Wann kommen die ersten Roboter für den Haushalt?
Die Idee vom Roboter, der im Haushalt hilft, ist schon alt. Ausgebremst wurde sie bislang von fehlenden Fortschritten beim maschinellen Lernen. Doch worin liegen die Herausforderungen autonomer, intelligenter Systeme? Und wann gibt es Roboter, die den Tisch decken oder die Wäsche aufhängen können?
Wahrscheinlich wird er doch ganz anders aussehen, aber ein Haushaltsroboter ist durchaus realistisch.
Foto: panthermedia.net/KirillM
Die Gesellschaft ist zunehmend aufgeschlossener gegenüber intelligenten Systemen. Mittlerweile sind Smart-Home-Einrichtungen, Staubsaugerroboter oder autonome Rasenmäher fester Bestandteil vieler Haushalte. Doch wie sieht die Zukunft der Robotikentwicklung aus? Jan Peters gibt einen Einblick. Er forscht an der TU Darmstadt in dem Bereich „Systemische KI für Lernende Roboter“.
Worin bestehen die Herausforderungen autonomer intelligenter Systeme?
In Expertenkreisen wird maschinelles Lernen als Schlüsseltechnologie der künstlichen Intelligenz (KI) verstanden – um Roboter zu entwickeln, die vielseitiger und flexibler einsetzbar sind. Das Team um den Roboterforscher Peters interessiert vor allem für die spielerischen Aspekte lernender Systeme. So versuchen sie derzeit Robotern das Geschicklichkeitsspiel Air Hockey beizubringen, nachdem sie sich knapp zehn Jahre damit beschäftigt haben, einen Roboter auf Tischtennis zu programmieren – mit Erfolg.
Was Menschen wirklich über künstliche Intelligenz denken
Ziel des Forschungsteams war es, zu zeigen, dass ein Robot Learning System ein solches Spiel von einem Menschen lernen kann. Die Herausforderung bestand dabei weniger in dem Aspekt der Intelligenz als viel mehr in der Nachahmung der umfangreichen Mechanik des Menschen. Peters erklärt dazu, dass es ihnen zwar gelungen sei, einen Roboter mit menschenähnlicher Reaktionsgeschwindigkeit zu entwickeln, doch dass die generelle Mobilität (ein Schritt nach vorne oder zur Seite) eine extrem komplexe Hardware erfordere, die nur schwer umzusetzen sei. Folglich ist ein stationärer Roboterarm in seiner Mobilität eingeschränkt und muss die verschiedenen Schläge aus seiner Position heraus „erlernen“.
Welche Erkenntnisse lassen sich aus dem Spiel für lernende Roboter ziehen?
Air Hockey stellt insofern eine noch größere Herausforderung für die Roboter beziehungsweise Programmierung dar, als dass der Spielverlauf nur schwer vorhersagbar ist. So können menschliche Spieler beim Air Hockey zum Beispiel tricksen, indem sie mit Blicken oder der Körperhaltung falsche Schlagrichtungen vortäuschen. Das Darmstädter Forschungsteam untersucht daher genaustens, was für eine Intelligenz für das Spiel benötigt wird.
Neben der Motorik spielen demnach die visuelle Wahrnehmung und auch mögliche Strategien eine entscheidende Rolle. Um einen spannenden Spielverlauf zu inszenieren und den Roboter auf potenzielle Täuschungsmanöver vorzubereiten, müssen die Forscher den Roboter prädiktiv verzahnen und Spielzüge über den Gegner bilden. Dadurch lassen sich am Ende neue Erkenntnisse über das Zusammenspiel zwischen neuronaler und symbolischer KI ziehen.
Wie müssen sich lernende Roboter weiterentwickeln?
Roboter kommen heute schon zu großer Anzahl in der Industrie zum Einsatz. Für eine einwandfreie Funktion sind die Umgebungen manuell an die Roboter angepasst und meist auf ganz bestimmte Abläufe programmiert. Doch gerade diese können für den Menschen durchaus zur Gefahr werden, sagt der Roboter-Forscher Peters. Denn betritt der Mensch den Bewegungsradius der intelligenten Maschine, kann diese nicht zwangsläufig den Menschen als solchen erkennen. Aus diesem Grund sind die Roboter häufig eingezäunt. Um das riesige Potenzial der Industrierobotik auszuschöpfen, müssten die Roboter an ihre Umgebung angepasst werden.
Deutschland ist Europameister bei den Industrie-Robotern
Welches Potenzial haben lernende Roboter in der Zukunft?
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sehen viel Potenzial für den Einsatz lernender Roboter – nicht nur in der Industrie-Robotik. Die autonomen Roboter könnten beispielsweise in Krankenhäusern die Beschäftigten unterstützen. Peters kann sich vorstellen, dass die Roboter Hol- und Bring-Aufgaben übernehmen und somit das Pflegepersonal entasten. Dieses hätte dann wiederum mehr Zeit für die Pflege der Patientinnen und Patienten.
Ebenso sieht er Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Rehabilitation. So könnten hier Systeme zum Einsatz kommen, die die motorische Bewegung unterstützen. „Das haben wir mit der Klinik Tübingen und dem Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme schon beispielhaft entwickelt. Dabei konnten wir zeigen, dass die Kombination von Gehirn und Computer über das entsprechende Brain-Interfaces mit einem Roboterarm und Roboter-Lernen funktioniert“, sagt Peters. Bis es allerdings einen funktionierenden Haushaltsroboter gibt, wird es wohl noch etwas dauern. Dabei lassen sich mit der heutigen Entwicklung viele Abläufe und Bewegungen für die Servicerobotik abdecken. Damit hat die Idee vom Haushaltsroboter durchaus eine Zukunft.
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