Pflanzenwurzeln als KI-Vorbild

Messung radioaktiver Strahlung und anderer biologischer, chemischer oder geologischer Spuren, Untersuchung von lokalen Wetter- und Klimaphänomenen mit einer hohen räumlichen Auflösung: Dies sind zumindest einige der Anwendungsgebiete, die sich Wissenschaftler der Weltraumbehörde ESA und der Uni Lissabon im Rahmen des Forschungsprojektes "Path Planning Strategies inspired by Swarm Behaviour of Plant Apexes" vorstellen. Die biologische Grundlage für das Schwarmverhalten der neuartigen Maschinen, die auch auf Asteroiden und fremden Planeten eingesetzt werden könnten, bildet dabei nicht wie in der bionischen Robotik zumeist üblich ein Vorbild aus dem Tierreich, sondern das Schwarmverhalten von Pflanzenwurzeln, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Dass sich die Wissenschaftler für Wurzelspitzen entschieden haben, hat eine Reihe von Gründen: "Alle das Wachstum der Wurzel betreffenden Entscheidungen werden in den Wurzelspitzen getroffen und auch die Wahrnehmung der Umgebung vollzieht sich größtenteils dort – und das, obwohl wir hier kein komplexes Gehirn wie bei den sonst bekannten Schwarmtieren finden", sagt Projektleiter Prof. Dr. Tobias Seidl von der ESA.

Gegenüber biologischen Vorbildern aus dem Tierreich haben Pflanzenwurzeln aus Sicht der Forscher zudem zwei entscheidende Vorteile: Zum einen sei der Entwurf der "Forschungsstrategie" gewissermaßen in die Wurzel eingeprägt und lasse sich somit direkt beobachten. "Wenn Sie einen Schwarm verstehen wollen, müssen Sie alle Mitglieder des Schwarms während der Aktionen verfolgen. Eine Wurzel ist schon "fertig" wenn man Sie ausgräbt: Sämtliche Entscheidungen aller einzelnen Apices sind in der gewachsenen Wurzel sichtbar und somit lesbar", erklärt Seidl. Zum anderen seien bei anderen biologischen Systemen Tausende von Experimenten erforderlich, um daraus Muster für geeignete Forschungsstrategien ableiten zu können.

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(bsc)