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DIE MENSCHENVERSTEHER

Roboter sollen bald zu autonomen Assistenten des Menschen werden. Dazu müssen die künstlichen Geschöpfe lernen, sich ähnlich wie ihre Schöpfer zu verhalten.

Zielstrebig setzt „Asimo“ einen Fuß vor den anderen. Nach ein paar Schritten bleibt er stehen, dreht sich ein Stück, hebt den Kopf und reicht die rechte Hand zum Gruß. ASIMOS Bewegungen werden begleitet vom sanften Surren seiner Elektromotoren – denn der 1,20 Meter kleine hilfsbereite Geselle ist ein Roboter. Und er ist ein Star. Seit Jahren stolziert er immer wieder über Showbühnen in der Öffentlichkeit und präsentiert seine Gewandtheit auf Messen, Forschungsevents und politischen Veranstaltungen. Er durfte sogar schon ein Sinfonieorchester dirigieren und an der New Yorker Börse auftreten, um die Glocke zur Eröffnung des Aktienhandels zu läuten. Am CoR-Lab, dem im Sommer 2007 gegründeten Forschungsinstitut für Kognition und Robotik der Universität Bielefeld, hat die künstliche Kreatur eine andere Aufgabe: Sie soll den Forschern helfen, die Robotertechnologie auf eine neue Stufe zu heben. Die Vision: Menschmaschinen sollen selbstständig werden und lernen, sich frei und ohne feste Programmabläufe in menschlicher Gesellschaft zu bewegen.

ASIMO, der nicht nur über eine verblüffend menschenähnliche Gestalt verfügt, sondern sich auch ähnlich geschickt wie ein Mensch auf zwei Beinen fortbewegt, gilt als der derzeit am weitesten entwickelte humanoide Roboter. Geschaffen haben ihn Forscher des Honda-Konzerns. Bei dem japanischen Unternehmen, das sein Geld vor allem mit dem Bau von Autos, Zweirädern und Motoren verdient, beschäftigt man sich schon seit über 20 Jahren mit der Entwicklung menschenähnlicher Roboter. Daran beteiligt ist auch das Team um Edgar Körner, der das Honda Research Institute Europe in Offenbach leitet. Mit seinen rund 100 Mitarbeitern betreibt er echte Grundlagenforschung: Die Honda-Forscher analysieren mithilfe neurowissenschaftlicher Methoden Aufbau und Funktionsweise des menschlichen Gehirns. Zum Beispiel: Welche neuronalen Schaltkreise sind verantwortlich für die Wahrnehmung und das Lernen? Und was geht dabei im Gehirn vor? Die Ergebnisse wollen Körner und sein Team auf ASIMO übertragen. Das Ziel: Die künstliche Kreatur soll mit einer „sozialen Intelligenz“ ausgestattet werden, durch die Roboter künftig mit Menschen zusammenarbeiten und sie bei beliebigen Aufgaben unterstützen können.

Asimo lässt die Hände kreisen

Die Roboterväter bei Honda kooperieren eng mit den Wissenschaftlern in Bielefeld. Das Unternehmen fördert eine Graduiertenschule am CoR-Lab mit derzeit 17 Stipendiaten. „ Zentrales Anliegen ist die Ausbildung hochqualifizierter Nachwuchswissenschaftler“, sagt Geschäftsführerin Carola Haumann. Honda unterstützt auch Michael Götting und Stefan Krüger: Den Doktoranden stehen zwei Exemplare von ASIMO zur Verfügung – „die einzigen in Europa, die außerhalb der Honda-Labors für die Forschung eingesetzt werden“, freut sich Götting. Die beiden jungen Wissenschaftler gehören in Bielefeld zu den Betreuern von ASIMO. Sie programmieren und überwachen seine Aktionen am Rechner. Götting und Krüger untersuchen etwa, wie der kleine Geselle zum Training der Oberkörperbewegungen seine Hände entlang verschiedener fiktiver Kreise führt. Daraus lernt ASIMO, beliebige Bewegungen der Hände auszuführen, die ihm Menschen später vormachen können.

Laufen kann ASIMO dabei über eine große freie Fläche in einem weitgehend leer geräumten Laborraum. Sie bietet dem quirligen Roboter genügend Auslauf, um seine beachtlichen Fähigkeiten zu demonstrieren: Er kann mühelos schräg abfallende Rampen hinab schreiten und enge Kurven meistern, ohne ins Wanken zu kommen. Mit seinen Armen und Händen ist er in der Lage, ein Tablett zu tragen oder einen Servierwagen vor sich her zu schieben. Präzise Gelenke, ein Sammelsurium an Sensoren, eine ausgeklügelte Steuerung und ein empfindlicher Gleichgewichtssinn ermöglichen ihm diese Kunststücke. Allerdings: Ein entscheidendes Handicap hat der Roboter, das ihn noch daran hindert, den Menschen als eigenständiger und verlässlicher Helfer im Alltag zu dienen.

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Überraschungen machen ratlos

„Was ASIMO tun soll, muss man ihm vorher einprogrammieren“, sagt Jochen Steil, Informatiker und Geschäftsführer des CoR-Lab. „ Jeder Schritt, jedes Nicken und jeder Handgriff folgen noch einem fest vorgegebenen Schema.“ Trifft die Menschmaschine auf ein unbekanntes Hindernis oder versucht man, ihr mit spontanen Worten statt mit festgelegten Kommandos eine Aufgabe zu erklären, stößt der Roboter an seine Grenzen. „Er kann weder selbst Strategien zur Lösung von unerwarteten Problemen entwickeln, noch ist er bisher in der Lage, sich auf natürliche Weise mit Menschen zu verständigen“, sagt Steil. „ASIMO durch solche Fähigkeiten intelligenter zu machen, ist genau das Ziel unserer Forschung.“

Was die Roboter in den Labors der Universität Bielefeld lernen, ist die Voraussetzung dafür, die künstlichen Gesellen von tumben Befehlsempfängern – wie es die weltweit über eine Million Industrieroboter in Fertigungshallen von Automobil- und Flugzeugherstellern sind – zu vielseitigen und flexiblen Assistenten weiterzuentwickeln. Diese nächste Stufe der maschinellen Evolution sollen die künstlichen Kreaturen nun erklimmen.

„Dann werden Roboter zu echten Partnern des Menschen“, sagt Gerhard Sagerer. Er leitet an der Uni Bielefeld das Institut für Angewandte Informatik und ist stellvertretender Koordinator des Exzellenzbereichs „Cognitive Interaction Technology“, in dem rund 250 Wissenschaftler aus unterschiedlichsten Disziplinen zusammenarbeiten. In der Rolle eines weitgehend selbstständig agierenden Partners könnten Roboter – in vielleicht 10 bis 15 Jahren – menschlichen Kollegen an Fabrikarbeitsplätzen unter die Arme greifen, Menschen daheim bei der Bewältigung alltäglicher Aufgaben im Haushalt unterstützen, als Hilfslehrer an Schulen und Universitäten den Unterricht begleiten oder an öffentlichen Plätzen Dienst schieben – etwa als pfiffige Museumsführer oder als galante Kofferträger an Bahnhöfen und Flughäfen. Die Entwicklung solcher gesellschaftstauglicher Serviceroboter ist momentan ein heißes Eisen, an dem die Robotiker weltweit schmieden.

Kognition und soziale Intelligenz sind die Schlüssel, mit denen die Wissenschaftler die Tür zu der neuen Roboterwelt öffnen wollen. Um die Metamorphose vom stumpfsinnigen Knecht zum schlauen Assistenten zu meistern, bemühen sich die Bielefelder Forscher deshalb vor allem, den Maschinenmenschen das Lernen beizubringen. „Damit sie sich in beliebigen Umgebungen zurechtfinden, müssen sich Roboter auf neue, veränderliche Situationen einstellen können“, sagt Gerhard Sagerer. Dazu müssen sie in der Lage sein, ihre Umwelt wahrzunehmen, Entdeckungen und Erfahrungen zu bewerten und sich so selbst neues Wissen und neue Fertigkeiten anzueignen. „Die Maschinen müssen sich an den Menschen und die von ihm geschaffene Welt anpassen“, betont der Forscher – und nicht umgekehrt, wie es heute im Umgang mit „ intelligenten“ Maschinen oft nötig ist. „Man denke nur an Fahrkartenautomaten“, nennt Sagerer ein Beispiel: „Sie erkennen nicht, wenn ein Mensch an ihnen verzweifelt und ihre Hilfe beim Bedienen bräuchte.“

Einfühlsame Maschinen

„Autonome Serviceroboter dagegen müssen menschliche Emotionen erkennen und fähig sein, den Willen des Menschen zu erahnen“, sagt der Roboterexperte. Die Herausforderungen, denen sich künftige einfühlsame Maschinen stellen müssen, sind damit dieselben, die auch ein kleines Kind zu bewältigen hat. Wenn es die Welt um sich herum erkundet und dabei im Lauf der Zeit ein immer umfangreicheres Repertoire an Fähigkeiten erwirbt, lernt es vor allem durch Nachahmen: Es beobachtet, was die Eltern und größere Geschwister tun und imitiert deren Handlungen. Dabei versucht es, die Verhaltensweisen der Erwachsenen einzuordnen – und nutzt später das so erworbene Wissen, um vergleichbare Situationen aus seinem Erfahrungsschatz heraus zu meistern.

„Diese Form des Lernens ist sehr effizient“, sagt CoR-Lab-Leiter Jochen Steil. Das macht er sich mit seinem Team zueigen. Das Ziel der Bielefelder Forscher: Sie wollen Roboter dazu zu bringen, ähnlich wie ein kleines Kind allein durch Zuschauen und Nachahmen zu lernen und ihr Verhalten so selbstständig an komplexe und sich ständig wandelnde Umgebungen anzupassen. „So ein flexibles Handeln lässt sich unmöglich im Vorhinein vollständig modellieren und programmieren“, betont Steil. Nur Maschinen, die allmählich eine eigene „Persönlichkeit“ entwickeln, taugen deshalb als Kumpan. Allerdings: Die Wissenschaftler wissen bislang recht wenig darüber, wie das dazu erforderliche „soziale Lernen“ funktioniert. Das wollen in Bielefeld Forscherteams um die Informatikerin Britta Wrede und die Linguistin Katharina Rohlfing ändern. Ihr Ziel: In Tests wollen sie die Interaktion zwischen Erwachsenen und Kindern genauer analysieren. Ihr Konzept: Sie beobachten Paare aus je einem Vater oder einer Mutter und einem Kind über mehrere Monate hinweg, um zu ergründen, was dabei im Gehirn der Eltern und Kinder vor sich geht. Dazu analysieren sie unter anderem Videoaufzeichnungen und Tonaufnahmen.

Krabbeln lernen wie ein Kind

„Wir schauen, wie es die Menschen machen und übertragen diese Erkenntnisse auf Roboter“, bringt Jochen Steil das Konzept auf den Punkt. Als Versuchskaninchen wird den Forschern dabei – neben menschlichen Probanden – „i-Cub“ dienen, ein Kinderroboter, den Ingenieure an Universitäten und Unternehmen in ganz Europa im Auftrag der EU entwickelt haben. Die drollige, rund einen Meter große Kreatur sieht aus wie ein kleines Kind – und soll sich künftig auch so benehmen. Die Vision der Forscher: Der Roboter krabbelt wie ein Zweijähriger umher, beäugt neugierig alles Unbekannte und greift mit seinen Händen nach den Dingen, die er zu fassen bekommt. Er soll sprechen lernen und sich menschliches Sozialverhalten aneignen – indem er die Menschen um ihn herum beobachtet und belauscht. Europaweit stehen bislang fünf Exemplare von i-Cub im Dienst der Wissenschaft – das sechste Exemplar kommt in diesen Wochen an die Uni Bielefeld. Die EU stellt den Roboter im Rahmen des Projekts „iTalk“ zur Verfügung. Die Bielefelder Forscher wollen ihrem Roboterkind beibringen zu erkennen, wann ein Mensch eine Handlung vormacht und wie sich gesprochene Anweisungen auf diese Handlung beziehen. So wird i-Cub den Sinn von Sprache und Handlungen miteinander verbinden können, hoffen die Forscher. Um das zu erreichen, programmieren sie dem Roboter spezielle Erkennungsfähigkeiten ein, die typisch für eine Lernsituation sind und sich an den Resultaten der Eltern-Kind-Experimente orientieren.

Dass es sinnvoll ist, Serviceroboter, die sich zwischen Menschen bewegen sollen, so zu kreieren, dass sie sich wie Kinder verhalten, belegen Studien von Britta Wrede und Katharina Rohlfing. Die Wissenschaftlerinnen konfrontierten Testpersonen mit einem Roboter, dem sie eine Aufgabe erklären sollten. Das Resultat: Fast alle Probanden veränderten ihren Tonfall und ihre Wortwahl und instruierten die Maschine so, als ob sie ein Kind unterweisen würden. Sie verwendeten einfache Begriffe und Sätze und wiederholten ihre Erklärungen bereitwillig, wenn sie glaubten, der Roboter habe sie nicht verstanden. Viele Menschen behandeln einen Roboter ähnlich wie ein Kind, folgern die Forscherinnen. Es erleichtert daher die Kommunikation, wenn sich der Roboter umgekehrt auch so gibt, wie man es von einem Kind erwarten würde.

Dass sich Menschen und Maschinen auf simple und natürliche Weise miteinander verständigen können, ist für Gerhard Sagerer der entscheidende Punkt bei der Entwicklung alltagstauglicher Assistenzroboter. „Die künstlichen Kreaturen müssen in der Lage sein, nicht nur gesprochene Worte, sondern auch Gesten und Mimik zu verstehen“, sagt der Informatiker. Um das zu erreichen, haben die Forscher in Sagerers Team „Barthoc“ geschaffen: einen Roboter, der Gebärden und menschliche Emotionen erkennt – und darauf durch eine eigene Körpersprache reagiert.

Barthoc lächelt und zürnt

Der Rumpf des sensiblen, kommunikativen Kerlchens ist fest auf einem Gestell montiert. Barthocs Kopf ist mit einer Latexmaske überzogen, die ihm menschliche Gesichtszüge verleiht. Motoren in Augenbrauen, Mundwinkeln und um die Nase erlauben ihm unterschiedlichste Mienen. An der Stimmlage eines Menschen erkennt die Maschine, ob dieser wütend oder fröhlich ist – und schaut dann ebenfalls grimmig drein oder lächelt. Barthoc kann auf Objekte zeigen, die ihn interessieren, und nachfragen, wie man am besten nach ihnen greift. Gegenstände, die er auf diese Weise kennengelernt hat, erkennt der Roboter wieder, und er kann sie selbstständig und feinfühlig in die Hand nehmen.

Das Szenario, das aus solchen robotischen Fertigkeiten resultieren soll: Man macht seinem maschinellen Gehilfen im Haushalt oder am Arbeitsplatz in Zukunft lediglich die Handgriffe vor, die etwa nötig sind, um das Geschirr abzuräumen oder ein Bauteil zu montieren – und der Roboter kopiert sie bloß. „Neben Lernfähigkeit und Kommunikation ist die dritte wichtige Begabung künftiger Serviceroboter ein gutes Orientierungsvermögen“, sagt Gerhard Sagerer. Die Maschinen müssen sehen, hören und tasten können. Und sie brauchen ein Gedächtnis, um das, was ihre Sinne aufspüren, zu speichern. Auf diese Talente ist „Biron“ spezialisiert, ein weiteres Exemplar des Bielefelder Roboterzoos. Der etwa mannshohe Geselle auf vier Rädern ist mit Kameras und Sensoren bestückt. Ein „Laserauge“ auf Kniehöhe erkennt, wenn Biron auf ein Hindernis zurollt oder wenn ein Mensch vor ihm steht.

Bekannte werden begrüsst

Der Roboter kann auch Gesichter wiedererkennen. Bekannte begrüßt er mit Namen. Führt man ihn zum ersten Mal durch einen Raum, misst er ihn aus und hält die Maße in einer digitalen Landkarte fest. Dadurch weiß er später stets genau, ob er sich gerade im Wohnzimmer, in der Küche oder im Schlafzimmer befindet. „Studien mit Nutzern zeigen, dass Feedback wichtig ist, um zu wissen, was in dem Roboter vor sich geht“, berichtet Britta Wrede. Wenn der Roboter zum Beispiel anfängt sich zu drehen, um den ihm gezeigten Raum abzutasten, sind viele Menschen überrascht und irritiert. „Weil das Verhalten des Roboters so anders ist als das menschliche Verhalten, ist es notwendig, dass er es den Menschen erklärt“, sagt Wrede.

Um dem Roboter eine passende Umgebung für Übungseinheiten zu verschaffen, haben die Forscher für ihn eigens eine Wohnung in Bielefeld angemietet und mit Mobiliar ausgestattet. Dort wird Biron im Umgang mit Menschen und für verschiedenste Hilfsdienste geschult. Der rollende Pfadfinder ist ein Prototyp für autonome Serviceroboter, die zum Beispiel ältere, kranke oder körperlich behinderte Menschen bei der Bewältigung des Alltags unterstützen sollen. Darin sieht Sagerer eine der aussichtsreichsten Anwendungen für künftige intelligente maschinelle Handlanger. Die Forscher denken allerdings nicht daran, alte Menschen von den Maschinen pflegen zu lassen. „Diese Aufgabe“, sagt der Bielefelder Wissenschaftler, „sollen auch weiter dafür ausgebildete menschliche Pflegekräfte leisten.“ Allerdings: „ Roboter können das Personal in Alten- und Pflegeheimen entlasten, indem sie lästige und zeitraubende Routinetätigkeiten wie das Holen von Medikamenten oder das Wechseln der Bettwäsche übernehmen.“

Roboter machen unabhängig

Das Ziel: Pfleger und Pflegerinnen, die oft stark überlastet sind, sollen dank der robotischen Unterstützung mehr Zeit für den menschlichen Kontakt mit ihren Patienten haben. Älteren Menschen, die weiter in ihren eigenen vier Wänden leben wollen, könnten gelehrige Roboterassistenten zudem helfen, möglichst lange ihre Selbstständigkeit zu bewahren. „Die Furcht, dass seelenlose Maschinen künftig menschlichen Beistand ersetzen sollen, ist falsch“, betont Gerhard Sagerer. „Unsere Vision ist es vielmehr, Menschen mithilfe von Robotern Autonomie zu geben, die sie ohne diese Hilfe gar nicht mehr hätten.“

Dennoch: In Europa lässt der Gedanke an Roboter, die in Kliniken, Alten- und Pflegeheimen oder im Wohnzimmer allein lebender Greise ihren Dienst tun, viele Menschen erschaudern. In Japan dagegen ist diese Vision schon Realität. Seit 2005 gibt es dort die kuschelige Roboterrobbe „Paro“, die schnell zum Liebling der Bewohner vieler Altenheime geworden ist. Das künstliche Tier ist mit einem flauschigen Pelz überzogen, unter dem sich Drucksensoren verbergen. Sie lassen es den Roboter merken, wenn jemand sein Fell streichelt. Eine Software macht die niedliche Kreatur anhänglich: Paro bettelt herzerweichend um Zuwendung und zeigt Gefühle wie Glück und Zufriedenheit, wenn man sich mit ihm beschäftigt. Inzwischen sind über 1000 Roboterrobben in japanischen Altenheimen im Einsatz. Die Erfahrungen mit ihnen belegen, dass die künstlichen Tiere bei den alten Menschen Einsamkeit und Langeweile vertreiben. Demenzkranke Pflegepatienten, die zuvor teilnahmslos waren, blühten durch den Kontakt mit Paro förmlich auf.

MaschinenHund spendet trost

Studien in den USA bestätigen den Erfolg von Robotertieren in der Therapie von demenzkranken Menschen: Der Mediziner William Banks von der St. Louis University teilte die Bewohner eines Altenheims in drei Gruppen auf: Während eine Gruppe regelmäßig mit einem echten Hund spielen durfte, bekam eine zweite Gruppe immer wieder Besuch vom Roboterhund „Aibo“, den der Elektronikkonzern Sony entwickelt hat. Die dritte Gruppe von Bewohnern hatte dagegen weder Kontakt mit dem echten noch mit dem maschinellen Hund. Nach zwei Monaten wirkten die Probanden aus beiden Gruppen mit „Tier“ deutlich gelöster und zufriedener als die aus der dritten. Es macht demnach in dieser Studie keinen Unterschied, ob es sich um ein reales oder künstliches Tier handelt – beide haben denselben positiven Effekt auf die Psyche. Während Sony den Roboterhund Aibo – wegen einer „Konzentration des Unternehmens auf sein Stammgeschäft“ – seit 2006 nicht mehr produziert, hat der künstliche Heuler Paro nun seinen Weg nach Europa angetreten. Künftig soll er auch hier in Alten- und Pflegeheimen helfen, das Leben der Bewohner angenehmer zu machen.

Sind Roboter als Assistenten, Spielgefährten und Therapeuten ein Modell für die Zukunft? Im Fernen Osten ist man davon überzeugt. Dort überbieten sich Hersteller, Geschäftsleute und öffentliche Institutionen gegenseitig mit immer neuen Ideen für den Einsatz der künstlichen Geschöpfe. So arbeitet in einem Modegeschäft in Tokio eine grazile Roboterdame als Mannequin. In manchen japanischen Tanzschulen bringen flinke Roboter den Schülern die richtigen Schritte bei Walzer und Foxtrott bei. In einem Supermarkt der Handelskette Aeon kurvt ein Roboter zwischen den Ladenregalen, um die Kinder der Kunden während des Einkaufs mit Spielchen oder Knobelaufgaben bei Laune zu halten. Und selbst zu japanischen Begräbnisstätten haben die Maschinenmenschen Zutritt: Auf dem Zentralfriedhof von Yokohama bietet seit 2002 „ Robot-san“ seine Dienste an – ein künstlicher Priester, der jeden Morgen Gottesdienste für die Verstorbenen hält.

Europas Forscher in Front

Die südkoreanische Regierung glaubt, dass schon bald in jedem Haushalt des Landes Roboter tätig sind. In Europa ist man da zurückhaltender. Hier fristen die meisten intelligenten Serviceroboter ihr Dasein noch in Forschungslabors oder Testwohnungen. In die Entwicklung von gelehrigen und kommunikativen Kunstwesen wird aber auch in Europa viel Geld und Kreativität investiert. So haben sich in dem vom BMBF initiierten Projekt „Desire“ etliche Unternehmen, Universitäten und Forschungsinstitute zusammengeschlossen – darunter das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart, die Universität Bielefeld sowie die Roboterhersteller Kuka und Schunk. Ihr Ziel: Sie wollen Deutschland bei der Technologie für Serviceroboter in eine weltweit führende Position hieven. „Bei der Entwicklung von Robotern mit kognitiven Fähigkeiten haben europäische Forscher und Ingenieure bereits deutlich die Nase vorn“, sagt Gerhard Sagerer. Das beste Beispiel dafür liefern die Bielefelder Wissenschaftler, die den Honda-Humanoiden ASIMO zu einem Wesen ausbilden wollen, das den Anschein erweckt, es könne denken, fühlen und entscheiden wie ein Mensch.

Der putzige Zweibeiner, der fast täglich zum Training antritt, ist ein idealer Sparringspartner, um in den Labors gewonnene Erkenntnisse sowie wissenschaftliche Theorien über die Informationsverarbeitung im Gehirn an einem menschenähnlichen Roboter zu testen. „Durch diese Experimente“, ist CoR-Lab-Leiter Jochen Steil überzeugt, „bringen wir nicht nur die Robotertechnologie einen großen Schritt voran – wir können dabei auch viel über unser eigenes menschliches Wesen erfahren.“ ■

von Ralf Butscher

ASIMO

ASIMOS Urahn bestand nur aus einer künstlichen Hüfte und zwei Beinen: Der Roboter namens „E0″, den Honda 1986 vorstellte, konnte gehen wie ein Mensch – war aber noch tapsig und behäbig. Seitdem haben die Ingenieure eifrig weiter an der Technik gefeilt – und mit ASIMO eine künstliche Kreatur mit beeindruckenden Fähigkeiten geschaffen. Der Roboter mit der menschenähnlichen Statur trat Ende 2000 erstmals ins Rampenlicht und wird seitdem stetig weiterentwickelt. Etliche Millionen Euro hat Honda bisher in ihn und seine Vorgänger investiert. ASIMO kann nicht nur joggen und trittsicher Treppen steigen, sondern auch sanft eine Hand schütteln und mit Menschen Hand in Hand spazierengehen. Statt Ohren hat er ein Mikrofon, statt Gleichgewichtssinn einen gyroskopischen Sensor. Der schlaue Kerl erkennt Gesichter und Gesten und weiß, wie er sich in menschlicher Gesellschaft zu benehmen hat. Über eine Antenne empfängt er Kommandos. Viele Handgriffe schafft er schon ohne Instruktion, etwa das Servieren einer Tasse Tee. ASIMOS Leben besteht zu einem großen Teil aus Lernen. Denn Forscher wollen ihn zum robotischen Helfer des Menschen ausbilden, der weitgehend selbstständig tätig sein kann.

Kompakt

· Statt stur nach Programm zu arbeiten, sollen Roboter neue Fähigkeiten lernen.

· Zur Kommunikation mit Menschen sind auch Gestik und Mimik wichtig.

· Als Vorbild für eine neue Generation von Robotern dienen kleine Kinder.

Eine fRAGE DER aUFMERKSAMKEIT

Visuelle Aufmerksamkeit ist bei einem Roboter mindestens so wichtig wie beim Menschen, um nicht zu viele Informationen verarbeiten zu müssen. Sie steuert, worauf der Automat „achten“ muss. Eine Software sucht dazu zunächst in Kamerabildern und in verschiedenen Sensorkanälen zum Beispiel nach auffälligen Farben, Kontrasten, Bewegungen und Kanten. Zusätzlich können spezialisierte Kanäle vorhanden sein, die Hautfarben, Gesichter oder Hände erkennen. Die von den künstlichen Sinnesorganen gelieferten Informationsströme werden verrechnet, um Punkte im Raum zu finden, die besonders „interessant“ sind. Hat der Roboter eine Person oder ein Objekt erkannt, konzentriert er sich darauf, und seine Kamerasteuerung wählt einen speziellen Punkt als nächstes, genaueres Ziel aus – bei einem menschlichen Gegenüber etwa die Augen. Was wichtig für den Roboter ist, bestimmt die ihm gestellte Aufgabe. Sie könnte zum Beispiel lauten: „Suche ein rotes Objekt!“ Dann gewichtet der Automat den Kanal für rotes Licht höher, sodass automatisch rote Gegenstände bevorzugt werden. Wie die Aufgaben im Detail die Aufmerksamkeit beeinflussen und wie das für den Roboter modelliert werden kann, ist eine aktuelle Frage der Forschung. Mit ihr befasst sich beispielsweise der Bielefelder Robotiker Jochen Steil, zusammen mit Psychologen, die auf neurokognitive Prozesse spezialisiert sind.

Der neue Garten Eden

Roboter, die Verhalten von Menschen abschauen und so neue Fertigkeiten lernen, stehen im Fokus vieler Forschungsprojekte der Robotik. Britische Wissenschaftler an der University of the West of England in Bristol gehen noch einen Schritt weiter: Sie wollen die künstlichen Geschöpfe dazu bringen, eine eigene Kultur zu entwickeln. Dazu vereinen sie einige Dutzend Roboter in einem technologischen Biotop und lassen dort ihrer Entwicklung freien Lauf. Die britischen Forscher haben die Automaten so für das Experiment präpariert, dass sie zunächst nur recht einfache grundlegende Fähigkeiten besitzen, etwa um sich fortzubewegen. Darüber hinaus können die Maschinen ihre Umwelt wahrnehmen und deuten. Und sie können voneinander lernen, indem sie Verhaltensweisen ihrer Kollegen abschauen und kopieren. Allerdings: Jeder Roboter reagiert etwas anders auf äußere Reize. Außerdem sind die Bewohner der Roboter-WG anfällig für kleine Fehler. Die Forscher erwarten daher, dass sich die künstlichen Gestalten unterschiedlich entwickeln. Durch die Fähigkeit, zu interagieren und Verhaltensweisen voneinander abzukupfern, sollen sich so Formen von gemeinschaftlichem Verhalten entwickeln – ähnlich primitiven menschlichen Kulturtechniken. Mit dem Projekt, das vier Jahre lang dauern wird, wollen die Forscher die Anfänge der Kultur nachzeichnen – um besser zu verstehen, wie sie die Entwicklung der Menschheit beeinflusst hat.

Sehr gefragt: Soldaten, Wachleute und Erntehelfer

Die meisten gewerblich genutzten Serviceroboter dienen beim Militär, bei Sicherheits- oder Rettungsunternehmen – gefolgt von Automaten in der Landwirtschaft. Dort erwarten Experten auch den größten Zuwachs an robotischen Helfern. In Privathaushalten machen die sich bisher meist als Staubsauger, Rasenmäher oder Entertainer nützlich.

Die meisten Jobs gibts im Fernen Osten

Nirgendwo sonst kommen so viele Industrieroboter zum Einsatz wie in Japan: Fast 300 Automaten je 10 000 Angestellten verrichten dort ihren Dienst in der Fertigung. Deutschland liegt mit einer Roboterdichte von 163 pro 10 000 Arbeitern weltweit auf Rang 4, hinter Singapur und Südkorea – und weit vor den USA. Zu den Hauptaufgaben der Industrieroboter zählen das Schweißen, Löten und das Handhaben von Materialien.

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Flug|zeug|her|stel|ler  〈m. 3〉 Unternehmen, das Flugzeuge konstruiert u. herstellt

Gum|ma  〈n.; –s, –ma|ta od. Gum|men; Med.〉 in verschiedenen inneren Organen vorkommende, hartgummiartige Geschwulst von Erbsengröße bis Walnussgröße, die bes. bei Syphilis im Endstadium auftritt [eigtl., ”Gummigeschwulst“; → Gummi ... mehr

Ing|wer  〈m. 3; unz.〉 1 〈Bot.〉 Angehöriger einer südasiat. Gattung der Ingwergewächse: Zingiber 2 die als Gewürz verwendete Wurzel ... mehr

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