Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/automatisierung-robotik-ist-der-kommende-gigamarkt-1512-118084.html    Veröffentlicht: 29.12.2015 12:02    Kurz-URL: https://glm.io/118084

Automatisierung

Robotik ist der kommende Gigamarkt

Roboter werden im Alltag bald ganz normal sein. Sie kochen, putzen, pflegen, retten, bauen und reparieren. Dafür müssen sie gut programmierbar sein - und vor allem freundlich.

Wer den Ausstellungsraum des Roboterherstellers Aldebaran in Paris besucht, wird von Pepper begrüßt: "Mein Name ist Pepper. Sehr erfreut, dich kennenzulernen. Es ist toll, so viele Menschen zu treffen", sagt der freundliche, etwa 1,2 Meter große Roboter.

Der japanische Telekommunikations- und Medienkonzern Softbank, dem Aldebaran Robotics inzwischen zu 95 Prozent gehört, setzt die Peppers in seinen Filialen in Japan ein. Auf dem Amsterdamer Flughafen Schiphol soll der Roboter Spencer künftig Flugpassagieren den Weg zum Gate weisen. Keine Frage: Roboter erobern zusehends unsere Lebenswelt. Aber wie wird die Zukunft aussehen? In welchen Bereichen werden Roboter künftig tätig sein? Und wie weit ist die Entwicklung?

Roboter sind überall im Einsatz

Roboter arbeiten in Fabriken - allein oder mit Menschen zusammen - und in der Landwirtschaft, sie operieren, sie sollen Waren ausliefern, im Haushalt helfen, den Rasen mähen oder kochen. Sie kuscheln oder sind ein tolles Spielzeug.

Serviceroboter seien in absehbarer Zeit überall zu finden, sagte Alois Knoll, Robotiker an der Technischen Universität in München, zur Eröffnung der International Conference on Intelligent Robots and Systems (Iros) Ende September in Hamburg. Es sei lange geforscht worden, jetzt gingen die Roboter Schritt für Schritt in die Serienfertigung. Robotik sei der kommende Gigamarkt.

Entwickler brauchen eine Basis

Die Robotik habe von immensen Fortschritten in der Hardware, vor allem der Rechnertechnik, in den vergangenen Jahren profitiert, sagt Knoll im Gespräch mit Golem.de. Das sei eine wichtige Voraussetzung. Eine zweite seien Software-Frameworks, auf denen Anwendungsentwickler aufbauen können. Aber auch diese gebe es inzwischen: Systeme wie das Robotic Operating System (ROS), das das US-Robotikunternehmen Willow Garage vor einigen Jahren etabliert hat.

"Das ist aus meiner Sicht der entscheidende Faktor. Die Hardware-Entwicklung ist die Voraussetzung. Aber die eigentliche Kreativität spiegelt sich in der Software", sagt Knoll. Da die Rahmenbedingungen jetzt gegeben seien, werde die Robotik zwar "nicht mit derselben Geschwindigkeit wie das Internetbusiness", aber doch schnelle Fortschritte machen und eine hohe Produktivität entwickeln.

Dafür müssen zwei Voraussetzungen geschaffen werden.

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."

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.

Das bisschen Haushalt ist doch gar nicht schlimm, sagt der Roboter

In zehn Jahren, sagt Knoll werde "über Standardroboter gar nicht mehr, über autonome Autos nur noch ein bisschen geredet werden". Soll heißen: Der Roboter daheim wird dann selbstverständlich sein.

Sie sind ja auch praktisch: So genoss Kollege Achim Sawall im vergangenen Sommer sehr, dass er den Rasen nicht selbst mähen musste. Während seine Nachbarn beim Mähen schwitzten, saß er entspannt auf der Terrasse und sah zu, wie der Roboter seine Runden auf dem Grün zog.

Ein Roboterlieferwagen bringt den Einkauf

Wer nicht gut zu Fuß ist, wird sich freuen, wenn er tägliche Besorgungen wie das Einkaufen nicht selbst erledigen muss. Das gilt vor allem für Menschen, die in abgelegenen Gegenden wohnen. Unternehmen wie Google, Amazon oder die Deutsche Post planen deshalb, Pakete per Drohne auszuliefern. Bisher verhindert das allerdings noch die Gesetzgebung.

Weniger abgehoben sind die Planungen von Starship Technologies: Das Unternehmen der beiden Skype-Initiatoren Janus Friis und Ahti Heinla hat einen fahrenden Lieferroboter entwickelt, ein kleines Fahrzeug mit sechs Rädern, das knapp 10 Kilogramm wiegt. Es soll eine Nutzlast, die zwei vollen Einkaufstüten entspricht, im Umkreis von 5 Kilometern ausliefern. Und das schon recht bald: Im kommenden Jahr sollen die Robolieferanten starten - auch in Deutschland.

Die Küche kocht selbst

Sind die Lebensmittel zu Hause angekommen, macht ein anderer Roboter weiter: die Roboterküche, die das britische Unternehmen Moley Robotics auf der Hannover Messe vorgestellt hat. Das ist eine komplett eingerichtete Küche mit Anrichte, Herd, Spülbecken, Ofen, Küchengeräten - und mit zwei Roboterhänden des Londoner Unternehmens Shadow Robot.

Der Hungrige lädt ein Rezept und stellt die nötigen Zutaten bereit. Den Rest machen die beiden Roboterhände. Sie ahmen dabei den britischen Koch Tim Anderson nach: Er wurde beim Kochen gefilmt. Dabei trug er Handschuhe mit Bewegungssensoren sowie Bewegungssensoren an den Handgelenken. "Wir haben die Bewegungen fünfmal aufgezeichnet, zusammenmontiert, und jetzt nach einigen Feinjustierungen, kocht das System das gleiche Essen", erzählte Anderson Golem.de.


Wer gerne selbst kocht, kann auch das: Die Roboterküche assistiert dann. Die Roboterhände übernehmen lästige Aufgaben, schälen beispielsweise Zwiebeln oder rühren eine Suppe glatt. Der Mensch muss am Ende nur noch abschmecken.

Auch in der Arbeitswelt werden sich Roboter breit machen.

Roboter füllen Lücken

Und das nicht nur in der Autoindustrie, wo sie heute schon in weitgehend menschenleeren Hallen die Fahrzeuge montieren. Sie sollen künftig in den unterschiedlichsten Bereichen mit Menschen zusammenarbeiten. Roboter wie Baxter oder Sawyer sind keine furchterregenden Stahlkolosse, die einen Menschen ohne weiteres schwer verletzen oder töten können. Sie sind der freundlich lächelnde Roboter, die der Arbeiter selbst programmieren kann und mit denen er sich den Arbeitsplatz gerne teilt.

Industrie, Service, Gesundheitswesen, Pflege: Das sind Bereiche, in denen wir in den kommenden Jahren und Jahrzehnten immer mehr Roboter einsetzen werden - und müssen. Denn in einer alternden Gesellschaft werden Arbeitsplätze frei, ohne dass es Nachwuchs gibt, der sie besetzen kann.

Es fehlt an Arbeitskräften

"In Japan fehlt es heute schon an jungen Arbeitskräften", sagte Jong Lee. Golem.de traf den Chef von Hanson Robotics im Sommer auf einer Konferenz in Wien. "Weshalb werden Fabriken in China schneller als irgendwo sonst auf der Welt auf robotische und automatisierte Produktion umgestellt? Weil der Nachschub an jungen Arbeitskräften, die dort arbeiten können, dramatisch zurückgeht."

Ebenso werden sie benötigt, um diejenigen, die selbst nicht mehr arbeiten können, zu unterstützen. Viele Robotiker sehen deshalb in der Pflege und im Gesundheitswesen einen großen Zukunftsmarkt. Dem kürzlich verstorbenen Roboterpionier Joseph F. Engelberger, der 1956 das erste Unternehmen gründete, das Industrieroboter baute, war das früh klar: Er schuf 1984 ein Unternehmen, das Roboter für das Gesundheitswesen entwickelte. Sein erster Roboter Helpmate wurde ab den späten 1980ern in Krankenhäusern eingesetzt.

Die Empfangsdame ist ein Roboter

Auch im Dienstleistungsbereich werden Roboter künftig Menschen ersetzen: In Japan hat in diesem Sommer das erste Roboterhotel eröffnet. Dort übernehmen Maschinen wichtige Tätigkeiten wie etwa die Anmeldung an der Rezeption, das Tragen des Gepäcks oder die Reinigung der Zimmer.

Hanson-Robotics-Chef Lee verteidigt das Konzept: "Stellen Sie sich das Personal am Empfang eines Hotels in der Schicht von Mitternacht bis 8 Uhr morgens in einer Metropole vor", sagt er. Es sei wenig wahrscheinlich, dass es einen Gast um diese Zeit freundlich betreue. Anders ein Roboter: Er spreche die Sprache des Gastes, kenne, da er mit dem Buchungssystem verbunden sei, dessen Gewohnheiten und Vorlieben. Der Gast freue sich über den Service und sei zufrieden.

Han verzieht das Gesicht

Hanson Robotics hat zwei neue Roboter für diesen Einsatzbereich entwickelt: Han ist ein lebensgroßer Kopf eines Mannes. Sein Gesicht besteht aus Frubber, einem von Hanson Robotics entwickelten, weichen Polymerschaum. Im Kopf sitzen etwa 40 Servomotoren, die den Schaum bewegen, so dass Han sein Gesicht zu unterschiedlichen Grimassen von betrunken bis freundlich verziehen kann.

Für den Einsatz in Unternehmen ist das Aussehen wichtig. Dafür gibt es einen zweiten Hanson-Roboter: Eva. Er ähnelt Han, hat allerdings ein weibliches Gesicht. 2016 soll die Dame erstmals öffentlich zum Einsatz kommen. Ein Akzeptanz-Problem sieht Lee nicht.

Auf das Aussehen kommt es an - auch beim Roboter

"Unsere Roboter lächeln, schauen finster drein, sie erzeugen Gesichtsausdrücke, die sie natürlich und menschlich aussehen lassen", erzählt Lee. Hanson Robotics habe die Roboter auf diversen Veranstaltungen ausprobiert. Das Publikum sei jedes Mal anders gewesen, die Reaktion hingegen nicht: "Von 5 bis 95: Wenn unser Roboter sie anlächelt, lächeln sie zurück."

Dass Ästhetik ein wichtiger Aspekt ist, hält auch KIT-Forscher Dillmann für ausgemacht. Roboter werden Teil des zukünftigen Lifestyles sein. Dafür brauchten sie ein gutes Design, passend etwa zu der Inneneinrichtung einer Wohnung. "Dazu kommt eine passende Vermarktungsstrategie, gekoppelt mit den Fähigkeiten der Geräte", sagt er. "Gutes Aussehen können wir als Ingenieure aber nur in Kooperation mit guten Designern realisieren." Deshalb sollten diese Gesichtspunkte mit in die technische Entwicklung einbezogen werden.

Erst das Aussehen, dann die Technik

Einer, der das verstanden hat, ist Aldebaran-Gründer Bruno Maisonnier. Er hat von Anfang an Wert auf das Aussehen von Pepper und Nao gelegt. Es ist wichtig, wenn Menschen mit dem Roboter interagieren sollen. Die Technik ist nur dazu da, die Interaktion zu unterstützen. Sie soll nicht im Mittelpunkt stehen.

"Brunos Standpunkt war: erst das Design, dann die Technik. Die Technik sollte nur dem Design dienen", erzählte Rodolphe Gélin, Entwicklungsleiter bei Aldebaran, bei unserem Besuch im Pariser Atelier von Aldebaran. Deshalb würden Pepper und Nao nicht als technische Geräte wahrgenommen, sondern als "etwas, mit dem man gern zusammen ist, mit dem man gern zusammenlebt".

Auch auf hoher See: Die Reedereien Aida Cruises und Costa Crociere setzen Pepper ab kommendem Frühjahr auf ihren Kreuzfahrtschiffen ein. Ob die Roboter, die sich auf Rollen fortbewegen, mit dem Seegang klarkommen, wird sich zeigen. In einem Punkt sind sie ihren menschlichen Kollegen jedoch überlegen: Roboter werden nicht seekrank.  (wp)


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