Onderzoekers van de Universiteit van Klagenfurt hebben zwermalgoritmen ontwikkeld waardoor zelfstandig rijdende auto’s, drones en robots hun werk kunnen doen zonder elkaar in de weg te zitten. Ze lieten zich daarbij leiden door voorbeelden uit de natuur.

Wanneer meerdere robots in een magazijn werken, worden ze meestal aangestuurd door gecentraliseerde systemen. Ze rijden over de werkvloer of op rails. Dat wordt echter wat anders als ze vliegen of vrij op de weg rijden. Om zelfrijdende auto’s en drones zonder botsingen in een gezamenlijke ruimte te laten functioneren, kan dat het beste via zwermintelligentie, zoals insecten dat gebruiken.

Zelf-georganiseerde systemen

Het Institut für Vernetzte und Eingebettete Systeme   van de Universiteit Klagenfurt beschikt over de nodige expertise op het gebied van simulatie. Binnen het EU-Horizon2020 project CPSwarm heeft het team rond Wilfried Elmenreich geschikte zwermalgoritmen ontwikkeld voor de aansturing van zelf-voortbewegende voertuigen in zelf-georganiseerde systemen. De bijbehorende software is gratis online beschikbaar voor alle ontwikkelaars.

De inspiratie kwam door modellen uit de natuur. Net zoals vissen communiceren om zich in een school te organiseren, moeten de machines ook als geheel intelligent leren handelen. Om dit te bereiken moesten er zwermalgoritmen worden gevonden die het gedrag van entiteiten in zelf-georganiseerde systemen optimaliseren volgens vooraf gedefinieerde criteria.

Vooraf vastgestelde criteria

De studie is gebaseerd op de open-sourcesoftware FREVO, die jaren geleden is ontwikkeld. Om het optimale gedrag van de  te bepalen, kreeg de software een gesimuleerde situatie voorgeschoteld, waaruit vervolgens een geschikt algoritme ontstond. Alleen de eisen werden gedefinieerd, het programma zelf werd geschreven door het systeem, verklaart Elmenreich, die de studie leidde.

Het doel was om de deelnemende industriële partners te voorzien van zwermalgoritmen die als het ware in de vorm van een gereedschapskist wordt aangeboden. Deze toolbox moet in staat zijn om praktische problemen op te lossen die zich voordoen wanneer

  • voertuigen autonoom rijden;
  • drones gezamenlijke missies uitvoeren.

Een volledig nieuw aspect was het verbeteren van de samenwerking tussen drones en robots op de grond.

Nog veel onderzoekspotentieel

Elmenreich ziet nog veel onderzoekspotentieel voor de toekomst: “Machines worden steeds autonomer en kleiner. Als we bijvoorbeeld denken aan kleine robots die op onze stoepen bewegen en goederen afleveren, dan zien we dat deze handelen zonder een menselijke bestuurder en ze proberen een taak in grote aantallen uit te voeren. Er zijn hier zwermen nodig om de technologie vooruit te helpen. Dit omvat onze CPS-warme resultaten.”

Hoofd van het project was Claudio Pastrone van het stituto Superiore Mario Boella Sulle Tecnologie Dell’informazione E Delle Telecomunicazioni Associazionel in Turijn.

Ook interessant:

Kunstmatige intelligentie helpt het onderzoek naar zwermgedrag bij sprinkhanen én robots