Schwarmintelligenz 03.03.2020, 14:27 Uhr

Autonome Autos sprechen Ziele untereinander ab

Ein an der Northwestern University ausgeklügelter Algorithmus soll die dezentrale Steuerung von autonomen Fahrzeugen ermöglichen.
100 Roboter beim Test an der Northwestern University
(Quelle: Northwestern University )
Um die Sicherheit fahrerloser Autos zu garantieren, haben Forscher der Northwestern University den ersten dezentralen Algorithmus entwickelt, der Kollisionen vermeidet. Sie testeten die Rechenvorschrift mit 1024 virtuellen Fahrzeugen und mit einem 100-teiligen Schwarm von echten Roboterautos unter Laborbedingungen. In weniger als einer Minute formierten diese sich zu einem vorher festgelegten Muster ohne sich zu berühren.

Zentrale Kontrolle überflüssig

«Wenn viele autonome Fahrzeuge auf der Strasse unterwegs sind, sollen sie nicht miteinander kollidieren oder in einen Stau geraten. Wenn wir es verstehen, einen Schwarm so zu kontrollieren, dass er eine vorbestimmte Form annimmt, verstehen wir auch, wie man eine Flotte autonom fahrender Autos dazu bringt, miteinander zu kommunizieren», so Assistenzprofessor Michael Rubenstein.
Der Algorithmus macht eine zentrale Kontrolle, die oft für ein Fehlverhalten sorgt, für einen Schwarm autonomer Roboter obsolet. Er sorgt dafür, dass ein Fehler eines Fahrzeugs zum kleinstmöglichen Schaden führt. «Wenn bei einer zentralen Steuerung ein Fahrzeug ausfällt, bricht das ganze System zusammen. In einem dezentralisierten System gibt es dagegen keinen Führer, der den anderen Fahrzeugen sagt, was zu tun ist. Jedes Fahrzeug trifft seine eigenen Entscheidungen.» Wenn einer ausfalle, könne der Schwarm seine Aufgaben immer noch erfüllen.

Fahrzeuge nehmen Rücksicht

Um das gefahrlose Miteinander zu erreichen, betrachtet der Algorithmus die Fläche, auf der sich die Fahrzeuge bewegen, als Gitternetz. Mit einem GPS-ähnlichen Navigationssystem weiss jedes Fahrzeug, wo es sich gerade befindet. Bevor er eine Entscheidung über seine nächste Bewegung trifft, kommuniziert jeder Roboter mit seinen Nachbarn und überprüft, ob der Platz, zu dem er sich bewegen will, frei ist.
«Keiner bewegt sich zu einer Stelle, bevor er nicht weiss, ob sie frei ist und kein anderes Fahrzeug dieses Ziel hat», verdeutlicht Rubenstein abschliessend. Er glaubt, dass sein Algorithmus nicht nur die fehlerfreie Navigation von fahrerlosen Autos auf öffentlichen Strassen ermöglicht, sondern auch das sichere Miteinander von Staplern in grossen Lagerhallen schafft.
Der Roboterschwarm formt das grosse «N» der Northwestern University
Quelle: Northwestern University

Autor(in) Wolfgang Kempkens, pte


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