Das Seoul National University College of Engineering gab bekannt, dass ein gemeinsames Forschungsteam der Seoul National University und der Harvard University ein von der Natur inspiriertes Schwarmrobotersystem der nächsten Generation entwickelt hat, das sich bewegen, erkunden, transportieren und kooperieren kann und dabei weder präzise Sensoren noch eine zentrale Steuerung benötigt.
Die Studie wurde von Professor Ho-Young Kim, Dr. Kyungmin Son und Masterstudent Kwanwoo Kim am Institut für Maschinenbau der SNU sowie von Professor L. Mahadevan und Dr. Kimberly Bowal an der Harvard University geleitet. Ihr Ansatz verbindet einfache, aktive Partikel zu kettenartigen Strukturen, die komplexe Aufgaben ohne fortgeschrittene Programmierung oder künstliche Intelligenz ausführen können.
Herkömmliche Schwarmroboter – wie sie beispielsweise aus Drohnen oder kleinen Einzelrobotern bestehen – basieren in der Regel auf Hightech-Komponenten wie hochentwickelten Sensoren, drahtloser Kommunikation und detaillierten Steuerungsalgorithmen. Diese Systeme sind zwar leistungsstark, weisen aber oft Einschränkungen hinsichtlich Größe, Materialauswahl, Kosten und Umgebungsbedingungen auf.
Die Natur bietet dagegen ein anderes Modell. So zeigen beispielsweise Ameisenkolonien oder Zellgruppen komplexe kollektive Verhaltensweisen, die nur aus einfachen Einzeleinheiten bestehen. Das Forschungsteam entwickelte einen neuen Robotertyp, der von diesem Phänomen, dem sogenannten „emergenten kollektiven Verhalten“, inspiriert ist. Ihre Lösung, der Link-Bot , verbindet kleine, sich selbst bewegende Partikel in einer V-förmigen Kettenformation, die auf natürliche Weise koordinierte, lebensechte Bewegungen ermöglicht – ohne eingebettete Intelligenz.
Diese Link-Bots steuern mithilfe einfacher mechanischer Einschränkungen die Bewegung und Rotation jedes Partikels. Durch die Anpassung der Geometrie der Links kann das System seine Form und sein Verhalten an unterschiedliche Aufgaben oder Umgebungen anpassen.
Das Team zeigte, dass Link-Bots durch einfaches Anpassen ihrer Verbindungsstrukturen eine Vielzahl von Aktionen ausführen können – wie Vorwärtsfahren, Anhalten und Richtungswechsel. Sie können sich durch enge Lücken zwängen, Öffnungen blockieren und sogar Objekte umzingeln und tragen. Mehrere Link-Bots können auch zusammenarbeiten, um Aufgaben zu bewältigen, die für einen einzelnen Roboter zu schwierig sind.
DOI
10.1126/sciadv.adu8326
