„Kakerlaken mögen dunkle Plätze und suchen gerne die Nähe anderer Kakerlaken. Am wohlsten fühlen sie sich an einem schattigen Ort neben einem Freund“, charakterisiert Prof. Roland Y. Siegwart vom Institut für Robotik und Intelligente Systeme seine Versuchstiere. Ausserdem sind sie einfach zu halten und relativ dumm. Dies macht sie zu beliebten Forschungstieren. Aus diesen Gründen wählte auch das europäische Forschungsteam mit Forschern der ETH Zürich und Lausanne Kakerlaken für ihre Studie und wollte wissen, inwiefern Roboter durch soziale Interaktion eine Kakerlakenpopulation beeinflussen können.

Interaktion von Robotern und Kakerlaken

Die Forscher untersuchten hierfür, wie sich eine gemischte Gruppe von Kakerlaken und Insektenrobotern namens Insbots kollektiv für einen Standort entscheidet. Das Verhaltensmuster der Kakerlakenpopulation wurde durch verschiedene Laborexperimente analysiert. Kakerlaken besitzen von Natur aus eine Vorliebe für dunkle Orte und organisieren sich selber. Das heisst, die optimale Wahl für einen Ort fällt auf Grund von Interaktionen und benötigt keinen Gruppenanführer.

Damit die Roboter allerdings an den Entscheidungen teilhaben können, müssen sie erst von den Kakerlaken als Gleichgesinnte akzeptiert werden. Daher erhielten die Roboter einen Mantel aus Filterpapier mit Lockstoffen, so genannten Pheromonen. Dieser Duftstoff wurde von männlichen Kakerlaken gewonnen. Wie Vergleiche mit unmarkierten Robotern zeigten, sind diese Pheromone wichtig für die Akzeptanz der Roboter, da Kakerlaken über diese chemische Substanz miteinander kommunizieren.

Entgegen den Vorlieben

Aus den Versuchen geht hervor, dass die Gruppe aus Kakerlaken und Robotern sich mehrzeitlich für die dunkelste Stelle entschied, wenn die Roboter ebenfalls mit einer Präferenz für schattige Plätze programmiert waren. Die Gruppe verhielt sich jedoch nicht mehr einheitlich, als die Roboter auf hellere Unterkünfte ausgerichtet wurden, was den Vorlieben der natürlichen Kakerlaken widerspricht. Dennoch waren die Roboter teilweise noch in der Lage, die Entscheide der Kakerlaken zu beeinflussen. In 61 Prozent der Fälle wählten diese entgegen ihrem natürlichen Verhalten den helleren Platz. In Abwesenheit der Roboter waren es nur 27 Prozent der Fälle.

Doch auch die Roboter waren so programmiert, dass sie das natürliche Verhalten der Kakerlaken simulierten. Die Roboter konnten so erkennen, ob andere Tiere neben ihnen standen. Der soziale Druck führte somit dazu, dass sich die Roboter in 39 Prozent der Fälle am dunkleren Ort niederliessen. Die Roboterkakerlaken dienten als technische Lockvögel, die jedoch im Stande waren, die Reaktionen der Kakerlaken wahrzunehmen und selbst darauf zu antworten.

Einsatz von Robotern

Die Experimente der Forschungsgruppe zeigen, dass eine soziale Interaktion von Robotern und Kakerlaken möglich ist. Auf diese Weise veränderten die künstlichen Kakerlaken den Entscheidungsverlauf. Durch die Integration von Robotern konnte somit das kollektive Verhaltensmuster verändert werden. „Die Forschungsresultate zeigen, dass sich mit den verwendeten Modellen das Verhalten der Kakerlaken mit Robotern simulieren lässt“, sagt Siegwart. „Die Studie ist interessant für eine weiterführende Analyse von Gruppenverhalten. Auch der Mensch besitzt einfache Verhaltensmuster.“ Eine mögliche Anwendung sieht Siegwart zusätzlich darin, dass künftig Roboterhühnern eingesetzt werden könnten, um die Aktivität echter Hühner zu verbessern.