Völlig neue Möglichkeiten für unkonventionelle Computer der Zukunft haben Forscher:innen der Universitäten Eindhoven, Stanford, Brescia, Oxford und Kaust mit ihrem neuesten Projekt eröffnet. Das geht aus einer Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft hervor. Die Gruppe rund um Paschalis Gkoupidenis, Gruppenleiter im Arbeitskreis von Paul Blom am Max-Planck-Institut für Polymerforschung, hat einen Lego-Roboter mit einem intelligenten und anpassungsfähigen elektrischen Schaltkreis ausgestattet, der aus weichen organischen Materialien besteht – ähnlich der biologischen Materie.

Diesen Roboter schickten die Wissenschaftler:innen durch ein hexagonal ausgerichtetes Labyrinth. Ausgestattet mit dem sogenannten neuromorphen Schaltkreis, konnte sich der Roboter falsche Abbiegungen merken und sich durch einen Lernprozess selbstständig in einem neuen Anlauf korrigieren.

Fuhr der Roboter in eine Sackgasse, wurde er durch korrigierende Reize davon abgehalten, diese falsche Entscheidung noch einmal zu treffen. Dafür wurden elektrische Signale, die von einem am Roboter angebrachten Berührungssensor ausgelöst worden waren, direkt auf den organischen Schaltkreis übertragen.

Wie es in der Pressemitteilung weiter heißt, lernte der Roboter mit jeder weiteren Ausführung allmählich, die Korrekturreize zu vermeiden und die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dieser Lernprozess fand demnach ausschließlich auf dem organischen adaptiven Schaltkreis statt.

„Wir wollten mit diesem einfachen Aufbau zeigen, wie leistungsfähig solche ‚organischen neuromorphen Geräte‘ unter realen Bedingungen sein können“, sagt Imke Krauhausen, Doktorandin in Gkoupidenis‘ Gruppe und an der TU Eindhoven sowie Erstautorin der wissenschaftlichen Arbeit. Weiter erklärt sie: „Genauso wie eine Synapse im Gehirn einer Maus jedes Mal gestärkt wird, wenn sie in einem psychologischen Labyrinth richtig abbiegt, wird unser Device auf eine bestimmte Menge an Elektrizität abgestimmt.“

Insgesamt brauchte der Roboter 16 Versuche, bis er sich den Weg aus dem 2 Quadratmeter großen Labyrinth bahnen konnte:

Von völlig neuen Möglichkeiten für Anwendungen in der realen Welt der Robotik, der Mensch-Maschine-Schnittstellen und Point-of-Care-Diagnostik spricht der Gruppenleiter Gkoupidenis: „Es ist zu erwarten, dass auch neuartige Plattformen für das Rapid Prototyping und die Ausbildung an der Schnittstelle von Materialwissenschaft und Robotik entstehen werden.“

Die Wissenschaftler:innen veröffentlichten die Ergebnisse ihres Experiments in der renommierten Fachzeitschrift „Science Advances“.