2012 / 2013 we, robot

In der Natur kann vielfältiges Schwarmverhalten, z.B. bei Ameisen beobachtet werden. Im Schwarm können gemeinsam komplexe Aufgaben (Bauten anlegen, schwere Lasten tragen, etc.) gelöst werden. Der Schwarm als Ganzes ist dabei mehr als die Summe seiner einzelnen Mitglieder. Wie Entscheidungen im Schwarm gefällt werden, wie die Kommunikation im Schwarm stattfindet und welches notwendige Eigenschaften eines einzelnen Schwärmers sind, sind dabei wichtige Fragen. Um dies zu untersuchen ist eine Simulierung der Tierschwärme sinnvoll. Außerdem ist es denkbar, dass durch besseres Verstehen der sogenannten „Schwarmintelligenz“ die beachtliche Leistungsfähigkeit eines Schwarms für weitere Fragestellungen eingesetzt werden kann. Es wird zum Beispiel der Einsatz von Roboterschwärmen bei Naturkatastrophen diskutiert.

In dieser Arbeit wird ein Roboterschwarm a) simuliert und b) gebaut. Einige exemplarische Aufgaben habe ich ausgesucht um die Mechanismen der Schwarmintelligenz zu demonstrieren. Es wird i) eine Bewegung als Schwarm im Raum, ii) das Auffinden und gemeinschaftliche Ausbeuten einer Futterquelle, iii) ein gemeinschaftlicher Lastentransport und iv) die Kartographie eines unbekannten Geländes demonstriert.

Die Computersimulation ist in der Programmiersprache Visual Basic geschrieben, die Roboter habe ich komplett selbst konstruiert. Die Hardwareausstattung der Roboter umfasst Möglichkeiten zur gezielten Bewegungssteuerung, zur Kommunikation und zur Wahrnehmung. Die Mikrocontroller, die dabei verwendet werden, sind in C programmiert. Mein Roboterschwarm umfasst im Moment sechs Individuen. Die Übertragbarkeit von Simulationsergebnissen im Praxistest soll gezeigt werden.

Diese Arbeit zeigt exemplarisch ein Vorgehen zur Untersuchung komplexer Vorgänge in der Natur und den Einsatz für technische Problemlösungen.

Ausarbeitung

marvin-deckblatt     zur Arbeit (Quellcode im Anhang)

Dokumentation der C-Quellcodes

Kartographie

Box Transport

Filme

Grundlagen

Synchron blinken

Box schieben

Karte erstellen

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