Schwarmintelligenz für Roboter, die sich selbst steuern
Einer für alle – alle für einen: Das Schwarmprinzip opfert einzelne, wenn es dem Wohle des gesamten Kollektivs dient. Andererseits bietet das Leben im Schwarm viele Vorteile, die dem Einzeltier das Überleben sichert. Beutetiere finden sich zu Schwärmen oder Herden zusammen. Das macht es dem Jäger, wie beispielsweise Löwen oder Geparden schwer ein einzelnes Tier ins Visier zu nehmen. Daneben nutzen die Beutetiere ein gemeinschaftliches Verhalten, wie zum Beispiel ständige Richtungswechsel, die den Jäger zusätzlich irritieren. Haie nehmen nur die Silhouetten ihrer Gegner wahr. Ein Schwarm aus kleinen Fischen wirkt da übermächtig und der Hai greift lieber nicht an.
Keine Ameise wäre allein überlebensfähig
Doch auch Jäger profitieren vom Schwarmverhalten. Treiberarmeisen oder Piranhas sind erst im Verbund gefährliche Gegner. Die Futtersuche gelingt ihnen jedoch nur durch ausgefeilte Organisations- und Kommunikationsformen. Ameisen stehen in ständigem Informationsaustausch mit Mitgliedern ihres Staates. Die Kommunikation basiert auf Duftstoffen, den Pheromonen. Diese Substanzen locken oder waren die anderen Ameisen. Mit diesen Signalstoffen markieren die fleißigen Tierchen ihre Pfade. Entdeckt eine Arbeiterin eine ergiebige Futterstelle, so wird dieser Ort bald auch von den anderen Ameisen entdeckt. Damit steigt die Konzentration der Duftstoffe auf dem Weg dorthin. Versuche haben gezeigt, dass die Ameisen tatsächlich die kürzeste Strecke ausfindig machen: Bietet man ihnen zwei alternative Routen, eine kurze und eine lange Strecke, so bewegen sich innerhalb kürzester Zeit die meisten Ameisen auf dem kurzen Weg. Das spart Energie – und zwar der gesamten Kolonie. Somit wirkt auch das Verhalten einzelner auf das Gemeinwohl. Eine große Gruppe kann auch viel mehr Informationen sammeln, als einer allein das könnte. Diese Informationen effektiv zu nutzen, das macht die Intelligenz eines Schwarmes aus.
Evolution der Roboter
In der Robotik arbeitet man an sich selbst organisierenden Robotern, die in der Lage sind in einem Team effektiv zusammen zu arbeiten. Der Roboterschwarm ist ein nach dem Prinzip eines Insektenstaates ausgelegt. Es gibt keine zentrale Steuerung, sonder die einzelnen Maschinen koordinieren sich selbst. Das hat den Vorteil, dass bei einem Defekt eines Roboters nicht das ganze System ausfällt, wie es bei einer Steuerung über einen Zentralrechner der Fall wäre.
Die Orientierung und Kommunikation läuft nicht über Duftstoffe, sonder über Lichtsignale per Infrarot. Das Futter-Experiment, welches man mit den Ameisen durchgeführt hat, gelingt bereits auch den Robotern. Auch sie finden innerhalb kurzer Zeit den kurzen, optimalen Weg. Das gelingt allerdings nur, wenn die Gruppe der Roboter groß genug ist – was ein Beweis für die Intelligenz der Gruppe darstellt.
Sinn und Zweck der Roboterschwärme ist ihr Einsatz in der Minensuche, für Reinigungsaufgaben oder zur Erforschung des Weltalls. In einem Kybernetik-Projekt denkt man sogar noch weiter. So sollen die Maschinen sich irgendwann einmal selbständig weiterentwickeln. Dazu sollen sie Teile ihrer Programmierung quasi an andere Roboter vererben. Durch den Erfolg oder Misserfolg dieser Kombinationen sollen die nächsten Roboter-Generationen intelligenter werden – womit die künstliche Evolution der Maschinen erreicht wäre.