Heuschrecken als Vorbild für neuronale Steuerung von Maschinen Laufroboter mit Nervensystem - scinexx | Das Wissensmagazin
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Laufroboter mit Nervensystem

Heuschrecken als Vorbild für neuronale Steuerung von Maschinen

Scorpion auf "Wanderschaft" © Harald Frater

Ist es möglich, eine mehrbeinige Laufmaschine zu konstruieren, deren neuronale Steuerung dem biologischen Nervensystem nachempfunden ist? Dieser Frage geht das Projekt „Neurokybernetik mehrbeiniger Laufsysteme“ nach, das zum Ziel hat, unterschiedliche vier-, sechs-, oder achtbeinige Laufmaschinen nach Vorbild der Natur zu entwickeln.

Erst neuere Ergebnisse der Neurobiologie ermöglichen genauere Einsichten in die Struktur und Funktion der neuronalen Systeme, die das Laufen bei Tieren, wie zum Beispiel das von Stabheuschrecken, steuern. Damit wird erstmals ein direkter Vergleich der biologischen Systeme mit solchen künstlichen neuronalen Netzen ermöglicht, die zur Laufkontrolle von Robotern eingesetzt werden.

„Für potentielle Anwendungen ist die Mechatronik der Maschine so ausgelegt, dass sie sich frei und autonom in rauem Gelände, wie beispielsweise in Parkanlagen, bewegen kann“, erklärt Frank Pasemann vom Institut für Kognitionswissenschaft (IKW) der Universität Osnabrück. Die biologisch inspirierte Art der Steuerung soll darüber hinaus flexible Gangarten ermöglichen, so dass die Maschine „tierartig“ auf sich ändernde Umweltbedingungen reagieren kann. Die neuronale Steuerung soll mit Hilfe von Techniken der Evolutionären Robotik entwickelt werden.

Das wissenschaftliche Ziel des Projekts besteht darin, mögliche Mechanismen einer künstlichen neuronalen Kontrolle von komplexeren Animaten, also Maschinen, die sich ähnlich wie Tiere verhalten können, kennen zu lernen und sie mit solchen, bislang in der Biologie gefundenen zu vergleichen. „Es ist davon auszugehen, dass die Ergebnisse der beteiligten Arbeitsgruppen aus Biologie und Neurokybernetik für das jeweils andere Gebiet fruchtbar gemacht werden können. Dass also Mechanismen der durch Evolution erzeugten künstlichen Nervensysteme neue Einsichten in Funktionsweisen der biologischen Systeme ermöglichen, sowie umgekehrt die aufgedeckten neurobiologischen Strukturen und Funktionalitäten Vorbildcharakter für die künstlichen Systeme haben.“, so Pasemann.

(idw – Universität Osnabrück, 16.08.2006 – AHE)

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