de.wedoany.com-Bericht: Ein Forschungsteam der Universität Adelaide (Adelaide University) hat durch die Nachahmung des sozialen Kooperationsverhaltens von Bienen und Ameisen ein Schwarmrobotersystem für die Automatisierung im Bergbau entwickelt. Ziel ist es, die Effizienz und Anpassungsfähigkeit von Bergbauarbeiten zu verbessern und gleichzeitig die Abhängigkeit von zentralen Steuerungssystemen zu verringern. Die Studie mit dem Titel „Bio-Inspired Swarm Robots Design for Mine Automation“ wurde in der Fachzeitschrift „Natural Sciences“ veröffentlicht.
Da sich Bergbauaktivitäten in tiefere, abgelegenere und schwerer zugängliche Umgebungen ausdehnen, stehen traditionelle Automatisierungssysteme vor Herausforderungen wie hohen Kosten, geringer Flexibilität und Abhängigkeit von zentralen Steuerungen. Um Alternativen zu erkunden, setzte das Forschungsteam in einer simulierten Bergbau-Laborumgebung kleine Zumo 2040-Roboter ein und bewertete drei Methoden: ein Basissystem, bei dem Roboter nach dem Sammeln von Erz sofort zurückkehren; ein von Ameisen inspiriertes Modell, bei dem die Roboter die Aufgaben in Ressourcenlokalisierung und -transport aufteilen; sowie ein von Bienen inspiriertes System, das vor dem Sammeln von Materialien zunächst aktiv die Umgebung erkundet und kartiert.
Dr. Joven Tan, Hauptautor der Studie und Teil seiner Doktorarbeit an der Fakultät für Chemieingenieurwesen der Universität Adelaide, erklärte, dass soziale Insekten äußerst effiziente Methoden zur gemeinsamen Problemlösung entwickelt hätten. Die Anwendung dieser Konzepte auf die Robotik könne für den Bergbau effizientere, anpassungsfähigere und zuverlässigere Systeme schaffen.
Labortests zeigten, dass die von Bienen inspirierte Methode die besten Ergebnisse erzielte. Im Vergleich zum Basissystem reduzierte diese Methode die zurückgelegte Strecke um bis zu 80 %, senkte den Energieverbrauch um etwa 50 % und beschleunigte die Erztransportaufgaben um 60 %, indem sie zunächst die Ressourcenpositionen erkundete und speicherte, bevor sie mit dem Sammeln begann. Auch die von Ameisen inspirierte Methode verbesserte die Leistung, indem sie einzelnen Robotern unterschiedliche Rollen zuwies (ein Roboter identifiziert Ressourcen, ein anderer transportiert sie).
Projektleiterin und Mitautorin Dr. Noune Melkoumian wies darauf hin, dass die Natur über Millionen von Jahren effiziente Methoden der Schwarmkooperation entwickelt habe. Das Erlernen dieser Systeme ermögliche die Entwicklung neuer, flexiblerer, zuverlässigerer und effizienterer Technologien. Das Forschungsteam betonte, dass diese Konzepte in einer Laborumgebung mit physischen Robotern getestet wurden und nicht nur auf Computersimulationen beruhen.
Obwohl vor dem Einsatz dieser Technologie in aktiven Minen noch weitere Arbeiten erforderlich sind, darunter die Verbesserung von Sensoren, die Verlängerung der Batterielebensdauer und die Anpassung des Systems an unvorhersehbare unterirdische Umgebungen, könnte die Schwarmrobotik letztlich in gefährlichen oder schwer zugänglichen Minengebieten eingesetzt werden, um die Produktivität zu steigern und gleichzeitig das Risiko für Arbeiter zu verringern. Die Technologie könnte in Zukunft auch im Weltraumbergbau Anwendung finden, wo autonome Systeme voraussichtlich eine Schlüsselrolle spielen werden. Die Studie mit dem Titel „Bio-Inspired Swarm Robots Design for Mine Automation“ wurde in der Fachzeitschrift „Natural Sciences“ veröffentlicht.
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