Ein Roboter tastet sich durch den zerstörten Atomreaktor. Er steigt eine Leiter hinauf, öffnet eigenständig Türen, überwindet Hindernisse und gelangt schließlich zu den Ventilen, die er öffnen soll. Das ist die Vision. Denn noch können humanoide Roboter derlei noch nicht. „Nach derzeitigem Forschungsstand sind sie alle so programmiert, dass sie den Kontakt mit Objekten vermeiden und Hindernissen ausweichen“, sagt Ludovic Righetti, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut (MPI) für Intelligente Systeme in Tübingen.

Sein Ziel ist das genaue Gegenteil: Der Roboter soll so viel wie möglich berühren, damit er gerade lernt, mit Gegenständen und Hindernissen umzugehen. Für seine Forschung hat der 33-Jährige Anfang des Jahres 1,5 Millionen Euro vom Europäischen Forschungsrat erhalten. Gemeinsam mit Jeanette Bohg und Alexander Herzog entwickelt Righetti Computerprogramme, die den Robotern Handlungsanweisungen geben. Doch die Roboter sollen die Anweisungen nicht nur umsetzen, sondern auch daraus lernen, es beim nächsten Mal gegebenenfalls besser zu machen.

Zuschauen und nachahmen

„Die Roboter sollen einmal selbstständig handeln können“, sagt Righetti. Das ist seine Vision für die nächsten fünf bis zehn Jahre. Dazu muss der Roboter seine Umgebung wahrnehmen und Daten sammeln. „Apollo“, ein Roboter der Tübinger Wissenschaftler mit zwei Armen und einem Kopf, wurde dafür mit Kameras und Sensoren ausgestattet. Mit einem Laserscanner tastet er seine Umgebung ab und erzeugt ein dreidimensionales Bild der ihn umgebenden Welt.

Der Sensor am Kopf stammt von einer X-Box, einer Spielekonsole. „Die sind weit verbreitet in der Robotik, weil sie so günstig und einfach zu handhaben sind“, sagt Jeannette Bohg. Die 34-jährige promovierte Informatikerin arbeitet seit drei Jahren am MPI und war eine der ersten in der Abteilung für Autonome Motorik.

Ein Mensch zeigt dem Roboter die Bewegung einmal, indem er seine Hand führt, danach muss „Apollo“ selbstständig handeln. Er lernt, wo genau er einen Gegenstand angreifen muss, damit dieser beispielsweise nicht herunterfällt. Fehler sind einkalkuliert, auch aus ihnen kann der Roboter schließlich wieder lernen. „Durch die Sensoren merkt sich ,Apollo‘, wie es sich anfühlt, wenn er einen Gegenstand an der richtigen Stelle aufnimmt“, sagt Righetti.

Komplexe Entscheidungen

„Athena“, ein weiterer Humanoid, hat starke Arme und zierliche Beine. Die Sprunggelenke bestehen aus Prothesen, die für Menschen entwickelt wurden. „Ath­ena“ wiegt 55 Kilogramm und ist damit recht leicht für einen Roboter. „Dadurch kann sie zum Beispiel ihr Bein sehr schnell zur Seite bewegen“, erklärt Alexander Herzog. Der Doktorand erforscht die Bewegungen des Roboters: Laufen, Balancieren, Greifen. „Jede Millisekunde trifft ,Athena‘ eine Entscheidung“, sagt Righetti. „Um richtig reagieren zu können, wenn sie plötzlich hinfällt, muss sie aber noch komplexere Entscheidungen in der kurzen Zeit treffen können.“

Derzeit ist Athena in den Vereinigten Staaten bei ihrer Herstellerfirma, weil sie neue Arme und Beine bekommen soll. Die Tübinger Wissenschaftler, die im Max-Planck-Institut Grundlagenforschung betreiben, arbeiten eng mit den Herstellerfirmen zusammen, „um die Prototypen weiterzuentwickeln und sie zu verbessern“, so Righetti. Rund eine Million US-Dollar koste ein Humanoid wie „Athena“.

Die Wissenschaftler am MPI tauschen sich auch mit anderen Teams aus, aber „weltweit gibt es nur wenige Forschungsgruppen, die sich mit lebensgroßen, kompletten humanoiden Robotern beschäftigen“, erklärt Righetti. „Wir sind erst am Anfang und verstehen noch zu wenig, wie die Verarbeitung von Informationen beim Menschen läuft“, sagt auch Tamim Asfour, Professor für Humanoide Robotik-Systeme am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Asfour arbeitet momentan an einem Roboteranzug, den Menschen sich wie ein Kleidungsstück anziehen können und der ihnen hilft, ihre motorischen oder sensorischen Fähigkeiten zu verbessern. „Man könnte zum Beispiel schneller laufen, in der Dunkelheit sehen oder sogar fremde Sprachen verstehen“, erklärt er. Doch er will nicht zu viel versprechen. Er weiß, dass dafür noch viel Forschungsarbeit notwendig ist, „und der Teufel steckt im Detail“.

Gemeinsam mit Forschungseinrichtungen in London, Lausanne und Rom hat er vor Kurzem ein Projekt begonnen, um Roboter zu entwickeln, die dem Menschen bei Reparatur- und Wartungsarbeiten an Maschinen zur Hand gehen sollen. Dass Roboter Jobkiller seien, will er so nicht stehen lassen. Die Forscher glauben, dass Roboter den Menschen vor allem von gefährlichen, schmutzigen und eintönigen Arbeiten befreien werden. „Die Robotik ist die Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts“, sagt er.

Als Vorstandsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Robotik will Asfour die Forschung koordinieren. Dadurch erhofft er sich Synergieeffekte mit den Wissenschaftlern am MPI oder auch an anderen Standorten in Deutschland wie München oder Bielefeld, um die Autonomie der Roboter voranzubringen. „Da gibt es noch viel zu tun, dieses Gebiet entwickelt sich zu langsam.“