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Roboter: Unsere neuen Freunde

Sie sind unter uns: Roboter halten nach und nach Einzug in unser Leben. Einige haben eine menschliche Form angenommen. Doch wohin geht die Entwicklung? Antworten von Spezialisten.

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Charly Rappo, Keystone, EPFL, zVg
12. Oktober 2015

Bericht

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Die neueste Generation der Roboter ist mobil und agiert auch autonom. Und sie sind tatsächlich unter uns und ganz in unserer Nähe, denn die Schweiz ist führend auf dem Gebiet der Robotik. Die ETH Zürich und die EPFL in Lausanne zählen zu den besten Robotik-Universitäten weltweit. Da stellt man sich natürlich die Frage, ob wir bald schon einen kleinen Roboter haben werden, der uns nach der Arbeit zu Hause erwartet und den Haushalt erledigt. Werden die Maschinen unsere neuen Freunde sein? Reinigungs- und Mähroboter haben bereits in vielen Haushalten Einzug gehalten. Doch kann man hier wirklich von Gefährten sprechen?
Alles hängt von der Bedeutung ab, die dieses Wort für Sie hat, erklärt Aude Billard (44), Professorin und Direktorin des Laboratoire dalgorithmes et systèmes dapprentissage (LASA) an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL). Ja, ein Roboter kann eine Art Gefährte sein, wie ein Hund. Aber ich glaube nicht, dass es in den nächsten zwanzig Jahren möglich sein wird, einen humanoiden Roboter bei sich zu haben, der alle unangenehmen Arbeiten für uns ausführt. Es gibt zahlreiche Probleme, insbesondere in Bezug auf die Steuerung dieser Maschinen und ihre Wahrnehmung, die noch nicht gelöst sind. Und es würde mich sehr erstaunen, wenn diese innerhalb von einer Generation gelöst würden. Ganz zu schweigen von den Kosten! Aber ich kann mich auch täuschen.
Dann bleiben also die beiden berühmten Roboter R2D2 oder C-3PO aus Star Wars nur ein Traum? Vielleicht doch nicht ganz. Die Robotik ist in einer spannenden Umbruchphase, sagt Jean-Daniel Dessimoz (62), Professor und Leiter des Laboratoire de Robotique et dAutomatisation an der Haute École dingénierie et de gestion des Kantons Waadt (Heig-VD) in Yverdon-les-Bains. Theoretisch zeichnet sich der Roboter in erster Linie durch seine Bewegungs- und Arbeitsfähigkeiten aus. Wollte man nur einen spezifischen Aspekt des Roboters herausgreifen, wäre dies die vielfältige und komplexe Bewegungsleistung, insbesondere im Fahr- und Transportbereich. Der Transportaspekt im privaten Bereich ist eine Nische, die sich in den nächsten Jahren weiterentwickeln dürfte.

Im Dienst des Menschen

Das in diesem Bereich sehr aktive Labor unter der Leitung von Jean-Daniel Dessimoz hat ein mobiles, autonomes und kooperatives System für die Servicerobotik entwickelt: den Haushaltsroboter RH-Y. Sein Aussehen ist kaum menschlicher als sein Name, auch wenn er über einen oder zwei nach Belieben bewegliche Gelenkarme verfügt. Er besitzt Räder und kann sich auf einer Bahn fortbewegen, Gegenstände ergreifen, transportieren und ablegen. Er befindet sich in der Versuchsphase und hat eine vielversprechende Zukunft als Hilfsroboter im häuslichen Umfeld vor sich. Vor allem als Unterstützung für alte oder behinderte Menschen. Oder als intelligenter Einkaufswagen im Supermarkt. Kostenpunkt: zwischen 2000 und 20000 Franken.

RH-Y, der Haushaltsroboter, sieht nicht wirklich menschlich aus. Aber er kann Gegenstände erkennen und sie sogar in die Hand eines Menschen legen.

Ist der RH-Y mit seinen Sensoren und seinem Kopf, der aus einem Computerbildschirm besteht, auch gesellig? Tatsache ist, dass man ihn selten allein sieht. An den Messen und den Robotik-Wettbewerben, an denen er auf der ganzen Welt teilnimmt, erscheint er in der Regel in Begleitung von OP-Y, einer Plattform, auf welcher der kleine Humanoid-Roboter Nao Platz nimmt. Nao dient als Vermittler zwischen dem Publikum und den anderen Robotern. Kinder und alte Menschen legen grossen Wert darauf, dass der Roboter Augen hat. Auch wenn die Augen keine Funktion haben, sind sie doch sehr wichtig in Bezug auf die Kommunikation. Nao kann beispielsweise mit einer Kopfbewegung andeuten, wo sich sein Aufmerksamkeitsfeld befindet. Die Interaktionen zwischen den drei Robotern verwaltet ein Programm namens Environnement Piaget in Anlehnung an den berühmten Psychologen Jean Piaget. Ein System, das sowohl die rein technischen Aspekte als auch die Wahrnehmung integriert.

Die Professorin Aude Billard gibt einem Roboterarm die Hand. Die Maschine ist für den Industriesektor entwickelt worden. 

Jedem seine eigenen Fähigkeiten

Wahrnehmung setzt auch Intelligenz voraus. In diesem Fall künstliche Intelligenz, denn es handelt sich ja um Roboter. Ein schwieriger Begriff für Laien. Es gibt keine Intelligenz, es gibt nur intelligentes Verhalten, betont Aude Billard, indem sie den amerikanischen Philosophen John Rogers Searle zitiert. Künstliche Intelligenz bedeutet demnach, einer Maschine die Fähigkeit zur Analyse zu verleihen, das bezieht sich aber oft auf Teilbereiche. Mit anderen Worten: Der Roboter kann in bestimmten Bereichen intelligent handeln, also zum Beispiel den Schachweltmeister schlagen, aber für andere Tätigkeiten, wie einen Gegenstand zu ergreifen, völlig unbrauchbar sein.

Kinder und alte Menschen legen Wert darauf, dass Roboter Augen haben.»

Jean-Daniel Dessimoz, Professor am Heig-VD

Genau wie der Mensch erlangt ein Roboter Fähigkeiten durch Lernen. Ein Bereich, in dem das LASA tätig ist. Wir betreiben Forschung in Bezug auf die Lernfähigkeit durch das Tastgefühl ohne Sehfähigkeit. Roboter sehen sehr schlecht. Wie sehbehinderte Menschen müssen sie ihr Tastgefühl benutzen, um die Form von Objekten zu erfahren und in der Folge wiederzuerkennen. Für uns ist es wichtig, dass der Roboter diese Fähigkeiten erlernt und nicht von einem Programmierer abhängig ist, erklärt Aude Billard. Konkret bedeutet das, dass ein Robotiker die Hand des Roboters führt, um ihm zu zeigen, wie eine Arbeit ausgeführt werden muss. Er adaptiert auch die Kraft, die er einsetzt, damit der Roboter diese imitieren kann.

Schreibunterricht: Der humanoide Roboter iCub muss wie ein Erstklässler erst einmal lernen, mit dem Stift umzugehen.

Einer der vorbildlichen Schüler am LASA ist derzeit der humanoide Kinderroboter iCub, der vom Istituto italiano di tecnologia in Genua in Zusammenarbeit mit einem Konsortium von europäischen Universitäten, darunter die EPFL, entwickelt wurde. Mit seinem sympathischen Gesicht und den grossen neugierigen Augen weckt er unweigerlich die Zuneigung des Betrachters. Trotz seiner geringen Grösse er ist nur 104 cm gross und wiegt 22 kg verfügt er über 53 Freiheitsgrade, neun davon für jede Hand. Freiheitsgrad bedeutet Bewegungsmöglichkeiten. Das ist sehr viel weniger als die menschliche Hand, die im Prinzip über 22 Freiheitsgrade verfügt, erklärt Aude Billard, aber das verleiht ihm trotzdem eine grosse Geschicklichkeit, da seine Finger über Berührungssensoren verfügen. Das ist nicht billig zu haben. iCub kostet rund 250000 Franken.

Die Finger dieses Roboterarmes am EPFL sind mit Tastsensoren bedeckt. Sie erlauben das Ausführen von feinen Arbeiten.

Doch weshalb gibt man gewissen Robotern eine menschliche Gestalt? Die Entwicklung von humanoiden Robotern zielt nicht auf die Nachbildung des menschlichen Wesens für zu Hause, erklärt die Direktorin des LASA. Die Forschung in diesem Bereich ist Grundlagenforschung, deren Ziel es einerseits ist, die menschliche Funktionsweise zu verstehen, und andererseits, gewisse menschliche Fähigkeiten in Robotikplattformen zu übertragen. Eines der möglichen Anwendungsfelder ist der medizinische Bereich, der neben dem häuslichen und dem industriellen Bereich einen der drei Schwerpunkte der modernen Robotik darstellt. Wir arbeiten intensiv an der halbautomatischen Steuerung von Hilfsrobotern für Paraplegiker und Menschen mit Prothesen oder Halbprothesen, erklärt die Forscherin.

Die Welt der Robotik ist sehr vielfältig und scheint grenzenlos. Wird eines Tages alles möglich sein? Anstatt zu erwarten, dass man einem Roboter irgendeinen Befehl geben kann, sollten wir eine Anzahl präziser Instruktionen definieren, welche die Maschine auch ausführen kann, schränkt Jean-Daniel Dessimoz ein. Doch wer weiss, was in zwanzig Jahren sein wird? Wir dürfen also weiterhin vom freundlichen Hausroboter träumen, der mit uns zusammenlebt.

Ein künstlicher Arm führt gedachteBewegungen aus

Quelle: RIC/AFP; Umsetzung: N. E.

Haushaltsrobotik

Quelle: International Federation of Robotics (IFR)

Videos

Der Haifischkater verfolgt eine Ente

Max Arthurreinigt die Küche

Roboter-Auto

Ein Prototyp des selbstfahrenden Autos, das von Google entwickelt wurde. Es wird auf den Strassen von Kalifornien getestet.

Ein Auto ohne Fahrer? Ja! Es werden bereits Prototypen getestet. Apple und Google haben es sich nicht entgehen lassen, sich in diesem Markt zu positionieren. Als Robotikerin bin ich überzeugt, dass die selbstfahrenden oder halbautonomen Autos die Sicherheit verbessern werden, argumentiert Aude Billard, Leiterin des Laboratoire dalgorithmes et systèmes dapprentissage (LASA) an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL). Ein selbstfahrendes Auto wird beispielsweise nicht vor einem Fussgängerstreifen beschleunigen. Es stellt sich allerdings die Frage, ob wir bereit sind, unsere Entscheidungen an eine Maschine abzutreten. Und sie weist auf ein wichtiges Problem hin:die Haftung. Macht eine Maschine einen Fehlerund führt dies zu Schäden oder Verletzungen, wer ist dann haftbar? Der Benutzer, der Verkäufer oder der Programmierer? Trotz solcherund anderer Schwierigkeiten ist es laut derDirektorin des LASA möglich, dass in rundzwanzig Jahren intelligente Fahrzeuge inunseren Städten verkehren.

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