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Tagungsbericht: Homo roboticus

© SFB 588 / Jochen Steiner
Manche Roboter sind rein äußerlich von Menschen kaum noch zu unterscheiden. Forscher arbeiten nun daran, dass auch das Innere der humanoiden Maschinen unserem ähnlicher wird. Roboter erhalten menschenähnliche Skelette oder werden zu lernfähigen Wesen umprogrammiert.

Längst vorbei sind die Zeiten, in denen Roboter kleine Plastikspielzeuge waren, die mit den Augen blinken und tapsig voranschreiten konnten. Nach rund vier Jahrzehnten Roboterforschung vor allem in Japan, aber auch in Deutschland, ist so mancher Roboter menschengroß und auch menschenähnlicher geworden. Manche der humanoiden Wesen helfen heutzutage in der Küche, im Pflegeheim oder spielen Geige – mit fünf Fingern natürlich.

Der humanoide Roboter ... | ... Armar 3B macht die Bewegungen nach, die Martin Do vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vollführt.
Was sie genau können, erfuhr man Ende Mai in Karlsruhe. Dort hatten die Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) und die Deutsche Gesellschaft der JSPS-Stipendiaten eine zweitägige Tagung zum Thema Robotik organisiert. Bevor japanische und deutsche Roboter-Forscher aber ihre neuesten Entwicklungen vorstellten, lernten die Teilnehmer des Symposiums einige Karlsruher Roboter kennen – bei einem Rundgang durch die dortige "Technologiefabrik", ein Gründerzentrum der Industrie- und Handelskammer.

Martin Do, Doktorand am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), bewegt langsam seine Arme auf und ab. Ihm gegenüber steht Armar 3B und macht es ihm nach. Der menschengroße Roboter lernt neue Bewegungen, indem er seinen Lehrmeister imitiert, den er mittels Kameras beobachtet. Ziel der Forscher ist es, die Bewegungen von Armar 3B möglichst menschenähnlich aussehen zu lassen. Darüber hinaus trägt der humanoide Geselle haptische Sensoren an den fünf Fingern seiner Hand, mit deren Hilfe er Gegenstände greifen kann.

Salatgurken und schmutzige Teller

Für die praktische Demonstration ist allerdings Armar 3A zuständig, der jüngere Bruder von 3B. Er steht in der Institutsküche und wartet auf neue Anweisungen. "Open the dishwasher", lautet die nächste, ausgesprochen von Tamim Asfour vom Institut für Technische Informatik. Der Roboter ist mit einer Spracherkennung ausgerüstet, neben Englisch versteht er auch Deutsch; seine Umgebung nimmt er über vier Kameras wahr. Armar 3A rollt langsam zur Geschirrspülmaschine. Er streckt seinen rechten Arm aus und umschließt mit seinen Fingern den Griff. Sehr langsam öffnet er die Maschine. "Well done", sagt Tamim Asfour. Und da Armar 3A neben allem anderen auch ein höflicher Roboter ist, bedankt er sich mit einem "Thank you".

Die Hand von Armar 3B ... | ... kann dank ihrer fünf mit Sensoren ausgestatteten Finger Gegenstände recht präzise greifen.
Die ersten Schritte hin zu einer humanoiden Haushaltshilfe sind also gemacht. Auch die von Masayuki Inaba von der Universität Tokio entwickelten Roboter gehen den Menschen in der Küche zur Hand: Sie schneiden Salatgurken in gleichmäßige Scheiben und waschen schmutzige Teller ab. Auch das lästige Staubsaugen übernehmen die Helfer. Inaba und sein Team arbeiten momentan daran, Roboter auch in ihrem Inneren menschenähnlicher zu gestalten: Ihre "Knochen" sollen noch flexibler werden.

Drahtmuskeln fangen die zurückschnellenden Trommelstöcke ab

Bereits 2005 hatten japanische Forscher auch den humanoiden Roboter Koturo zum Leben erweckt. In seinem menschenähnlichen Skelett sorgen mehr als 100 Motoren und 50 Mikroprozessoren für komplexe Bewegungsabläufe. Doch nicht allen Herausforderungen war das Roboterskelett gewachsen. Mit variablen Belastungen, die etwa beim Trommeln auftreten, wenn die Trommelstöcke von der Membran zurückschnellen, konnte erst Kojiro im Jahr 2008 umgehen. Nun fangen einige seiner 109 Drahtmuskeln die Rückstöße auf. Darüber hinaus sind die humanoiden Wesen nun auch mit einer taktilen "Haut" ausgestattet, die es ihnen ermöglicht, auf Berührungen zu reagieren. Ein flexibler Kunststoff mit darunter angebrachten 3D-Sensoren macht's möglich.

Bitte in die Spülmaschine! | Tamim Asfour vom Institut für Technische Informatik reicht Armar 3A einen Becher für die Spülmaschine.
Für die Roboter sind bereits vielfältige Einsatzbereiche vorgesehen: Sie sollen Menschen befördern, Fabrikarbeitern zur Hand gehen, in Altenheimen das Pflegepersonal unterstützen und Auskünfte erteilen. Zukunftsmusik ist dies nicht mehr, denn einige solcher Helfer existieren bereits. An den Details allerdings wird weiterhin intensiv gearbeitet.

Susumu Shimizu von Toyota stellte den Fortbewegungsroboter i-foot vor. Der Passagier sitzt in einer eiförmigen Plastikkapsel, die auf zwei Beinen laufen kann. Der Mensch steuert die Maschine per Joystick und kann sie auf diese Weise vorwärts, rückwärts oder seitwärts dirigieren. Um ihn ein- und aussteigen zu lassen, geht i-foot in die Knie.

Toyota hat mittlerweile schon viel Arbeit investiert, um einem Roboter das zweibeinige Laufen beizubringen. Heraus kam auch ein zweites humanoides Wesen, das immerhin sieben Kilometer pro Stunde schnell ist. Der Roboter stabilisiert sich dynamisch, er fällt also nicht um, wenn man ihn schubst – zumindest wenn man ihn nicht zu sehr anrempelt. Auf die Arbeiten von Shimizu und seinem Team gehen auch menschenähnliche Roboter zurück, die mit fünf Fingern Geige spielen können. Dass diese wohl nicht ernsthaft Verwendung finden werden, ist zwar klar. Doch eine Maschine, die Geige spielt, kann auch präzise eine Tasse greifen und sie beispielsweise einem pflegebedürftigen Menschen reichen.

"Schwarz?" – Der Roboter nickt

Auch die Konkurrenz schläft nicht. Edgar Körner vom Honda Research Institute Europe forscht an künstlicher Intelligenz und hat seinem Roboter Asimo bereits so einiges beigebracht. Der Wissenschaftler zeigt Asimo eine schwarze Tasse und sagt dabei einige Male laut das Wort "Schwarz". Mittels Kameraaugen und reichlich Elektronik verarbeitet Asimo das Gesehene und Gehörte und nickt, als ihm der Forscher anschließend ein schwarzes Spielzeugauto zeigt und fragt: "Schwarz?" So will Körner das Zusammenleben von Mensch und Roboter erleichtern, denn lernfähige Helfer verlangen uns weniger Zeit ab.

Der fleißige Helfer Armar 3A ... | ... versteht Englisch und Deutsch und spricht auch beide Sprachen.
Hiroshi Ishiguro von der Universität Osaka wurde bekannt, weil er die vermutlich menschenähnlichsten Roboter konstruiert, Androiden genannt. Er schuf nicht nur ein Ebenbild seiner Tochter, sondern auch sein eigenes. Die Androidenhaut aus Silikon beispielsweise ist gespickt mit berührempfindlichen Sensoren. Nun will Ishiguro die Bewegungen seiner Roboter noch menschenähnlicher wirken lassen. Dabei hilft Software, die sie unter anderem die unkontrollierten Bewegungen von Babys nachahmen lässt. Und auch Ishiguros Androiden sind lernfähig. Sie beobachten beispielsweise einen Menschen, der vom Boden aufsteht, und imitieren ihn dann. Ihre pneumatischen "Muskeln" verhelfen ihnen schon heute zu recht menschenähnlichen Bewegungen.

Keine grundsätzliche Ablehnung

Doch wollen wir all das überhaupt: Roboter, die mit uns zusammen leben und uns im Alltag unterstützen? Ortwin Renn, Sozialwissenschaftler von der Universität Stuttgart, hat diese Frage untersucht. Sein Ergebnis: Deutsche und Japaner sehen die Rolle der Roboter unterschiedlich. Während die befragten Deutschen annehmen, dass Roboter eines Tages Servicekräfte ersetzen werden, sehen Japaner Roboter als Unterstützung im Alltag an. In Japan werde die Entwicklung der elektronischen Helfer durch die Regierung, die Wirtschaft und die Bürger vorangetrieben, sagt Renn. In Deutschland hingegen sei nur die Wirtschaft treibende Kraft auf diesem Gebiet. Daher gebe es hier auch noch keinen Markt für humanoide Roboter, während er in Japan in gewissem Umfang bereits vorhanden ist. Doch die Nachfrage der Deutschen könnte noch wachsen – auf grundsätzliche Ablehnung stoßen Roboter nämlich auch hierzulande nicht, erklärt der Sozialwissenschaftler.

Der kleine Plastikroboter mit den blinkenden Augen hat zwar in jedem Fall ausgedient. Allerdings ist in jedem Haushalt deutlich mehr zu tun, als nur die Spülmaschine einzuräumen und Staub zu saugen. Auch wenn die Robotik immer Faszinierenderes leistet: Dass sich die menschenähnlichen Maschinen wirklich nützlich machen können, müssen sie erst noch beweisen.

Jochen Steiner

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