Bessere Roboter dank Stabheuschrecken

Von der Naturbeobachtung zur Robotik

Der Biologe Holk Cruse von der Universität Bielefeld hat die Bewegungen von Stabheuschrecken beobachtet und seine Erkenntnisse auf die Robotik übertragen. Er ist überzeugt, auf diese Weise bessere Roboter zu bauen - auch wenn er in Wirklichkeit etwas ganz anderes herausfinden will. Im Hamburger Körberforum hat er kürzlich seine Forschungsergebnisse vorgestellt.

Eigentlich interessieren ihn Roboter nicht, sagt Holk Cruse. Trotzdem gehört der von ihm mitentwickelte Roboter zu den besten, die derzeit herumlaufen. Oder vielleicht gerade deshalb.

"Ich will wissen, wie das menschliche Gehirn funktioniert", bekennt Cruse, der an der Universität Bielefeld biologische Kybernetik und theoretische Biologie lehrt. Und um das zu verstehen, baut er Roboter.

Will wissen, wie das Gehirn funktioniert: Holk Cruse

Genauer gesagt: Er experimentiert mit Tieren, um auf das Verhalten ihres Gehirns zu schließen. Für Cruse ist das Gehirn nämlich auch nichts anderes als eine Maschine, die Verhalten erzeugt. Denken ist seiner Definition nach Vorausplanen, die mentale Simulation einer Bewegung, bevor sie durchgeführt wird. Kurz: "Das, was Freud als Probehandeln bezeichnet." Was lag da also näher, als seinerseits eine Maschine zu bauen, die Verhalten erzeugt? In diesem Fall ist das erzeugte Verhalten das Laufen. Dieses sei, erklärt Cruse, ein wichtiges Thema in der Robotik, um daran Steuermechanismen zu studieren.

Als Studienobjekt dienten den Bielefelder Biologen Stabheuschrecken. Diese setzten sie, an einem Gestell befestigt, auf ein Laufrad. Setzt sich das Laufrad in Bewegung, begannen die Insekten ihre sechs Beine zu bewegen. Die Wissenschaftler filmten sie dabei und studierten anschließend die Videos. Ein Muster war schnell gefunden: Für jedes Bein gibt es nur zwei Phasen: eine, in der das Bein in der Luft, und eine andere, in der es auf dem Boden ist. Doch bei sechs Beinen ist eine Koordination nicht so einfach. Was aber, so die Überlegung, wenn es gar keine zentrale Steuerung gibt? Tatsächlich konnten die Wissenschaftler eine dezentrale Koordination der Beine mit nur wenigen Regeln beschreiben. Wichtigste Regel: Ist ein Bein in der Luft, muss das benachbarte auf dem Boden sein.