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Forschung aus Kärnten - AAUTechnik bringt die Industrie ins Schwärmen

Produktionsabläufe werden immer komplexer – daher nehmen Forscher sich die Natur als Vorbild für verbesserte Effizienz.

Schwärme zeigen eine einzigartige Vernetzung und Selbstorganisation, die auch auf Maschinen übertragbar ist
Schwärme zeigen eine einzigartige Vernetzung und Selbstorganisation, die auch auf Maschinen übertragbar ist © Fotolia/st1909
 

Moderne Industrieanlagen haben es in sich: Über 1000 einzelne Maschinen werken unter einem Dach, um die verschiedensten Produkte herzustellen. Von Autoteilen angefangen bis hin zu Elektronik, Produktionsprozesse der Industrie sind über die Jahre enorm aufwendig geworden und benötigen zahlreiche Einzelschritte. Das bringt komplizierte logistische Herausforderungen mit sich – die mit Anleihen aus der Natur gemeistert werden könnten.

Forscher beschäftigen sich schon länger mit dem Verhalten von Tierarten, die sich in Schwärmen bewegen. Mittlerweile ist es möglich, das Schwarmverhalten mit mathematischen Begriffen zu beschreiben, mit sogenannten Algorithmen. „Nahezu alles in der Natur lässt sich mathematisch abbilden. Meistens ist dies sehr komplex, da alles auf irgendeine Weise miteinander interagiert, und das selbst-organisiert“, sagt Melanie Schranz. Sie leitet ein Forschungsprojekt, das das Potenzial von Schwarmintelligenz in der Industrie untersucht.

Die Hoffnung dahinter: Indem man versteht, wie sich große Schwärme organisieren und gemeinsam handeln, kann daraus abgeleitet werden, wie große Industrieanlagen mit Tausenden Maschinen möglichst effizient gesteuert werden können. Schranz erklärt dies am Beispiel von Ameisen: „Diese kooperieren ohne eine zentrale Steuerungseinheit und führen lokale Regeln aus, angepasst an die jeweilige Situation in ihrer Umgebung. Durch diese kleinen, einfachen Interaktionen entwickelt sich ein globales Verhalten, das komplexe Aufgaben bewältigt. Eine Ameise alleine könnte nicht überleben, Futter suchen oder ein Nest bauen, aber als Schwarm sind sie unschlagbar! Und genau das versuchen wir in die technische Welt zu übertragen.“

Das Schwarmsystem erlaube nicht nur extreme Effizienz, sondern auch Ausfallsicherheit bei Fehlern oder Störungen. Das Projekt namens SWILT befindet sich in der Anfangsphase, zunächst sollen die mathematischen Modelle entwickelt werden, die dann später zur Anwendung in Produktionsanlagen kommen.

Die heimische Industrie ist schon jetzt hellhörig geworden: Neben Uni Klagenfurt und Lakeside Labs sind auch Infineon und die Softwareschmiede Novunex an Bord des Projekts.

Projektinfos

SWILT steht für „Swarm Intelligence Layer to Control Autonomous Agents“. Erst im Oktober startete dieses Projekt, das vom FFG gefördert wird und über ein Budget von einer Millionen Euro verfügt. Neben den Lakeside Labs ist das Institut für Vernetzte und Eingebettete Systeme (Wilfried Elmenreich, Alpen-Adria-Universität) beteiligt.

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