Soll doch der Roboter die Gurken schälen

20. November 2012, 18:39
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Um für anspruchsvollere Aufgaben eingesetzt werden zu können, müssen Roboter noch beträchtlich intelligenter werden - Grazer Softwaretechnologen wollen dafür den Boden bereiten

Beim Militär und in der Industrie sind Roboter längst selbstverständlich. Nun sollen sie verstärkt in den Alltag der Durchschnittsbürger Einzug halten. Unattraktive Tätigkeiten wie Staubsaugen, Aufwischen oder Fensterputzen kann man ihnen bereits problemlos übertragen. Sogar ein Babyschaukel-Roboter für überlastete Eltern ist schon auf dem Markt.

Im Kommen sind auch "soziale" Roboter wie die Plüschrobbe Paro, die vor allem im asiatischen Raum schon durchaus erfolgreich zur geistigen und körperlichen Stimulierung von Demenzkranken eingesetzt wird: Alte Menschen können den mittels Lichtsensoren und Mikrofonen immer passend reagierenden Tierersatz streicheln, füttern, etc., ohne dass er, falls er vernachlässigt wird, eingeht.

Medizinische Assistenz

Das Problem der wachsenden Zahl allein lebender alter Menschen hat auch die Entwicklung medizinischer Assistenzroboter forciert, die an die Einnahme von Tabletten erinnern, den Blutdruck messen oder im Notfall den Arzt alarmieren.

Um weniger Aufsehen bemüht, aber umso intensiver ist die Roboterforschung im militärischen Bereich. Hier geht es vor allem um Drohnen, mittels deren man gefahrlos Bomben abwerfen, feindliches Gelände erkunden oder Vermisste suchen kann. Diese unbemannten Flugobjekte werden per Joystick und Monitor von weit entfernten "Piloten" gesteuert. Zur Unterstützung der Bodenaktivitäten wird zurzeit beispielsweise an einer extrem schnellen, wendigen und intelligenten " Spionageraubkatze" gearbeitet.

"Spannende Impulse für die Grundlagenforschung kamen in den letzen Jahren verstärkt auch aus der Industrie", erklärt Gerald Steinbauer vom Institut für Softwaretechnologie der TU Graz. Industrieroboter können mittlerweile nicht nur die immer gleichen Bewegungsabläufe durchführen, sondern auch individuelle Produkte herstellen oder mit Menschen zusammenarbeiten, ohne diese zu gefährden.

Denkende Maschinen

In seinem vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt hat sich Steinbauer Großes vorgenommen: Er möchte den Roboter aus seiner " Unmündigkeit" befreien und aus ferngesteuerten Handlangern und sturen Exekutoren von Computerprogrammen einigermaßen selbstständig "denkende" Helfer machen. Die Voraussetzung dafür ist allerdings, die Apparate berechenbarer und damit sicherer zu machen.

Dass diesem Bemühen sehr pragmatische Alltagsbedürfnisse zugrunde liegen, erläutert der Forscher anhand von Robotern im Katastropheneinsatz: "Such- und Bergeroboter, die etwa bei Tunnelbränden oder Chemieunfällen eingesetzt werden, müssen auch in unvorhersehbaren und mehrdeutigen Situationen funktionieren", sagt Steinbauer. "Da sie dies bis jetzt aber nicht können, verwendet man entweder Suchhunde oder von außen zu steuernde Drohnen."

Gerade in Katastrophensituationen aber sind die Rettungsteams ohnehin überlastet, sodass autonome Systeme eine enorme Erleichterung bringen würden. Außerdem könnte man den Hunden lebensgefährliche Einsätze ersparen. Das Problem dabei: Um sinnvoll auf unvorhersehbare, von der Norm abweichende Situationen reagieren zu können, braucht man so etwas wie "Hausverstand". Und genau daran hapert es beim Roboternachwuchs noch. "Wir verwenden in unserem Ansatz ein sogenanntes Hintergrundmodell, das dem Roboter 'erklärt', wie die Welt und er selbst funktionieren sollten", sagt Steinbauer. Dieses Hintergrundmodell ist für den Roboter quasi der "Hausverstand".

Weiße Flecken

Gespeist wird er aus dem Datenmeer des World Wide Web bzw. aus Common-Sense-Datenbanken. Dabei handelt es sich um eine enorme Wissensfülle, die jedoch auch eine Unzahl weißer Flecken, Unsicherheiten und Widersprüche birgt. So ist es zum Beispiel einem durchschnittlichen Vertreter unserer Gattung völlig klar, dass ein Glas auf den Boden fällt und nicht in der Luft stehen bleibt, wenn man es loslässt.

Solches Wissen ist für uns derart selbstverständlich, dass es in Datenbanken möglicherweise gar nicht zu finden ist. Auch weiß jedes Kind, dass Vögel fliegen, gleichzeitig aber auch die flugunfähigen Pinguine zu den Vögeln gezählt werden. Während Menschen solche Widersprüche erklären und gut integrieren können, sind sie für Roboter ein großes Problem, das sie im wahrsten Sinn des Wortes aus der Bahn werfen kann. Um richtige Schlussfolgerungen zu ziehen, müssen sie mit diesen Inkonsistenzen umgehen können. "Unser Ziel ist es, einen Schlussfolgerungsmechanismus zu entwickeln, mit dem der Roboter Inkonsistenzen in seiner Wissensbasis erkennen und entsprechende Reparaturaktionen ableiten kann, die solche Widersprüche eliminieren oder zumindest reduzieren", erläutert Steinbauer.

Fehler durch Interaktion

Die Forscher haben herausgefunden, dass die meisten Roboterfehler aber nicht aus widersprüchlichen Informationen im Hintergrundmodell erwachsen, sondern im Zuge der Interaktion mit der Umgebung passieren. Seine Umwelt nimmt der Roboter über Sensoren wahr und macht sich so ein Bild von der Welt. Interpretiert er sie falsch, trifft er falsche Entscheidungen. Wie Inkonsistenzen im Netz werden sich Fehlinterpretationen nie ganz vermeiden lassen. Deshalb muss der Roboter intelligent genug sein, mit diesen Fehlern "vernünftig" umzugehen, also verschiedene Handlungsalternativen abzuwägen, wenn er sich nicht sicher ist.

Erst wenn er das schafft, hat die Geburtsstunde des intelligenten Roboters geschlagen. Wer die Befürchtung hegt, dass solche klugen Apparate die Weltherrschaft übernehmen könnten, darf sich entspannen: Gemessen an den hohen Erwartungen ist ihre Intelligenz noch bescheiden. Selbst wenn sie in ihren jeweiligen Spezialgebieten schon jetzt " übermenschliche" Leistungen erzielen - mit den Problemen des Alltags sind sie überfordert. (Doris Griesser, DER STANDARD, 21.11.2012)

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    Ein Roboter, der den Salat zubereitet und sich auch sonst um den Haushalt kümmert, muss mit "Hausverstand" ausgestattet sein. Ein Schlussfolgerungsmechanismus soll ihm dabei helfen.

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