Mit der Erforschung von Schwarmintelligenz im Ameisenstaat sicherten sich Annelie Sunkomat und Noah Mannino den ersten Platz im Landeswettbewerb Jugend forscht.
Betreut wurden die beiden Nachwuchsforscher in ihrem Projekt „Schwarmintelligenz im Ameisenstaat als Modell für anthropogene Systeme“ von Theresa Horlitz und Nicholas Treska, die sich mit ihnen über ihren Erfolg freuen. Der erste Platz im Landeswettbewerb Jugend forscht sichert den beiden die Teilnahme am Bundeswettbewerb, der vom 28. bis 31. Mai 2026 in Herzogenaurach stattfindet. Dort repräsentieren sie dann mit ihrem Projekt den snh und die Stadt Erkrath.
Was für die beiden wissenschaftlichen „Rohdiamanten“ mit einer Portion Neugierde begann, hat mit ihrem Jugend forscht Projekt „Schwarmintelligenz im Ameisenstaat als Modell für anthropogene Systeme“ Aufsehen erregt. Für die Talentschmiede der Sternwarte Neanderhöhe, die den Nachwuchsforschern den nötigen Raum und die Struktur für ihre anspruchsvollen Untersuchungen bietet, ein weiterer Erfolg. Bereits seit 1998 nehmen regelmäßig junge Mitglieder an dem bundesweiten Wettbewerb ,,Jugend forscht“ teil.
Unter der Leitung von Theresa Horlitz untersuchten Annelie Sunkomat und Noah Mannino ein Phänomen, das für unsere moderne Gesellschaft immer wichtiger wird: die Schwarmintelligenz. Dass die Arbeit der Erkrather Jugendlichen von höchster Qualität ist, belegen die jüngsten Erfolge. Nachdem das Team bereits beim Regionalwettbewerb Jugend forscht in Duisburg im Februar überzeugte, gelang ihnen das im März auch auf Landesebene in Bochum. Im Zentrum ihrer Forschung steht die Frage, wie Systeme ohne zentrale Steuerung hocheffizient funktionieren können. Dafür stellten die beiden jungen Forscher zwei Ameisenarten gegenüber, die völlig unterschiedliche Überlebensstrategien verfolgen:
Die Carebara varia (Tropische Schwarmjägerin): Sie setzt auf kollektive chemische Kommunikation. Durch Pheromonspuren entstehen Rückkopplungsschleifen. In den Experimenten zeigte sich: Selbst bei massiven Störungen oder Blockaden etabliert das System in kürzester Zeit neue Wege. Die „Intelligenz“ liegt hier in der Masse – fällt ein Individuum aus, bleibt das Gesamtsystem stabil.
Die Cataglyphis velox (Wüstenameise): Sie ist eine Meisterin der individuellen Navigation. Mit einem internen „Schrittzähler“ und dem Einprägen von Landmarken findet sie allein ans Ziel. Das macht sie unter stabilen Bedingungen extrem schnell, doch bei unvorhersehbaren Hindernissen ist sie deutlich fehleranfälliger als ihre tropischen Verwandten.
Die Nachwuchsforscher konfrontierten die Tiere in großen Formikarien (Terrarien für Ameisen) gezielt mit Umweltveränderungen, variierten Landmarken oder platzierten Futterquellen an ungewohnten Orten, um die Anpassungsfähigkeit präzise zu messen.
Von der Natur in den Computer: Der Ameisen-Algorithmus
Das Besondere an dem Projekt: Die Jugendlichen nutzten ihre Beobachtungen, um eine mathematische Simulation auf Basis des sogenannten „Ant Colony Optimization“-Algorithmus zu entwickeln. Sie verglichen diesen mit klassischen, rein logischen Entscheidungsstrategien (Greedy-Heuristik).
Das Ergebnis war verblüffend: Während herkömmliche Computersysteme zwar schnell eine erste Lösung finden, sich dann aber nicht mehr verbessern, lernt das „Ameisen-System“ iterativ dazu. Die Simulation bewies, dass die Übertragung biologischer Strategien auf menschliche Technik – etwa in der Logistik oder IT – nicht nur beschreibbar, sondern technisch hochgradig nutzbar ist.
Ein Vorbild für die Zukunft
Die Forschung von Sunkomat und Mannino verdeutlicht, dass die Natur nach 140 Millionen Jahren Evolution Lösungen für Probleme bereithält, vor denen wir heute in einer vernetzten Welt stehen. Dank der Unterstützung durch den snh konnten die beiden Nachwuchsforscher zeigen, dass dezentrale, selbstorganisierte Systeme oft die robustesten Antworten auf die Krisen von morgen geben.
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