Roboter kommunizieren "tanzend" – Kommunikation bei Bienen abgeschaut
Per "Schwänzeltanz" teilen Bienen ihren Artgenossen mit, wo sie nektarreiche Blüten finden. Wissenschaftler nutzen das in der Roboterkommunikation.
(Bild: Science X)
Den eigenen Namen tanzen ist für Roboter wohl weniger sinnvoll. Über Bewegungsmuster können sie jedoch beim kollaborativen Arbeiten mit Menschen und Robotern visuell kommunizieren – etwa dann, wenn bei Rettungsaktionen in Katastrophengebieten die Kommunikation über Funksignale nicht möglich ist.
Vom Bienenschwänzeltanz zur Roboterkommunikation
Forscher der University of Maryland sowie des Indian Institute of Science (IISc) im indischen Bangalore haben sich dabei den Bienentanz zum Vorbild genommen. Bienen teilen ihren Artgenossen per "Schwänzeltanz" mit, in welcher Richtung und Entfernung vom Bienenstock unter Berücksichtigung der Sonne sich nektarreiche Blüten befinden. Dabei signalisiert die Dauer des Tanzes die Entfernung. Was sich simpel anhört, ist eine effektive Methode, um komplexe geografische Informationen weiterzugeben.
Die Wissenschaftler entwickelten für die Roboter ein visuelles Kommunikationssystem, wie aus ihrem in Frontiers in Robotics and AI veröffentlichten Paper "Bio-Inspired Vision and Gesture-Based Robot-Robot Interaction for Human-Cooperative Package Delivery" hervorgeht. Kameras nehmen das Bild auf. Eine computergestützte Bildauswertung interpretiert dann etwaige Gesten von Menschen sowie spezielle Roboterbewegungsmuster und deren Ausführungsdauer. So können Roboter anderen Robotern eine Richtung und Entfernung mitteilen.
Robotertanz im Lagerhaus
Die Wissenschaftler nahmen sich dabei einer praktischen Aufgabenstellung in einem Lagerhaus an: Ein Lagermitarbeiter benötigt einen Transportroboter, der eine Fracht befördern soll. Per Geste teilt der Mensch einem Botenroboter mit, dass er einen Transportroboter benötigt. Die Aufgabe des Botenroboters besteht nun darin, einen solchen Transportroboter zu finden und ihm per Robotertanz mitzuteilen, wo er hinfahren muss.
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Im Video ist die Umsetzung zu sehen. Der Botenroboter erhält per Geste den Auftrag, einen Transportroboter heranzuholen, der ein Paket transportieren soll. Der Botenroboter fährt zu einem Transportroboter und "tanzt" einen Pfeil, der in die Richtung zeigt, in die er fahren soll. Die Dauer für das Abfahren des Pfeils signalisiert die Entfernung. Der Transportroboter nimmt die Informationen über das Kamerasystem auf und fährt los. Neben dem Test im Lagerhaus überprüften die Forscher, wie gut die Gesten erkannt wurden. Demnach erkannten die Roboter die Gesten zwischen 90 und 93,3 Prozent richtig.
Potenzial und Anwendungsgebiet
Kaustubh Joshi von der University of Maryland und Erstautor der Studie sieht ein hohes Potenzial in der Technik. Sie sei recht einfach zu implementieren, weil Roboter oft schon über Kamerasysteme und eine ausreichende Rechenleistung verfügen. "Diese Methode beruht auf der Sicht des Roboters durch eine einfache Kamera und ist daher mit Robotern verschiedener Größen und Konfigurationen kompatibel und skalierbar", sagt er.
Das Anwendungsgebiet für diese Technik dürfte wohl vornehmlich nicht in Lagerhäusern liegen, denn hier kann die Roboterkommunikation auch per Funk erfolgen. In Bereichen, in denen Funkverbindungen gestört sind, könnte das System aber zum Einsatz kommen, wie der Hauptautor der Studie, Professor Abhra Roy Chowdhury vom IISc, erläutert: "Diese Technik könnte an Orten nützlich sein, an denen die Abdeckung durch Kommunikationsnetze unzureichend und unregelmäßig ist, wie zum Beispiel bei Such- und Rettungsaktionen von Robotern in Katastrophengebieten oder bei Robotern, die Weltraumspaziergänge unternehmen."
(olb)