zwei mädchen interagieren mit roboter unter glasboden

Roboterschwarm im MoMath

Besucher des New Yorker Museums für Mathematik können seit Dezember 2014 einen ganzen Schwarm an selbstständig agierenden Robotern nicht nur ansehen, sondern auch direkt mit ihnen in Interaktion treten.
Das MoMath bezeichnet sich selbst als „das coolste, was jemals mit Mathe angestellt wurde“ und führt den Besucher auf einen gläsernen Fußboden, der ihm die Sicht auf das Gewimmel von bunt leuchtenden, kleinen Kerlchen freigibt.

Der Schwarm zeigt aktuell fünf verschiedene Verhaltensmuster, die der zentrale Steuerungsrechner nach Auswahl durch den Besucher aufruft. So folgt er z.B. einem beweglichen Ziel mit einem minimalen Abstand der Individuen untereinander, oder er flieht vor einem fremden Eindringling mit maximalem Abstand zu seinen Artgenossen. Ziel oder Eindringling ist der Besucher, der auf dem Glasboden herumspaziert. Ein MoMath-Rucksack mit einem ID-Chip am Schulterriemen teilt dem System Zahl, Position, Orientierung und Bewegung der Ziele mit. So bilden sich bei mehreren Besuchern auch Unter-Schwärme, die unabhängig voneinander agieren. Ein Ebenbild natürlicher Schwärme, ob Räuber oder Beute.

swarm2Quelle: http://momath.org/home/robot-swarm/

Aufbau des Schwarmroboters

Die Schwarmtechnologie basiert auf einem Zentralrechner, der nicht nur das vollständige Layout der Schwarmarena kennt, sondern die jeweiligen Verhaltensprogramme für die individuellen Roboter parallel prozessiert und die Fahrbefehle per Funk an diese übermittelt. In jedem Schwarmroboter werden die Fahrprogramme in einem FPGA verarbeitet und in die Bewegung der Räder umgesetzt. Das zentrale System hat den Vorteil, dass die Individuen selbst mit einem Minimum an Sensoren auskommen, aber trotzdem der Gesamtzustand des Schwarms dem Computer bekannt ist. Jeder Roboter hat eine Kamera, die auf ein flächendeckendes Muster auf Kreisen unter ihn herum schaut, woraus seine Position und Orientierung ermittelt werden.

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Quellen:

Bilder

momath.org/home/robot-swarm/
spectrum.ieee.org/…/play-with-a-swarm-of-robots-at-nycs-museum-of-mathematics

Sonstige Quellen:

spectrum.ieee.org/…/
theverge.com/…/how-to-be-a-god-among-machines-momath-robot-swarm

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