Ähnlich wie Motten eine Duftquelle aufspüren, sollen in Zukunft auch Roboter ein Ziel erschnüffeln: Mit einer speziellen Rechenmethode könnten sie die Duftsignale etwa von Gefahrstoffen in der Luft auswerten und sich dann im Zickzack oder in S-Kurven auf die Geruchsquelle zu bewegen. Genau dieses Prinzip haben nun französische Forscher um Massimo Vergassola vom Pasteur-Institut in Paris in ein Computermodell übertragen. Das Verfahren führt auch dann ans Ziel, wenn durch Luftverwirblungen zeitweise keine Duftstoffe von den Sensoren gemessen werden.
Die klassische Methode bei der Suche nach einer Duftquelle, einfach der ansteigenden Stoffkonzentration in der Luft zu folgen, klappt in vielen praktischen Fällen nicht: In größerer Entfernung von der Quelle nimmt die Konzentration sehr schnell ab und liegt dann häufig unter der Nachweisgrenze von Sensoren. Auch können schon kleinste Luftverwirbelungen dazu beitragen, dass die Sensoren stark schwankende Duftintensitäten messen. Bisweilen registrieren sie dann gar nichts oder aber ein Duftwölkchen überstreicht mit der Luft für kurze Zeit die Sensoren. In ihrer Rechenvorschrift für die Auswertung von Sensorsignalen gelang es den Forschern um Vergassola nun, diese Effekte berücksichtigen.
Die Wissenschaftler simulierten dazu im Computer die Ausbreitung von Duftstoffen von einer Quelle. Ein künstlicher Luftwirbel verteilte den Duft zusätzlich im Untersuchungsgebiet. An den Rand dieses Gebiets setzte Vergassola einen virtuellen Roboter, der die eintreffenden Duftmoleküle oder Duftfahnen registrierte. Aus dem Messprofil berechneten die Forscher dann die Eigenbewegung der Roboters. Dessen Vorgehen aufgrund der Rechenvorschrift ähnelte verblüffend den Bewegungen einer Motte, beobachteten die Wissenschaftler: Im Zickzackkurs und in S-Kurven kam der Roboter seinem Ziel immer näher.
Das Modell ließe sich auf reale Roboter einfach übertrage, so die Forscher. Ausgerüstet mit chemischen Sensoren könnten diese beispielsweise bei Gefahrstoffunfällen, verborgenen Lecks in Chemieanlagen oder bei der Suche nach geschmuggelten Drogen den Herkunfts- oder Austrittsort von Substanzen ausfindig machen.
New Scientist, Online-Dienst Originalarbeit: Massimo Vergassola (Institut Pasteur, Paris) et al.: Nature, Bd. 445, S. 406 ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
