Jürgen Handke - Humanoide Roboter

Derzeit scheint es aber unwahrscheinlich, dass Roboter jemals die menschliche Interaktion verdrängen können. Allerdings können sie eine Reihe von Nischenrollen spielen. Allein lebende Senioren zum Beispiel fühlen sich oft sehr einsam, und gelegentliche Besuche von Familienmitgliedern reichen nicht immer aus, um diese Lücke zu füllen. Roboter-Begleiter können für soziale Interaktion sorgen und älteren Menschen helfen, ihre sozialen Fähigkeiten zu erhalten. Sie können auch Erinnerungen für Medikamente und andere Anwendungen geben. Roboter können durch ihre „Voice-Chat-Fähigkeiten“ Senioren helfen, mit Familie und Freunden in Kontakt zu bleiben. Zusätzlich können sie Überwachungsdienste anbieten, um schneller auf medizinische Notfälle und andere Probleme zu reagieren.

Obwohl Roboter die Gesellschaft nicht so schnell übernommen haben, wie es die dystopische Literatur vorhergesagt hat, haben sie in den letzten Jahren stetige Fortschritte gemacht, und es ist zu erwarten, dass sie in den kommenden Jahren immer mehr Verbreitung finden werden. 4

Eine spezielle Gruppe von Robotern zeichnet sich durch menschenähnliches, in manchen Fällen sogar fast menschengleiches Aussehen aus. Diese „humanoiden“ Roboter bilden den Fokus dieses Buches und sollen in den folgenden Abschnitten bezüglich ihrer Kompatibilität mit den Abläufen im menschlichen Alltag beschrieben werden.

I.2 Humanoide Roboter

Die uralte Idee der Erschaffung eines Roboters mit menschlichem Aussehen wurde durch die Entwicklungen im neuen Bereich der Robotik inzwischen in die Tat umgesetzt.

Abb. I.3: Leonardos Ritter

Bereits im 15. Jahrhundert entwarf Leonardo Da Vinci eine Maschine, einen Mechanischen Ritter, als Teil seiner Forschung zur Anatomie des Menschen. Mit Konstruktionen wie denen von „Leonardos Ritter“ ( Abb. I.3) und anderen mechanischen Automaten ebnete er den Weg in die Neuzeit.

Die ersten Maschinen, die als Roboter bezeichnet wurden (als Teil von Karel Capeks Drama „R.U.R.“), sind ebenfalls Humanoide.

In den 1920er Jahren wurde der erste Roboter im Vereinigten Königreich gebaut. Dieser Roboter namens „Eric“ hatte auch einen menschlichen Körper und konnte einfache Aufgaben bewältigen, beispielsweise aufstehen oder einzelne Körperteile bewegen.

Jenseits des Atlantiks produzierte die Westinghouse Corporation mit „Elektro“ einen humanoiden Roboter, der das Laufen, das Sprechen und andere, damals als wichtig erachtete, menschliche Handlungen beherrschte, wie das Rauchen einer Zigarette ( Abb. I.4). Elektro zählte zu den Hauptattraktionen der Weltausstellung 1939.

Abb. I.4: Elektro

Die Ergebnisse all dieser wegbereitenden Bemühungen hatten begrenzte Fähigkeiten und würden vermutlich nicht mehr der modernen Definition eines Roboters entsprechen, sondern eher als Automaten bezeichnet werden. Nichtsdestoweniger ist ihre Bedeutung für zukünftige Erfindungen unbestreitbar.

Obwohl die Originalentwürfe und Namen für Roboter der westlichen Kultur entspringen, ist Japan das Land mit dem größten Einfluss auf die Entwicklung humanoider Roboter. In den 1970er Jahren entwickelten Wissenschaftler der Waseda-Universität WABOT-1, „den ersten vollmaßstäblich anthropomorphen Roboter“, der kommunizieren und sich mit beiden Beinen bewegen konnte. Sein Nachfolger WABOT-2 wurde in den 1980er Jahren entwickelt, um zu beweisen, dass Roboter auch anspruchsvolle menschliche Tätigkeiten, wie das Spielen eines Tasteninstrumentes, ausführen können.

Abb. I.5: WABOT-1 und WABOT-2

In den 1980er Jahren begann auch der japanische Konzern Honda mit der Entwicklung humanoider Roboter. Der erste Teil der Forschung beschäftigte sich mit Verbesserungen der Bewegung bei den Honda-Modellen P1, P2 und P3. Die Entwicklung erreichte ihren Höhepunkt mit der Einführung von ASIMO (Advanced Step in Innovative MObility), einem der bis heute bekanntesten humanoiden Roboter der Geschichte, der seither stets weiterentwickelt wird. ASIMO wiegt 50 kg und ist 1,30 m groß. Er befindet sich somit auf Augenhöhe mit einem sitzenden Erwachsenen und ist perfekt für die menschliche Umgebung geeignet (siehe Abb. I.6).

Abb. I.6: ASIMO

Er kann daher auch ideal als Hilfe im Haushalt eingesetzt werden, beispielsweise für Menschen, die im Rollstuhl sitzen oder das Bett nicht verlassen können. Mit seinen beweglichen Gelenken in Armen und Händen kann ASIMO Lichtschalter betätigen, Türen öffnen, Gegenstände tragen oder Wagen schieben. Außerdem kann ASIMO mit seinen visuellen Sensoren Hindernissen ausweichen, sowie Treppenstufen auf und ab gehen. Der Roboter kann sich Gesichter einprägen, diese speichern und somit Menschen identifizieren und voneinander unterscheiden. ASIMO ist damit einer der am weitesten entwickelten Roboter, aber auch einer der teuersten. Sein Kaufpreis liegt bei stolzen 2,5 Millionen US Dollar. Damit kommt er für die Verwendung im Alltag wohl eher nicht in Frage.

I.2.1 Humanoid, Android und Geminoid

Humanoide Roboter sind, wie dargestellt, charakterisiert durch menschliche Form, menschliches Verhalten und menschliche Emotionalität. Die Übertragung menschlicher Merkmale, Emotionen oder Absichten auf Roboter, auch Anthropomorphismus genannt, ist dabei von Roboter zu Roboter unterschiedlich stark ausgeprägt und damit mehr oder weniger nah am menschlichen Vorbild. Durch die Menschlichkeit ihres Designs können humanoide Roboter auf menschliche Art ihre Umgebung sowie andere Menschen und Roboter darin wahrnehmen, begreifen und beeinflussen.

Wenn man sich für ein oder mehrere Modelle als Vorbilder für das Design entschieden hat, ist eine weitere Frage, wie originalgetreu die gewählten Vorbilder im Roboter nachgebaut werden sollen bzw. können. Oftmals interessieren nur Funktion und/oder Aufbau des Modells, die man im Roboter realisieren möchte. Bisweilen liegt die Intention der Designer aber auch darin, das Original möglichst getreu kopieren zu wollen. Bildet der Mensch das zu kopierende Vorbild, dann ist das Ergebnis ein sog. „Android“, ein humanoider Roboter, der möglichst wenig vom Menschen zu unterscheiden ist. 5

Um bei Androiden, deren Geschlecht ja auf Grund ihre Körpermerkmale klar erkennbar ist, geschlechts-spezifische Unterscheidungen treffen zu können, ist für weibliche Androide zusätzlich das Attribut „gynoid“ (gr. γυνή/gyne „Frau“) eingeführt worden.

Bei „Geminoiden“6 gehen die Entwickler noch einen Schritt weiter. Geminoide sind Androide, die nach einem bestimmten menschlichen ‚Modell‘ gebaut wurden, also aussehen wie eine existierende Person, oft mit dem Ziel, als ferngesteuerte Androiden einer lebenden Person zu agieren.7

Abb. I.7exemplifiziert die Klassifikation humanoider Roboter mit je einem Beispiel und den dazugehörigen Merkmalen.

Abb. I.7: Humanoide Roboter – Beispiele

Während alle Geminoide gleichzeitig auch Androide und Humanoide sind, ist dies umgekehrt nicht der Fall. Abb. I.8stellt diese Bezüge noch einmal dar.