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Künstliche Intelligenz: Die Evolution der Roboter

Seit Jahren wird darüber berichtet, wie Roboter unsere normale Lebenswelt erobern. Sie sollen unsere Arbeitsplätze ersetzen, den Haushalt erledigen oder unsere Kinder hüten. Lediglich sehen tun wir kaum welche. Wie intelligent sind sie also tatsächlich und warum bekommen wir im Alltag doch kaum etwas von ihnen mit? Unter uns sind sie zumindest schon - gerade in Deutschland.

Humanoide Roboter
Bei den bislang vorgestellten humanoiden Robotern handelt sich eher um Studien und Marketinggags - ein echter Durchbruch steht noch aus.
In weniger als einem durchschnittlichen Menschenleben haben Computer und Roboter eine Evolution hingelegt, von der der Mensch nur träumen kann. Sowohl die Rechengeschwindigkeit als auch die Datenmengen, die gespeichert werden können, haben exponentiell zugenommen. Dadurch wurden Roboter realisierbar, die zumindest in Teilbereichen schon fähiger sind als wir. Sei es, weil sie auf den hundertstel Millimeter genau arbeiten können oder weil sie während körperlicher Aktivität nicht ermüden. Doch auch ihre Fähigkeiten haben Grenzen - damals wie heute.

Shakey im Computer History Museum von Mountain View
Inzwischen Geschichte: Shakey im Computer History Museum in Mountain View, Kalifornien.
Shakey - der Zitterer

Im Computer History Museum in Kalifornien steht Shakey, eingesperrt hinter einer Glasscheibe. Shakey, das ist der erste mobile Roboter der Welt. So wie er heute dort steht, ist es schwer vorstellbar, dass dieses Ungetüm tatsächlich die Ära unserer heutigen Roboter einläutete. Doch schon zu seiner Zeit, Ende der 1960er Jahre, steckte mehr Technik in der intelligenten Maschine, als wir auf den ersten Blick sehen.

Denn Shakey besaß bereits eine Art künstlicher Intelligenz - er konnte seine Handlungen selbstständig planen. Um das zu ermöglichen, hatten Forscher damals erstmalig bei einem Roboter verschiedene Gebiete der KI-Forschung kombiniert. Shakey erfasste seine Umgebung mithilfe von Kameras, konnte sich bewegen und Probleme lösen. Dadurch schaffte er es beispielsweise schon, eine Auffahrrampe in seiner Umgebung selbstständig zu erkennen und zu benutzen. Dadurch konnte er die ihm gestellte Aufgabe lösen: das Verschieben eines roten Klotzes.

Allerdings war der Roboter auch für damalige Verhältnisse noch nicht perfekt. Eine Schwäche brachte ihm sogar seinen Namen ein: Shakey - der Zitterer. Denn in puncto Feinmotorik waren selbst die Entwickler des Roboters nicht ganz von Shakey überzeugt. Trotzdem bereitete der erste mobile Roboter den Weg für den heutigen Roboterboom.

Industrieroboter
In Deutschland kommen auf 100 Mitarbeiter drei Roboter - Platz vier nach Südkorea, Singapur und Japan.
Die Revolution der Industrieroboter

Deutschland ist das Land mit der höchsten Industrieroboterdichte Europas. Auf 100 Mitarbeiter kommen bei uns drei Roboter. Eigentlich genug, um den smarten Maschinen ab und an zu begegnen. Doch meistens verstecken sie sich in Fabrikhallen, in denen sie den ganzen Tag denselben Arbeitsschritt ausführen. Zum Beispiel bei Autoherstellern: In vielen Hallen arbeiten dort mehr Roboter als Menschen.

Dass gerade Industrieroboter so erfolgreich sind, hat seinen Grund. Denn ihre Aufgaben bestehen meist aus nur wenigen, klar umrissenen Schritten. Heutige Industrieroboter bestehen im Vergleich zu früher nur noch aus der Hälfte der Bauteile und können doch doppelt so viel. Möglich machen das eine sehr präzise Steuerung, Kameras und Sensortechnik. Dadurch können sie eine Handlung unendlich oft ausführen, wenn der Mensch dafür schon lange keine Kraft mehr aufbringen kann.

Ein anderer Grund, warum Roboter bisher vor allem in der Industrie eingesetzt werden, ist die Energieversorgung. Weil Batterien oft schwer sind, lassen sie sich nicht immer komfortabel in den Robotern verbauen. In der Industrie arbeiten die Maschinen dagegen oft an einem festen Standort und können somit stationär mit Strom versorgt werden. Ein Pflegeroboter für die heimische Wohnung sollte dagegen nicht ständig an der Ladestation stehen – er muss überall helfen können.

Der Rückschlag für Robodoc

Während die Industrieroboter heute schon mit großem Erfolg eingesetzt werden, musste eine andere Robotervariante dagegen Rückschläge hinnehmen. Ein Beispiel dafür ist der Operationsroboter Robodoc. Diese Modelle operierten zwischen 1994 und 2004 tausende Patienten in Deutschland. Bei defekten Hüftgelenken fräste der Roboter die Knochen so aus, dass Ersatzteile hinterher von den Medizinern perfekt eingebaut werden konnten. Im Vergleich zum Chirurgen sollte die Maschine präziser arbeiten und so das Risiko für die Patienten verringern - eigentlich.

Doch in der Praxis sah dies leider anders aus: Während die Robodocs die Mehrheit der Patienten erfolgreich operierten, ging es doch in einigen hundert Fällen schief. Bei ihnen durchtrennte der OP-Roboter versehentlich Nerven oder zerstörte Muskeln. Dadurch litten diese Patienten später unter chronischen Schmerzen oder einem hinkenden Gang. Solche Roboter werden heute nicht mehr eingesetzt, denn sie konnten auf unvorhergesehene Situationen nicht reagieren.

Andere Roboter wie Zeus, Aesop und Da Vinci werden zwar bis heute im Operationssaal eingesetzt, sie führen allerdings nur noch die Befehle der Mediziner aus. Damit agieren sie quasi wie ein verlängerter Arm. Anders als ihr Vorfahre Shakey sind sie sogar dazu in der Lage, das Zittern einer Chirurgenhand herauszufiltern.

Tauchroboter
Roboter werden gerne dort eingesetzt, wo es um Arbeiten in gefährlicher oder unwegsamer Umgebung geht - etwa in der Tiefsee.
Die heutigen Grenzen

Der Grund, warum Roboter heute noch nicht überall zum Einsatz kommen, liegt jedoch an ihrer mangelnden Fähigkeit mit Menschen zu interagieren. Denn dazu müssten sie auch die Gestik, Mimik und Sprache der Menschen richtig deuten können oder unvorhergesehene Situationen einordnen und darauf korrekt reagieren. An dieser Flexibilität hapert es jedoch bisher noch. Deswegen werden Roboter bisher eher dort eingesetzt, wo es um Messungen, sich wiederholende Tätigkeiten oder das Vordringen in gefährliche oder unwegsame Gefilde geht. So fungieren heute beispielsweise autonome Tauchroboter als Helfer der Meeresforscher.

Ein anderes Problem besteht darin, die Fähigkeiten und Anpassungsfähigkeit des Menschen nachzubilden. Denn die Anatomie des Menschen ist schwer kopierbar. So hat beispielsweise allein unsere Hand 23 unterschiedliche Freiheitsgrade und ungefähr 17.000 Sensoren, die den Druck, die Temperatur und die Wärmeleitfähigkeit in der Nähe der Muskeln messen. Eine solche Sensibilität hat bisher kein Roboter.

Mars Rover Spirit und Opportunity
Bei der Erforschung unseres Sonnensystems sind wir bis auf Weiteres auf Roboter wie die Mars Rover angewiesen.
Wie sieht die Zukunft der Roboter aus?

Trotzdem gehen Experten davon aus, dass in circa 30 Jahren mehr persönliche Roboter produziert werden als persönliche Computer. Der Grund hierfür soll den Prognosen nach der wachsende Bedarf an Servicerobotern sein. Diese könnten uns künftig Alltagsarbeiten abnehmen, wie den Müll wegbringen, den Rasen mähen, Fenster putzen oder Staub saugen. Spätestens dann könnten uns Roboter also doch auf Schritt und Tritt begegnen.

Noch einen Schritt weiter könnte der Einsatz von Robotern in einigen Spezialbereichen wie der Medizin sein. So wird bereits an Nanorobotern geforscht, die sich durch unsere Blutbahn bewegen und Krankheiten bekämpfen sollen. OP-Roboter könnten in der Zukunft von Chirurgen über das Internet gesteuert werden und so Operationen hunderte Kilometer entfernt vom Arzt durchführen.

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