Roboterarchitektur. Der Bauarbeiter der Zukunft

Abstract

Ein Swarm Robotic System setzt sich aus vielen kleinen Einheiten (Agenten) welche über Entscheidungs- und Handlungsmöglichkeiten verfügen. Das System-Verhalten ergibt sich dabei aus dem Verhalten der einzelnen Agenten und wird nicht von einem übergeordneten System kontrolliert. Dies soll im Rahmen meiner Diplomarbeit anhand von wandelbarer, selbstorganisierender Architektur untersucht werden. Hierbei entwickeln spinnenähnliche, steigfähige Roboter (Agenten) eine Struktur aus Fasern, welche sie selbst erzeugen. Die daraus entstandenen Strukturen können bei neuen Anforderungen umgestaltet bzw. auch wieder rückgebaut werden. Die Agenten stellen den „Bauarbeiter der Zukunft“ dar. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Nachhaltigkeit. Analog zu dem Begriff Urban Mining erfolgt hier die Materialgewinnung in Form eines „Waste Mining“. Die Agenten werden an verschmutzten Stränden ausgesetzt und sammeln und sortieren dort den angespülten Müll. Aus dem verwertbaren Kunststoff wird dann druckbares Filament generiert. Nach einer Art Bedürfnispyramide entwickeln sie dann Strukturen die zunächst zum Sortieren des Mülls (Körbe) bis hin zu von Menschen und Tieren nutzbaren Architekturen reichen. Ziel der Diplomarbeit ist eine Simulation des Entstehungsprozesses und die Visualisierung der generierten architektonischen Strukturen mittels 3D-Druck sowie der Bau eines Prototyps.

A Swarm Robotic System consists of many small units (agents) which have decision and action options. The system behavior results from the behavior of the individual agents and is not controlled by a higher-level system. This will be examined in the context of my diploma thesis based on changeable, self-organizing architecture. Here spider-like robots (agents) develop a structure of fibers, which they produce themselves. The resulting structures can be redesigned or even dismantled to meet new requirements. The agents represent the „construction worker of the future“. A special focus is on sustainability. Analogous to the term urban mining takes place here the material extraction in the form of a „waste mining“. The agents are exposed on polluted beaches, collect, and sort the washed-up garbage. From the recyclable plastic printable filament is then generated. After a kind of need pyramid, they then develop structures that initially range from the sorting of trash (baskets) to architecture that can be used by humans and animals. The aim of the diploma thesis is a simulation of the development process and the visualization of the generated architectural structures by means of 3D printing as well as the construction of a prototype.