Ratgeber: "Roboter-Forschung"

Wie Roboter unser Leben prägen

Nicht nur Science-Fiction: Roboter werden schon heute in vielen Bereichen eingesetzt, sei es Industrie, Militär oder Medizin. Dank künstlicher Intelligenz sollen sie schon bald sogar zu Kreativität und Empathie fähig sein und ihre eigenen Entscheidungen treffen.

  1. Wie Roboter unser Leben prägen
  2. Androiden und Roboter mit Bewusstsein
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© Hersteller/Archiv

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Wo ist mein Hoverboard? Meine selbstschnürenden Schuhe, mein fliegendes Auto und mein mechanischer Hausbutler? Manchmal kommt es einem so vor, als hätten uns die Zukunftsvisionen der Science Fiction im Stich gelassen. Dabei sind viele hochgesteckte Ziele der Wissenschaft im Feld der Robotik und künstlichen Intelligenz längst Realität. Wissenschaftler schieben die Grenzen des eigenen Schaffens immer weiter nach vorne.

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Science-Fiction prägt unsere Erwartung an die Technik: Maria aus Metropolis 1927

Wie Arthur C. Clarke schon sagte: "Technologien, die so hochentwickelt sind, dass sie zunächst nicht von Magie zu unterscheiden sind," gehen blitzschnell in den Alltag über und bilden die Grundlage für die nächste große Innovation, die unser Leben revolutioniert. Das Handy ist so eine Technologie der jüngeren Geschichte - aber auch der Buchdruck war einst eine solche Revolution.

Geschichte: Die ersten Roboter

Genauso alt ist übrigens der Wunsch des Menschen, ein Abbild des eigenen Körpers zu (er)schaffen. Es scheint ein tief verwurzeltes Verlangen zu sein, das sich in unzähligen religiösen Schöpfungsmythen manifestiert, in denen der Mensch als Ebenbild eines Schöpfers gilt. Doch aller Anfang ist schwer; schon in der Antike begeisterten bewegliche Masken und Statuen mit einfachster Mechanik die Massen, die diese für belebt hielten.

Der nächste Schritt waren Automaten (Griechisch, automaton: sich selbst bewegend), die darauf konzipiert waren, eine vorher definierte Aufgabe zu erfüllen. Sie erledigten diese aber wie ein Uhrwerk, ohne ihre Außenwelt einzubeziehen. Erst der Höhenflug zweier Disziplinen erlaubte es, diese Blindheit zu überwinden: die Informatik, mit der wir Informationen automatisch auswerten können und die Elektronik, deren Transistoren in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts die Entwicklung von Computern ermöglichte.

Roboter (Tschechisch, robota: Diener) der ersten Generation, die man für einfache Aufgaben wie Schweiß- und Lackierarbeiten benutzte, wurden schnell von der nächsten Generation abgelöst. Der Unterschied besteht in den darin verarbeiteten Sensoren, mit denen die Roboter auf optische Signale der Außenwelt reagieren und ihr Verhalten entsprechend anpassen können. Im Gegensatz zu ihren technischen Vorfahren, die unflexibel an Fließbändern arbeiteten. 

Von Mordlust bis Selbstfindung: Künstliche Intelligenz im Film

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Der Terminator 1984

Roboter der dritten Generation zeichnen sich schließlich durch ihre künstliche Intelligenz aus. In der Theorie wären das Roboter, die ohne äußere Einwirkung und eigeninitiativ Entscheidungen treffen können. Wenn es aber darum geht, eigenständig zu definieren, sind sich die Wissenschaftler uneins. Der Vergleich mit dem Menschen steht bei der Entwicklung der künstlichen Inteligenz nämlich immer im Raum.

Innerhalb der Science Fiction werden diese philosophischen Fragen schon seit Hunderten von Jahren angegangen: In Mary Shelleys Frankenstein (1818) überwältigt die Kreatur ihren Schöpfer. In 2001 - Odyssee im Weltraum (1968) aus der Feder von Arthur C. Clarke betrachtet der Raumschiffs-Computer seine Astronauten als entbehrliche Ressourcen und bringt sie um. Im Film Blade Runner (1982), basierend auf einer Kurzgeschichte von Philip K. Dick, versuchen die übermenschlichen Replikanten, ihre auf vier Jahre beschränkte, einprogrammierte Lebensdauer zu überwinden und gehen dabei über Leichen. 

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Wall-E

Und in James Camerons Actionfilm Terminator (1984) schließlich wird sich ein hochentwickelter Militärcomputer seiner selbst bewußt und zettelt einen Atomkrieg mit der Menschheit an. Das Motiv der allermeisten Science Fiction in der westlichen Welt ist klar: Roboter und künstliche Intelligenzen stellen eine Konkurrenz dar, sogar eine Bedrohung, und können sich gegen ihre Erschaffer erheben, falls diese verantwortungslos oder unvorsichtig damit umgehen. 

Ganz anders im asiatischen Raum, insbesondere Japan. Roboter werden dort viel optimistischer als mechanische Helfer betrachtet. Die Comic-Figur Doraemon, ein fliegender Katzenroboter aus der Zukunft, erreicht bei Kindern in Japan eine Popularität wie hierzulande Mickey Maus, um nur eines von unzähligen Beispielen zu nennen.

Robotik und Bionik

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Vor wenigen Jahren mussten Roboter noch mit dem Gleichgewicht kämpfen. Cheetah erreicht heute eine Geschwindigkeit von 30 km/h.

Der erste Humanoide, Wabot-1, wurde 1973 an der Universität Waseda in Japan mit erster visueller Wahrnehmung, eingeschränkter Bewegung und sogar einem Sprachmodul für einfache japanische Sätze erbaut. 

Ende der 1970er konnten Roboter schließlich in Umgebungen eingesetzt werden, die für Menschen zu gefährlich sind, wie etwa brennende Häuser, Atomreaktoren, Vulkankrater oder auf dem Meeresboden. Da sich der menschliche Gang nur schwer simulieren lässt, suchten die Entwickler speziell bei Aufgaben auf unebenen Oberflächen Inspiration im Tierreich und entwickelten deshalb die Bionik als neues Forschungsgebiet. 

So konnte die Bionik dank Vorbildern wie der perfekten Aerodynamik eines Vogelflügels, aber auch dem sicheren Stand eines Insektenbeins der Robotik völlig neue Impulse geben. So konnten Apparaturen gebaut werden, die auf dem Wasser laufen können, ohne zu versinken. 

Medizin: Der automatische OP-Saal

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Der High-Tech-OP gehört längst zum Alltag: Endoskope erzeugen ein 3D-Modell von Organen, die nun viel leichter operiert werden können

Der rasanteste Fortschritt vollzog sich aber in der Medizin. Innerhalb von nur zwanzig Jahren verwandelte sich der OP-Raum in ein High-Tech-Labor. Chirurgen haben neben traditionellen Mitteln wie Skalpell und Klammern nun Endoskope, die ihnen genauen Einblick in den Körper gewähren, entweder durch Kameras oder sogar 3D-Modelle. Ihre Handgriffe werden an robotisierte Arme übertragen, sodass sogar Fernoperationen möglich sind. 

In den 1990er Jahren leistete die Wissenschaft mit Robotermodellen wie ZEUS und Da Vinci in diesem Feld Pionierarbeit, indem sie Operationen am menschlichen Körper sicherer, komfortabler und exakter machten. Immer bessere Kameras zeigten bis zu 100-fachen Zoom und ermöglichten so die Behandlung von Krankheiten, die bislang als unheilbar galten. Darüber hinaus filtert die Software unwillkürliches Zittern in den Händen der Chirurgen heraus.

Wenn selbst diese Methoden nicht exakt genug sind, greifen die Präzisionsroboter. Diese können etwa Hauttransplantationen an Verbrennungsopfern vornehmen. Die Transplantate dürfen nur wenige Zehntelmillimeter dünn sein. Der logisch nächste Schritt: Nanoroboter, die sich im Größenverhältnis von Atomen bewegen und sich selbst, ähnlich wie menschliche Zellen, reproduzieren können.

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Maschinen erleichtern die Arbeit unter extremen Bedingungen. Dieser Minensuchroboter rettet Leben ohne Räumkräfte zu gefährden.

Diese Technologien haben das Potenzial, völlig neue Türen der Wissenschaft aufzustoßen. Die renommierte Wissenschaftszeitschrift The Futurist spekuliert etwa über eine Zahnpasta, die mit Nanorobotern versetzt ist und automatisch Zahnbelag entfernt.

Militär: Krieg der Roboter

Doch auch die militärische Nutzung zählte schnell zu den Haupteinsatzgebieten von Robotern. Im Kalten Krieg machten sich die USA ihren Vorsprung auf diesem Gebiet zunutze und trieben die Kriegsautomatisierung voran. 1984 entstand mit dem PROWLER die erste Selbstschussanlage, die zwischen Freund und Feind unterscheiden kann. 

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Die größte militärische Drohne der Welt, der Prototyp Pegasus, entspricht einem Kampfflugzeug von der Größe einer Boeing 737.

Maschinen sollten gebaut werden, die Menschen auf verschiedene Art und Weise imitieren. Dazu gehört Gebietserkundung, sowie Erfassung und Identifizierung der gewonnenen Daten. Außerdem sollten so genannte Pilotenhelfer bei Ausweichmanövern helfen, um lange Reaktionszeiten in Notfallsituationen zu vermeiden.

Im ersten Golfkrieg 1991 stellten die USA Raketen mit Suchköpfen zur Schau, die ihr Ziel über Tausende von Kilometern erstaunlich genau bestimmen können. Heutzutage geht es in der Militärtechnik aber vor allem um unbemannte Drohnen. Diese werden für ferngesteuerte Aufklärungsflüge eingesetzt und im Afghanistankrieg sogar für gezielte Attentate gegen Einzelpersonen bewaffnet.

Aber nicht nur im Krieg kommen Drohnen zum Einsatz. Als Polizei-Drohnen fliegen sie auch Einsätze im Inland. In den USA werden sie gegen die Rauschgift-Mafia und illegale Einwanderer an der Grenze zu Mexiko eingesetzt. Aber auch Schwarm-Drohnen, die ganze Städte überwachen können, testet das amerikanische Department of Homeland Security bereits seit 2005.

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Dieser 100% querschnittsgelähmte Mann kann dank eines Exoskeletts an seinen Beinen und einer Batterie auf dem Rücken wieder gehen.

Ähnliche Programme zur Polizei-Unterstützung gibt es auch in Europa. Bei einer Protestaktion gegen einen Castor-Transport nach Gorleben 2010 kam die Polizei Niedersachsen in rechtliche Bedrängnis, da währenddessen Drohnen über den Köpfen der Demonstranten kreisten - ohne offizielle Begründung.

Die Entwicklung von Kampfrobotern oder High-Tech-Rüstungen, von denen in der Science Fiction oft zu lesen ist, scheint jedoch weniger erfolgreich zu sein. So genannte Exoskelette können an den Beinen und auf dem Rücken von Soldaten festgeschnallt werden. Diese ermöglichen den Transport von hunderten Kilogramm Ausrüstung ohne den Träger sonderlich zu belasten - auf Kosten der Beweglichkeit.

Diese Erkenntnisse sind aber ganz und gar nicht umsonst. Schon heute gibt es Exoskelette, die es Querschnittsgelähmten erlauben, wieder auf den eigenen Füßen zu gehen. Auch die Rollstuhltechnik profitiert durch Roboterfüße, die statt der Räder am Stuhl befestigt sind und so auch auf unebener Strecke Mobilität gewährleisten.

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