Der Mensch ist dem Roboter weiterhin überlegen

In Science-Fiction-Filmen ist die Sache relativ einfach: Der Terminator ¨C der wahlweise versucht, die Menschheit zu vernichten oder zu retten ¨C ist ein so perfekter, humanoider Roboter, dass er in den meisten F?llen dem Menschen ¨¹berlegen ist. Aber wie gut funktionieren humanoide Roboter heute abseits der Kinoleinwand? Genau dieser Frage widmet sich eine neue Studie, die Robert Riener, Professor f¨¹r Sensomotorische Systeme an der ETH Z¨¹rich und Vater des Cybathlon, als Erstautor verfasst hat und heute in der Robotik Fachzeitschrift Frontiers in Robotics and AI erscheint.  

?pfeln mit ?pfeln vergleichen

Die erste wissenschaftliche Herausforderung war, Kriterien zu entwickeln, die einen sinnvollen Vergleich zwischen Menschen und Maschine zulassen. Ein Industrieroboter, der am Fliessband Autokarosserien lackiert, tut dies schneller, l?nger und exakter als ein Mensch. Er wurde extra daf¨¹r entwickelt, verf¨¹gt aber auch ¨¹ber keine anderen F?higkeiten.

Daher hat Riener solche Roboter aus der Studie ausgeschlossen: ?Wir Menschen gestalten unsere Umwelt nach unseren Massst?ben und Bed¨¹rfnissen. Wenn Roboter uns sinnvoll unterst¨¹tzen sollen, m¨¹ssen sie in dieser menschgemachten Umgebung funktionieren. So sind wir schnell bei Robotern gelandet, die Menschen zumindest anatomisch ?hnlich sind.? Aus diesem Grund hat Riener ausschliesslich humanoide Roboter f¨¹r die Studie untersucht und 27 relevante Exemplare in seine Recherche integriert.

Doch auch innerhalb dieses Robotertyps definierten die Forschenden gewisse Auswahlkriterien. ?F¨¹r einen Roboter, der beispielsweise Rollen statt Beine hat, w?re es relativ einfach, schneller zu rollen, als der Mensch laufen kann ¨C wir wollten aber nicht ?pfel mit Birnen vergleichen?, erkl?rt Riener. Und so kamen nur Roboter in die Auswahl, die zwei oder vier Beine haben, damit sie auch Treppensteigen k?nnen. Sie brauchen zudem eine schlanke Statur, damit sie durch eine T¨¹re passen und eine gewissen Gr?sse (mindestens 50 cm) mit Armen und H?nden (mindestens damit erweiterbar), damit sie auch Objekte auf einer Ablage oder in einem Regal greifen k?nnen. Damit sie mit Menschen zusammenarbeiten oder diese unterst¨¹tzen k?nnen, sollten sie auch noch leise sein und keine Abgase ausstossen.   

Roboter klar besser ¨C was die Komponenten betrifft

Das erste Resultat ¨¹berraschte selbst den Forscher: Vergleicht man die einzelnen Komponenten von Maschinen und Mensch, wie Mikrofone mit Ohren, Kameras mit Augen oder Antriebssysteme mit Muskeln, gewinnt bez¨¹glich der wesentlichen sensomotorischen Eigenschaften immer die technische Komponente. So verwendet man heute Karbonfasern, die h?rter sind als Knochen. Wenn man von anderen Merkmalen des menschlichen Knochens absieht ¨C beispielsweise, dass er sich selbst heilen kann ¨C dann ist die technische L?sung hinsichtlich mechanischer Eigenschaften klar ¨¹berlegen. Das Verbl¨¹ffende daran formuliert der ETH-Professor so: ?Die Frage ist, warum wir bis heute nicht in der Lage sind, aus diesen hochwertigen Komponenten einen Roboter zusammenzubauen, der in seinen Bewegungs- und Wahrnehmungsfunktionen besser funktioniert als der Mensch.?

Womit auch das zweite Resultat dieser umfassenden ?bersichtsarbeit angesprochen ist: Schaut man sich die Aktivit?ten an, welche Mensch und Maschine ausf¨¹hren sollen, sind meist die Menschen dem Roboter ¨¹berlegen. Zwar k?nnen auch humanoide Roboter gehen und laufen. Setzt man aber Geh- oder Laufgeschwindigkeit in Relation zu K?rpermasse, Gewicht oder Energieverbrauch, k?nnen die meisten Roboter nicht mehr mithalten. Roboter MIT-Cheetah (zu Deutsch ?Gepard¡°) l?uft mit 6,1 Metern in der Sekunde zwar schneller als ein joggender Mensch und macht damit seinem Namen alle Ehre. Doch der vierbeinige Roboter hat einen hohen Energieverbrauch (973 Watt) und wird auch nur unter Laborbedingungen eingesetzt. Der Mensch ¨¹bertrifft den Roboter zudem noch deutlich hinsichtlich Ausdauer bzw. Betriebsdauer.

Roboter k?nnen uns in Zukunft unterst¨¹tzen

Sind also humanoide Roboter heute mehr eine Spielerei? ?Es ist unglaublich, welche Fortschritte die Robotik in den letzten Jahren gemacht hat. Wir m?chten gerne Roboter in unserer N?he haben, damit sie uns bei schwierigen oder gef?hrlichen Aufgaben unterst¨¹tzen. Unsere menschgemachten Umgebungen sind jedoch sehr komplex und es ist deshalb nicht so einfach, dass Roboter in dieser Umgebung autonom und fehlerfrei funktionieren. Aber ich bin zuversichtlich, dass es uns bald gelingen wird, mit den vorhandenen, leistungsf?higen, technischen Komponenten intelligentere Roboter zu bauen, die besser mit uns Menschen interagieren k?nnen?, so Riener. Ein wichtiger n?chster Schritt w?re laut Riener, dass man weitere systemtechnische und regelungstechnische Anstrengungen unternimmt, um die vorhandenen leistungsf?higen Komponenten besser zu verbinden.

Denkbar ist dann zum Beispiel ein Einsatz in der Pflege, im Bauwesen oder im Haushalt ¨C also ¨¹berall dort, wo dringend Unterst¨¹tzung gebraucht wird, um Personal zu entlasten und beispielsweise Menschen mit Bewegungseinschr?nkungen zu unterst¨¹tzen.