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Was hat künstliche Intelligenz mit Ameisen zu tun? Noch wenig, doch das wollen Forscher bald ändern: Momentan werden Roboter grösstenteils von einem externen Hauptrechner aus gesteuert oder sie reagieren mittels interner Rechner auf vorprogrammierte Impulse. Der „intelligente“ Staubsauger von heute kann beispielsweise, dank Sensoren, Gegenstände erkennen und diese umfahren. Dennoch ist es der Mensch, der das Putzgerät auffordert, seine Arbeit zu verrichten. Aber was wäre, wenn diese Maschinen untereinander kommunizieren könnten? Wenn der Staubsauger eine nasse Stelle auf dem Boden registriert und diese direkt dem Wischmopp mitteilt. Der Wischmopp unterdessen bemerkt, dass die Waschmaschine voll ist, aber nicht läuft. Der Mensch als Impulsgeber würde dadurch überflüssig.
Interessant wird diese Idee für Such- oder Rettungsaktionen: Roboter könnten – ganz ohne menschliches Eingreifen – sich untereinander abstimmen und Aufgaben, Wege oder Fahrtstrecken untereinander aufteilen.
Austausch im Tierreich
Ameisen und Bienen sind Meister der Informationsübermittlung. Mit dem sogenannten Bienentanz erklären Bienen ihren Artgenossen, wo sich die guten Blüten befinden. Ameisen kommunizieren über Duftstoffe und taktile über ihre Fühler und tauschen so ganze Routen für die Nahrungssuche aus. Wie genau diese sogenannten kollektiven Suchalgorithmen funktionieren, wollten Forscher der Universität von Colorado herausfinden.
Bisher hat unter anderem die Universität York in England mit Chipsensoren und Farbe die Bewegungsmuster der Ameisen dokumentiert. Mit einem neuen Experiment wollten letztes Jahr die Forscher in Colorado dem Suchalgorithmus auf die Spur kommen:
In einem Aufbewahrungsbehälter, in dem sich die Tiere befanden, wurden nach und nach Kammern geöffnet. Dadurch wurde der Lebensraum der Ameisen vergrössert, bis er schliesslich ungefähr die Ausmasse eines DIN-A3-Zeichenblocks erreichte. Die Ameisen machten umgehend von diesen erweiterten Bewegungsmöglichkeiten Gebrauch. Sie schickten Späher los, inspizierten die neuen Räumlichkeiten und gaben Informationen an den Rest der Gruppe weiter.
In einem zweiten Schritt schickten die Forscher rund 800 Ameisen, verteilt auf acht Völker, mit der Internationalen Raumstation ISS ins All. Erstaunliches wurde festgestellt: Um der fehlenden Schwerkraft entgegen zu wirken, pressten die Ameisen im Weltall ihre Körper nach unten, womit der Schwerpunkt näher an der Wand, Decke oder den Boden des Behälters gedrückt wurde. Hatten ihre sechs Beine dennoch einmal nicht genügend Halt, bedienten sich die Tiere einfach einer Nachbarameise, um sich an ihr festzuhalten. Dies gelang fast allen Tieren – nur etwa jede Zehnte schwebte orientierungslos in der Box umher. So wurde durch die Schwerelosigkeit das Erkunden zwar erschwert, nicht jedoch unterbunden. Die Ameisen legten, abseits dieser Anpassungsleistungen, das übliche Verhalten an den Tag.
Suchalgorithmen im Test
Forscher der Harvard-Universität in den USA haben nun kleine Ameisen-Roboter entwickelt, die ohne fremde Anweisungen zusammenarbeiten. Einen homogenen Schwarm aus 1024 künstlichen Maschinen, die sich sogar selber nachbilden können und dadurch „vermehrungsfähig“ sind.
Die Bewegungsprozesse dieser „Ameisen-Roboter“ werden über einen Mikroprozessor, einen Infrarotsensor und einen Vibrationsmotor gesteuert.
Das Projekt ist bereits soweit gediehen, dass jeder der 1024 Roboter drei soziale Fähigkeiten besitzt: Sie können sich einer Gruppe anschliessen, ihre Fortbewegung analysieren und ihre Position im Vergleich zu anderen Robotern messen.