INSTITUT

FU Berlin, Fachbereich Mathematik und Informatik, Institut für Informatik

Vortrag des Informatik-Kolloquiums



 

                   Computerschwärme -

                   eine biologische Analogie für die Kooperation und Kommunikation mobiler Rechensysteme                         
                                                

Prof. Dr. Stefan Fischer, TU Braunschweig, Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund

 

Kommunikation zwischen mobilen Geräten spielt in der Informationsverarbeitung eine immer größere Rolle. Aus eigener Anschauung kennt dies jeder von seinem Handy, aber inzwischen gibt es auch "richtige" Computer wie z.B. PDAs, aber auch sehr einfache Sensoren und Aktoren, die in drahtlose Kommunikationsnetze eingebunden werden können. Auf dieser Basis kann man sich sehr mächtige Anwendungen vorstellen, mit deren Hilfe Probleme gelöst werden können, die bisher sehr komplex erscheinen. Genannt seien beispielsweise der Einsatz in Katastrophengebieten, die für Menschen nur schwer zugänglich sind. Es stellt sich allerdings die Frage, wie die Koordination zwischen den Geräten bewerkstelligt werden kann, wenn eine Anwendung möglicherweise Tausende solcher Geräte umfasst.

In diesem Vortrag soll ein neuer Ansatz vorgestellt werden, der sich am biologischen Vorbild des Schwarms orientiert. Schwärme organisieren sich selbst, um ein bestimmtes Ziel wie z.B. Erhalt der Art oder Nahrungssuche zu erreichen. Dazu nimmt jedes Mitglied des Schwarms entsprechend seinen Fähigkeiten eine bestimmte Rolle ein. Benachbarte Schwarmmitglieder kommunizieren auf eine bestimmte Art miteinander, um ihre Aktionen zu koordinieren. Analog betrachten wir die mobilen Geräte einer Anwendung als Schwarm, der bei Bedarf in das geographische Gebiet einer Anwendung eingebracht werden kann. Die einzelnen Geräte müssen dann ihre Rolle und möglicherweise ihren optimalen Arbeitsort finden und sich somit selbst organisieren. Der Anwendungsprogrammierer allerdings muss das einzelne Gerät nicht im Detail programmieren, sondern kann die Lösung auf sehr hoher Abstraktionsebene beschreiben.

Zunächst stellen wir die Idee des Schwarms mobiler Geräte im Detail vor. Anschließend wollen wir einen wichtigen Aspekt etwas genauer betrachten, nämlich den der Kommunikation zwischen benachbarten Geräten. Zu diesem Zweck kann man sog. Ad-Hoc-Netzwerke einsetzen, die sich bei Verfügbarkeit kommunikationsfähiger Endgeräte bilden können. Allerdings ist die Qualität der Kommunikation wesentlich schlechter als bei infrastrukturbasierten Netzen, so dass man sich Gedanken machen muss, wie man diese Qualität verbessern kann. Wir beschreiben unsere Ideen unsere Ideen dazu, die vor allem auf der Verwendung von "Robotern" basieren, deren einzige Aufgabe darin besteht, das Ad-Hoc-Netzwerk aufrecht zu erhalten.


 
 


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