnten zum Beispiel Landwirte Maschinen auf die Felder schicken, um Feldfrüchte zu untersuchen“, sagt Yancy Diaz-Mercado, der am Georgia Institute of Technology seine Doktorarbeit schreibt. Auch für die Warenherstellung und Katastrophenhilfe könnte die Technik interessant werden. 

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