Statistische Physik : Wie sich Mini-Roboter effektiv einsetzen lassen
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Selbstorganisation: Wie sich die Roboter in einem abgegrenzten Raum verteilen, haben die Forscher in Computersimulationen und mit echten Mini-Maschinen untersucht. Bild: Frank Siebers
Winzige Roboter, die Medikamente transportieren, könnten im Kollektiv mehr bewirken. Wie sich ihre Leistung steigern lässt, haben Mainzer Physiker in einem Modell untersucht.
Mini-Roboter könnten der Medizin wertvolle Dienste leisten – etwa, indem sie Medikamente im Körper genau dorthin bringen, wo sie gebraucht werden.Forscher der Uni Mainz haben in einem Modell untersucht, wie diese winzigen Helfer im Kollektiv wirksamer eingesetzt werden können.
Die Wissenschaftler um Thomas Speck nutzten für ihr Experiment kleine, kommerziell erhältliche Roboter, sogenannte Walker. Sie werden von Vibrationen angetrieben und bewegen sich auf zwei Reihen von Beinchen vorwärts. Wenn sich die Beine von Roboter zu Roboter leicht unterscheiden, beschreiben die kleinen Maschinen kreisförmige Bahnen, von denen jede einen anderen Radius hat. Bei Kontakt richten sich die Walker aneinander aus.
Mit Methoden der Statistischen Physik haben Speck und seine Kollegen das Verhalten eines Roboterschwarmes analysiert. Dabei zeigte sich, dass Walker mit leicht unterschiedlichen Beinchen weniger Zeit brauchten, um einen Raum zu erkunden. Außerdem sortieren sie sich, wenn sie durch eine Wand eingegrenzt sind: Je nach Bewegungsradius kleben sie an der Wand oder sammeln sich im Innern.
„Dieses Verhalten könnte man ausnutzen, beispielsweise wenn die Roboter eine Fracht transportieren sollen und dazu mit der Fracht wechselwirken“, erklärt Speck. „Dann würde das Tempo, mit dem sie den Raum erkunden, zunehmen, und die Fracht könnte in der Folge schneller geliefert werden.“
