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Maschinen mit Weltbild: Humanoide Roboter treten ins Leben

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Das ist Armar III, und er ist ein Traum von einem Roboter. Armar III wird nämlich gerade als Haushaltshilfe ausgebildet. Entstanden ist er am Karlsruher Institut für Technologie KIT. Dort lernt Armar III, wie man eine Spülmaschine ausräumt, Getränke serviert oder auch Blumen gießt. Dafür braucht der Roboter komplexe wahrnehmende und motorische Fähigkeiten. (Foto: picture alliance / dpa)

Das ist Armar III, und er ist ein Traum von einem Roboter. Armar III wird nämlich gerade als Haushaltshilfe ausgebildet. Entstanden ist er am Karlsruher Institut für Technologie KIT. Dort lernt Armar III, wie man eine Spülmaschine ausräumt, Getränke serviert oder auch Blumen gießt. Dafür braucht der Roboter komplexe wahrnehmende und motorische Fähigkeiten.

Das ist Armar III, und er ist ein Traum von einem Roboter. Armar III wird nämlich gerade als Haushaltshilfe ausgebildet. Entstanden ist er am Karlsruher Institut für Technologie KIT. Dort lernt Armar III, wie man eine Spülmaschine ausräumt, Getränke serviert oder auch Blumen gießt. Dafür braucht der Roboter komplexe wahrnehmende und motorische Fähigkeiten.

Greifen zum Beispiel ist für einen Roboter ziemlich schwer. Denn je nach Beschaffenheit des Gegenstandes muss man vorsichtig oder aber etwas fester zupacken. Auch hält man einen Löffel anders als eine Birne. Und für einen Karton ist die Bewegung der Finger nochmal eine andere. Das alles muss Armar III wissen.

Außerdem muss er seine Umwelt kennen, um sich darin bewegen zu können. Die besondere Herausforderung: Eine häusliche Umgebung verändert sich ständig. Armar III muss sich anpassen und sinnvoll reagieren. Steht plötzlich eine Getränkepackung im Weg, wenn der Roboter den Geschirrspüler ausräumt, dann muss er in der Lage sein, das nicht nur zu erkennen, sondern auch zu entscheiden, was mit der Packung geschehen soll. Armar III muss die Welt wahrnehmen wie ein Mensch.

Und er muss die Anweisungen von Menschen verstehen können. Auf die Bemerkung seines Besitzers: "Ich habe Durst" soll Armar III reagieren können: "Soll ich ein Bier holen? Oder möchtest du lieber Milch?" Der Roboter lernt durch Experimente, er kann belehrt werden, und er lernt auch durch Beobachtung und Nachahmung. So erfährt er etwa mit der Zeit, welche Funktionen die einzelnen Geräte in der Küche haben.

Armar III kann schon viel. Bis er marktreif ist, vergehen allerdings noch einige Jahre. Nicht allein, dass ein haushaltstauglicher Roboter höchste Anforderungen an Programmierer und Ingenieure stellt - er muss auch noch bezahlbar sein. Der Kostendruck ist enorm hoch.

Auch Justin ist ein Serviceroboter. Doch ihm steht nicht die Küche als Einsatzbereich bevor. Justin ist ein Produkt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, DLR. Er soll im Orbit operieren.

Zwar kann er auch Getränke einschenken, doch eigentlich soll Justin Astronauten entlasten, indem er etwaige Reparaturaufgaben im All übernimmt.

Justin kann sprechen und antworten, er kann ...

... Bälle fangen und zurückwerfen. Für Menschen ist das keine so große Sache. Doch um einen Roboter so weit zu kriegen, sind vier Jahre Entwicklung nötig.

Justin muss den Ball mit seinen Stereokameras erkennen, er muss die Bahn des Balles abschätzen, er muss "ahnen", wo der Ball landen wird, und dann muss er ihn sekundenschnell fangen. Das bedeutet: Er muss den Arm dorthin bewegen und zugreifen.

Für die Entwickler sind im Vorfeld folgende Fragen zu klären: Welche Gelenke werden benötigt? Wie entsteht die Bewegung im menschlichen Körper? Wie spielt das Nervensystem mit den Muskeln zusammen? Warum sind unsere Knochen so gebaut, wie sie gebaut sind?

Die Antworten auf diese Fragen gilt es dann zu abstrahieren und auf die Maschine zu übertragen.

Robonaut 2 ist bereits im All aktiv.

2011 flog der von der Nasa und General Motors entwickelte Roboter zur Internationalen Raumstation ISS.

Robonaut 2 kann Werkzeuge einsetzen, Schalter bedienen oder auch Text in ein Handy eingeben. Komplexe Bildanalysen ermöglichen es ihm, selbst zu entscheiden, welche Aktionen nötig sind. Noch befindet sich der Roboter in der Testphase. Ziel ist es, ...

... dass er bei Außeneinsätzen im All unterstützend tätig wird.

Auch Aila könnte mit ihren feingliedrigen Händen die Armaturen auf der ISS bedienen.

Aila ist eine humanoide Roboterfrau aus Bremen. Sie ist im Deutschen Forschungsinstitut für Künstliche Intelligenz (DFKI) entstanden.

Aktuell arbeiten die Wissenschaftler vor allem an Ailas Lernfähigkeiten. Der Roboter soll in der Lage sein, menschliche Bewegungen des Oberkörpers, der Arme und der Hände nachzuahmen und abzuspeichern.

Stößt Aila auf eine unvorhersehbare Aufgabe, die sie nicht allein lösen kann, kann sie sich dann von einem Menschen aus der Ferne helfen lassen. Der führt im Labor eine Bewegung aus und lässt sie von einer Kamera aufzeichnen. Der Bewegungsablauf wird dann in einzelne Segmente zerlegt, die von Aila "durchschaubar" sind. So kann sie die Bewegung schließlich reproduzieren.

Wie viele andere humanoide Roboter hat Aila zwar hochfunktionsfähige Arme und Hände, aber (noch) keine Beine. Sie bewegt sich auf Rädern vorwärts.

Roboter, die sich auf zwei Beinen fortbewegen, sind schwer zu konstruieren - erst recht, wenn sie nicht in einer leeren Halle, sondern in menschlicher Umgebung oder etwa auf dem Fußballfeld unterwegs sein sollen.

2050, so die Vision führender Informatiker, soll eine Roboter-Elf den amtierenden Fußball-Weltmeister aus Fleisch und Blut schlagen. Bis dahin treffen sich die Wissenschaftler Jahr für Jahr zum RoboCup, um die Fähigkeiten ihrer drahtigen Spieler stetig zu verbessern.

Fußball ist ein schwieriges Unterfangen für die Roboter. Denn auf dem Platz ändert sich die Umgebung laufend.

Wo sind die Gegner, wo die Mitspieler? Wo ist der Ball? Wo ist das Tor, auf das zu schießen ist? Die Roboter müssen blitzschnell Entscheidungen treffen. Sie sind während des Spiels auf sich allein gestellt, werden nicht ferngesteuert.

Um die Aufgabe zu meistern, brauchen sie folglich eine Art Weltbild. Das darf auch auf den Fußballplatz beschränkt sein.

Auch Topio ist ein sportlicher Roboter. Er wurde in Vietnam dafür entwickelt, Tischtennis zu spielen - gegen menschliche Gegner. Topio lernt beim Spielen dazu, er kann seine Fähigkeiten also selbst verbessern.

Als derzeit fortschrittlichste Menschmaschine der Welt gilt Asimo, ein Roboter von Honda.

Asimo kann sich gut auf zwei Beinen fortbewegen, er beherrscht den menschlichen Gang. Und das sogar in einem ordentlichen Tempo.

In einer Stunde würde Asimo 2,7 Kilometer zurücklegen - wenn sein Akku ihn so weit brächte. Der reicht bislang nur für 40 Minuten.

Trägt Asimo ein Tablett, geht er vorsichtiger, das heißt langsamer. Dann bewegt er sich mit einer Geschwindigkeit von 1,6 Kilometern je Stunde fort.

Asimo kann aber - Applaus, Applaus! - sogar rennen. Dann schafft er 9 Kilometer in der Stunde. Mit reduziertem Tempo rennt er auch im Kreis.

Neben C-3PO aus "Star Wars", ...

... Maria aus "Metropolis" und diversen anderen Robotern hat ...

... Asimo Eingang gefunden in die Robot Hall of Fame. In der Ruhmeshalle stehen reale und erfundene Meisterwerke der Robotik nebeneinander.

Ansonsten ist Asimo bislang als Empfangsroboter im Einsatz. Doch sein Aufgabengebiet ist ausbaubar. Es ist der Traum der Ingenieure, dass Roboter selbstständig Aufgaben erledigen und gleichzeitig mit dem Menschen sozial interagieren und kommunizieren.

So haben einige japanische Schüler bereits Saya kennengelernt.

Saya ist ein Androide, ein Roboter, der sich nicht nur menschenähnlich bewegt, sondern einem Menschen auch noch täuschend ähnlich sieht.

Saya spricht diverse Sprachen. Wenn die Roboterfrau unterrichtet, spult sie - anders als man es von einer Maschine erwarten würde - nicht bloß ein Programm ab.

Sie zeigt dabei auch die unterschiedlichsten Gesichtsausdrücke. Saya kann freundlich, überrascht, angewidert, verärgert und ängstlich gucken. Das täuscht den Menschen Verbundenheit vor. Nichtsdestotrotz ist Saya eine emotionslose Maschine.

Gleiches gilt für diese Androidenfrau. Sie wurde ebenfalls in Japan gebaut und wird Miim genannt. Ihr eigentlicher Name, HRP-4C, ist ein wenig sperrig.

Miim hat einen recht menschlichen Gang. Sie ist 1,58 Meter groß und 43 Kilo schwer. In ihrem Innern arbeiten 47 Motoren, 8 davon im Kopf.

Durch eine Spracherkennungs-Software kann Miim auf Fragen antworten. Auch ein Lächeln ist ihr möglich.

Bislang kann sich Miim nur in programmierten Umgebungen bewegen. Deswegen kam sie bisher nur als Model auf ...

... Modenschauen zum Einsatz. Doch die Visionen der Entwickler sehen anders aus: Sie stellen sich vor, dass Saya irgendwann zum Beispiel in der Altenpflege oder auch in der Kinderbetreuung arbeitet. Während Ingenieure sie dort nur in Helferrollen sehen, fürchten Ethiker mitunter, dass Roboter auch im sozialen Bereich Menschen ersetzen werden. Das menschliche Miteinander bliebe dann gerade dort, wo es essenziell ist, auf der Strecke.

Daran ändert auch "Repliee Q2" nichts, die derzeit menschenähnlichste Maschine der Welt. Sie kann bisher nur den Oberkörper bewegen, dafür aber auch ...

... Augenlider und Lippen.

Repliee Q2, auch in Japan erfunden und hergestellt, hat eine weiche Silikonhaut, unter der sich Sensoren befinden.

Streichelt man ihr über die Wange, senkt die Androidenfrau den Blick und schließt die Augen. Repliee Q2 kann selbstständig auf ihr Gegenüber reagieren. Sie wirkt lebendig und gefühlvoll. Doch auch sie ist und bleibt eine Maschine.

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