Roboter überwinden gegebene Hürden
Roboter erfüllen Aufgaben wie Ersatz, Erkundung oder Objektbewegung in unterschiedlichsten Umgebungen und unter verschiedensten Betriebsbedingungen. Bei der Suche nach einem hohen Maß an Mobilität, Vielseitigkeit und Robustheit nutzten die Forscher als Modell die Metapher der sozialen Insekten sowie die Fähigkeiten der Selbstanordnung und Selbstrekonfiguration, die diese beim Transport von Objekten oder beim Nestbau zeigen. Dies führte zur Konzeption und Implementierung von Robotersystemen, die aus Schwärmen von Robotern bestehen, die zur Zielerreichung miteinander interagieren und kollaborieren. Ein Swarm-Bot bezeichnet einen selbstanordnenden und selbstorganisierenden Artefakt, der aus mehreren mobilen Robotern (namens S-Bots) besteht, die sowohl eigenständig als auch in der Gruppe agieren können. Das System als Ganzes kann sich dynamisch in verschiedenen Strukturen anordnen, um bestimmte Aufgaben auszuführen und sich dann gegebenenfalls wieder in seine S-Bots-Komponenten aufspalten. Die koordinierte Bewegung ist eine Basisfunktion, über die der Swarm-Bot verfügen sollte. Da der Swarm-Bot aus zahlreichen unabhängigen Einheiten besteht, müssen diese ihre Aktionen koordinieren, um sich kohärent in der Umgebung zu bewegen. Dazu verfügt jeder S-Bot über einen Antriebssensor, der an der Verbindungsstelle zwischen Fahrwerk und Körper angebracht ist. Der Antriebssensor erkennt die Richtung und Stärke der Antriebskraft, die der Körper auf das Fahrwerk ausübt. Der Antriebssensor integriert die gesamte Zug-/Druckkraft, die durch die Bewegung der verbundenen S-Bots erzeugt wird. Somit macht er Angaben zur durchschnittlichen Richtung, in die sich der gesamte Swarm-Bot zu bewegen versucht, im Verhältnis zur Richtung, in die sich die einzelnen S-Bots zu bewegen versuchen. Es wurden umfassende Experimente zur Entwicklung künstlicher neuraler Netzwerke durchgeführt, die das Verhalten solcher Swarm-Bots auf koordinierte Weise steuern können. Die Ergebnisse sind viel versprechend, da die entwickelten S-Bot-Steuereinheiten ein Verhalten der Kollisionsvermeidung zeigen. Darüber hinaus konnte eine Robustheit gegenüber unterschiedlichen Oberflächenformen in der Umgebung oder vorhandenen mittelgroßen Löchern nachgewiesen werden.
