Auf die einfache Bedienung kommt es an

Wichtig sind Aktoren und künstliche Hände für den Umgang mit Geräten und Gegenständen. "Mobile Manipulation ist ein Topthema", sagt Rüdiger Dillmann, Robotiker am Karlsruhe Institute of Technology (KIT), im Gespräch mit Golem.de. Roboter fahren, fliegen, laufen, tauchen oder klettern zu einem Einsatzort und müssen dort eine Aufgabe erledigen.

Das klingt ganz nach der Darpa Robotics Challenge (DRC), einem Roboterwettbewerb, den die Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa), die Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums, 2012 ausgeschrieben hatte und dessen Finale im Juni dieses Jahres stattfand.

Der Roboter fährt Auto

Die teilnehmenden Roboter mussten laut Ausschreibung mit einem Auto zum Einsatzort fahren, dort eine Treppe hinaufsteigen, eine Tür öffnen, sich den Weg durch Schutt bahnen und ein Ventil öffnen. Während des Wettbewerbs fügte die Darpa weitere Aufgaben hinzu, die die Teams vorher nicht üben konnten. Dazu gehörte beispielsweise, dass die Roboter einen Stecker aus einer Steckdose ziehen und ihn in eine andere einstöpseln sollten.

Die Aufgaben waren so gestellt, dass ein humanoider Roboter sie am besten erfüllen konnte. Auch ihre Manipulatoren waren denen eines Menschen nachempfunden. Am Ende gewann der DRC-Hubo des Teams vom Korea Advanced Institute of Science and Technology (Kaist) in Daejeon in Südkorea.

Die Natur inspiriert innovative Greifer

Für viele Aufgaben in unserer Lebenswelt sind humanoide Roboter mit humanoiden Manipulatoren gut geeignet. Es gibt aber auch Entwickler, die ganz neue Ideen für Greifer haben. Das schwäbische Unternehmen Festo etwa lässt sich gern von der Natur inspirieren. In diesem Jahr stellten die Esslinger auf der Hannover Messe den Flex Shape Gripper vor, einen pneumatischen Greifer, der sich über ein Objekt stülpt. Vorbild ist die Zunge des Chamäleons.

Der Fingripper ist ein bionischer Greifer, der der Schwanzflosse eines Knochenfischs nachempfunden ist. Der Greifer ist so konstruiert, dass er sich unter einer Kraft, die auf ihn einwirkt, so verformt, dass die Kraft verteilt wird. Je stärker der Anpressdruck ist, desto besser verteilt sich die Kraft und desto besser passt sich der Greifer einem Objekt an. 2010 hatte Festo ihn in Hannover präsentiert. Inzwischen wird er eingesetzt, um Früchte zu sortieren.

Roboter müssen einfach zu bedienen sein

Voraussetzung zwei ist die Bedienbarkeit: Ein Roboter kann potenziell hoch komplex und innovativ oder prinzipiell in der Lage sein, viele schwierige Aufgaben zu erfüllen. Das nützt aber alles nichts, wenn er so kompliziert ist, dass nur technisch geschulte Menschen damit zurechtkommen. "Wenn wir Roboter im Alltag propagieren, muss man den Zugang und die Programmierung dieser Geräte vereinfachen", sagt Rüdiger Dillmann vom KIT. Häufig seien Serviceroboter programmiertechnisch viel zu kompliziert für den Heimgebrauch, moniert der Robotiker. "Programmieren ist immer noch das große Thema - sei es der Rasenmäher, sei es das Reinigungsgerät im Haus oder der Unterhaltungsroboter."

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Der Flex Shape Gripper von Festo (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Allerdings arbeiten großen Unternehmen wie Apple, Google oder Microsoft daran - etwa an einer Sprach- oder Gestensteuerung. Auch andere Hersteller haben das verstanden: So lernen beispielsweise Roboter wie der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelte Justin oder Baxter und Sawyer des US-Herstellers Rethink Robotics durch Nachahmung: Der Mensch führt den Roboterarm und programmiert so eine Aktion.

Mit Choregraphe können Anfänger und Profis den Nao steuern

Ein anderes Konzept hat sich Aldebaran ausgedacht: Der Roboter Nao wird am Computer mit Hilfe der Software Choregraphe programmiert. Die ist bewusst einfach gestaltet, damit auch Anfänger mit dem Roboter etwas anfangen können: In einer Menüspalte gibt es Icons für vordefinierte Aktionen, die der Nutzer mit der Maus auf die Arbeitsfläche zieht. Er verbindet mehrere Aktionen und bekommt so eine Bewegungsabfolge.

Aber auch erfahrene Entwickler können mit Choregraphe etwas anfangen: Klicken sie auf das Icon, öffnet sich ein Fenster mit dem entsprechenden Programmcode. Den können sie dann nach Gutdünken modifizieren.

Die Robotiker müssten sich allerdings mehr auf die Interface-Entwicklung konzentrieren, sagt Knoll. "Anders wird man die Systeme nicht in Massenmärkten unterbringen können." Das Problem sei erkannt: Die Interaktion von Mensch und Roboter sei ein beliebtes Thema, Fortschritte deutlich zu sehen.