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Freitag, 30.09.2016
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Insekt steuert Roboterfahrzeug

Per Trackball lenken Mottenmännchen den Roboter zum lockenden Duftsignal

Um zu einem Weibchen zu kommen, fahren Motten-Männchen sogar mit dem Auto: Japanische Forscher haben ein Roboterfahrzeug entwickelt, das über eine Art Trackball von den Insekten gesteuert werden kann. Angelockt durch den Sexual-Lockstoff ihrer Weibchen lenkten die männlichen Seidenspinner den Roboter stets erfolgreich zum Ziel - und glichen selbst künstlich eingebaute Lenkhemmnisse dabei aus, wie die Forscher im Fachmagazin "Bioinspiration and Biomimetics" berichten.
Die Motte steuert den Roboter durch Krabbeln auf dem Trackball

Die Motte steuert den Roboter durch Krabbeln auf dem Trackball

Für ihr bizarres Konzept haben die Forscher um Noriyasu Ando von der Universität Tokyo ihre Versuchstiere am Rücken so fixiert, dass die Beinchen der Tiere auf einem beweglichen Styroporball standen. Dieser bildete die Steuereinheit des Robotergefährts. Durch ihre Laufbewegungen konnten die Motten den Ball drehen - und erzeugten so einen ähnlichen Effekt wie bei einem Trackball: Es entstanden Signale, die den Motoren der Räder als Information dienten. Naturgemäß laufen Mottenmännchen zielstrebig in die Richtung, aus der der Duft eines Weibchens zu ihnen dringt. Entsprechend drehten die Füßchen der Insekten nun den Steuerball.

Die insgesamt 14 sechsbeinigen Testpiloten steuerten ihre Roboter auf diese Weise über eine 18 Zentimeter lange Teststrecke und erreichten stets erfolgreich das Ziel - ein Papierchen, das mit dem Sexual-Lockstoff des Weibchens getränkt war. Hatten sie sich einmal verfahren, waren die Tiere sogar in der Lage, ihre Fahrtrichtung zu korrigieren, wie die Wissenschaftler berichten.

Die Motte bewegt sich instinktiv in Richtung des Lockstoffs - und bestimmt so die Fahrtrichtung

Die Motte bewegt sich instinktiv in Richtung des Lockstoffs - und bestimmt so die Fahrtrichtung

Sichere Navigation trotz Schlagseite


Um die Fahrkünste der kuriosen Piloten weiter auszuloten, verschärften die Forscher sogar die Bedingungen: Sie manipulierten den Roboter, so dass er sich in eine Richtung schneller drehte als in die andere oder verzögert auf die Bewegungen des Steuerrades reagierte. „Das ist vergleichbar mit dem Steuern eines Fahrrades, das Schlagseite hat“, sagt Noriyasu Ando. „Auch der Mensch braucht Training, um mit so etwas zurecht zu kommen“. Zwar irrten die Motten nun etwas länger umher als ohne diese Beeinträchtigung, sie konnten sie aber kompensieren und gelangten so dennoch ans Ziel.


Aus der Sicht der Robotertechnik und deren Steuerungssystemen ist das Spannende an diesem Konzept, dass die Geruchssensoren der Tiere die Richtung immer wieder neu erfassen können, betonen die Wissenschaftler. „Die meisten technischen Konzepte, wie beispielsweise Halbleiter-Sensoren, haben eine langsame Erholungszeit und sind nicht in der Lage, die zeitliche Dynamik von Gerüchen zu erkennen“, erklärt Ando. Die Riech-Systeme der Motten sind dem Forscher zufolge deshalb das große Vorbild bei der Entwicklung von Technologien, die Geruchsinformationen nutzen können, um motorische Einheiten zu steuern.

Die Fahrt der Motte mit dem Roboterfahrzeug ist auch in diesem Video zu sehen.
(IOP Science, 06.02.2013 - MVI)
 
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