Ein leises Summen weckt Marion. Der Duft von frischem Kaffee steigt ihr in die Nase. “Guten Morgen – es ist Samstag, der 31. Juli 2027”, sagt eine sanfte Stimme. Marion blinzelt in zwei Kameraaugen.
Vor ihr steht Jason, der Service-Roboter, mit dem Frühstückstablett. Seine Konstrukteure haben ihm mit dem rundlichen Körper und dem kleinen Kopf das Aussehen eines verschmitzten Gnoms gegeben – das soll Sympathie erzeugen und möglichen Unterlegenheitsgefühlen beim menschlichen Nutzer vorbeugen.
Marion setzt sich auf und greift nach der Kaffeetasse. “Danke, Jason. Gibt’s was Neues?” “Ich habe mit dem Agenten des Bauherrn einen Termin vereinbart. Um elf Uhr, wenn es Dir recht ist.” Der Service-Roboter läßt auf dem Wanddisplay ein Livebild des Neubaus erscheinen, aufgenommen durch die Kamera eines Bauroboters. Höchste Zeit, denkt Marion, daß ich als Architektin zusammen mit dem Kunden vor Ort nach dem Rechten sehe – trotz virtueller Realität, Daten-Highway und Quasi-3-D-Bildern.
Als sie sich in den dichten Verkehr auf der Autobahn einfädelt, bereut sie fast ihren Entschluß. Von wegen “Verkehrsreduzierung durch intelligente Leittechnik”: Auf der Güterspur rollen endlose Kolonnen elektronisch gekoppelter Lastwagen, und auf den Pkw-Spuren ist kaum weniger los. Als ihr Auto sie das zweite Mal vor einer gefährlichen Situation warnt, hat Marion die Nase voll und schaltet den Automatik-Modus ein.
Aus den Lautsprechern ertönt ihre Lieblingsmusik. Doch sie hört nicht hin, denn gerade ist ihr eingefallen, wie sie dem Haus in der Fassadengestaltung eine persönlichere Note geben könnte: “Zeig mir Beispiele für runde organische Formen in der Architektur!” fordert sie den Bordcomputer auf. “Stopp”, ruft sie dann, als der Rechner Zehntausende von Informationsquellen im Internet meldet, “zeig mir nur Hundertwasser-Bauten aus den neunziger Jahren, und die Kathedrale in Barcelona von – äh -.”
Schneller, als sie selbst auf Antonio GaudÆ kommt, liefert der Bordcomputer den fehlenden Namen und dann die Bilder. Marion nimmt Kontakt zum Bauherrn auf. Sie überspielt ihm ihre Vorschläge auf seinen Handkommunikator, und der Kunde ist sofort Feuer und Flamme. Als Marions Auto die Stadtgrenze erreicht, sind bereits alle Bauänderungen akzeptiert und an den Planungscomputer weitergegeben.
Die Architektin will sich schon zufrieden zurücklehnen, da meldet der Bordcomputer: “Sperrung der Schnellstraße. Der Leitrechner empfiehlt Park and Ride bei der nächsten Ausfahrt. Bitte übernehmen Sie im Stadtverkehr das Steuer.” Marion seufzt und lenkt das Auto ins vorgeschlagene Parkhaus. Sie hat sich schon auf eine längere Wartezeit gefaßt gemacht, wird aber positiv überrascht: Alle 30 Sekunden hält einer der automatischen U-Bahn-Wagen, um die Fahrgäste ins Zentrum zu bringen.
Zehn Minuten später steht Marion auf der Baustelle, wo nur eine Handvoll Menschen den Fortgang der Arbeit überwachen. Bauroboter kleben wie Spinnen an den Wänden des halbfertigen Untergeschosses, und auf dem Kellerboden verlegt ein Blechkollege bereits die ersten Fliesen…
Automatisierte Welt – ein Hirngespinst? Tatsache ist: Sämtliche hier beschriebenen Details des Lebens in 30 Jahren existieren in der einen oder anderen Vorform bereits – in Forschungslabors, als Demo-Versionen oder Prototypen.
Im 21. Jahrhundert wird die Automatisierung Einzug in alle Lebensbereiche halten. In der Industrieproduktion ist dies schon heute der Fall: Eine dreiviertel Million Industrieroboter bevölkern weltweit die Fabrikhallen, biegen Bleche, setzen Schweißpunkte, kleben Windschutzscheiben, überprüfen Instrumententafeln und Leiterplatten. Sie beginnen auch die Chemie- und Pharmaindustrie und die Biotechnologie zu revolutionieren: durch automatische Synthese neuer Stoffe und das Herausfiltern der geeignetsten.
Der Grund für die zunehmende Automatisierung ist immer derselbe: Der Wettbewerb zwingt die Firmen, schneller und kostengünstiger zu produzieren – und das heißt: mit weniger Menschen.
Derzeit sind die meisten Automaten allerdings noch sture Wiederholungstäter. Sie erledigen präzise beschriebene Aufgaben in einer Umgebung, die sich kaum ändert. Doch “die Roboter von morgen werden mobil und lernfähig sein. Sie werden sich in fremder Umgebung zurechtfinden, selbständig Fehler diagnostizieren und mit ihren Maschinenkollegen zusammenarbeiten”, prophezeit Liliane Peters. Die Leiterin des Instituts für Systementwurfstechnik des GMD-Forschungszentrums für Informationstechnik in St. Augustin bei Bonn koordiniert die Arbeitsgruppe “Autonome Systeme”, ein gemeinsames Projekt mehrerer Großforschungseinrichtungen.
Motor der Automatisierung, so die Wissenschaftlerin, ist vor allem die enorme Leistungssteigerung der Mikrochips. Alle Prognosen der Halbleiterindustrie sagen voraus, daß im Jahr 2010 etwa 300mal mehr Daten auf einen Speicherchip passen werden als heute. Und die Prozessoren, die diese Daten verarbeiten, werden einige hundertmal schneller sein als ein heutiger Pentium-Chip.
Um diese Chips überhaupt auslasten zu können, muß immer mehr Intelligenz in die Sensoren verlegt werden”, sagt Liliane Peters. “Schon heute verschlafen Roboter rund 80 Prozent ihrer Zeit, da der Prozessor – das ,Gehirn` der Maschine – wesentlich schneller arbeitet als der Sensor, der die Signale der Außenwelt empfängt.”
Das heißt beispielsweise: Ein Kamerasensor sollte in Zukunft nicht nur Helligkeitsunterschiede detektieren, sondern wie das menschliche Auge selbständig in der Lage sein, Bewegungen oder Kanten zu erkennen und nur noch das Ergebnis seiner Analyse an den Prozessor weiterzuleiten.
Im Forschungsprojekt “Elektronisches Auge” des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) wurden derartige Kamerasensoren bereits entwickelt. Auch die Computerprogramme müssen mit der Leistungssteigerung der Chips mithalten können. “Die Maschinen von morgen werden je nach Umgebung und Anforderung selbsttätig die beste Strategie wählen”, sagt Peters. Auswahl haben sie genug: Expertensysteme, Fuzzy Logik, Neuronale Netze, genetische Algorithmen – all dies haben Forscher in den letzten Jahren entworfen, um Computern ein Wissen von der Welt beizubringen und ihnen zu ermöglichen, aus ihren Erfahrungen zu lernen.
Wenn ein Rechner beispielsweise Sprache erkennen oder gar übersetzen soll, reicht es nicht aus, daß er Wort für Wort analysieren kann. Er muß den Inhalt zumindest grob verstehen, um aus einem “Wir treffen uns im dritten Stock” nicht ein “We meet in the third stick” zu machen. Wenn er weiß, daß Menschen sich oft in Gebäuden verabreden, wird er korrekt “We meet on the third floor” übersetzen.
Europas ehrgeizigstes Sprachprogramm “Verbmobil”, das vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Saarbrücken koordiniert wird, leistet genau dies: Es erkennt den Sinnzusammenhang und sogar die Betonung und übersetzt die Texte unabhängig vom Sprecher und dessen Sprechweise.
Doch Verbmobil kennt bislang nur die Welt des Büroalltags. Haushaltsroboter mit Alltagsintelligenz wie Marions Jason werden erst am Schluß der Entwicklung stehen. Doch für weniger komplexe Einsatzgebiete gibt es bereits heute nützliche Service-Roboter, zum Beispiel: Die Maschinen des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA): Roboter, die Mörtel auftragen, Fliesen verlegen und Autos betanken. Einen vollautomatischen Reinigungsroboter von Siemens, der sprechen kann, Menschen und Hindernissen elegant ausweicht und dennoch keine Stelle ungeschrubbt läßt. Kanalroboter verschiedener Firmen und Institute, die marode deutsche Abwasserkanäle inspizieren sollen. Die Helpmate-Roboter, die bereits in amerikanischen Krankenhäusern ihren Dienst tun: Sie transportieren Essen, Wäsche, Laborproben oder Akten und können dafür sogar den Lift rufen.
Vom autonomen Roboter bis zum Selbstfahrer – dem “Automobil” im wahrsten Sinn des Wortes – ist der Weg nicht weit. Bereits 1994 stellte Daimler-Benz sein VITA-II-Fahrzeug vor, das – bestückt mit 16 Kameras und 60 Prozessoren – auf der Autobahn selbst bei 130 Kilometern pro Stunde noch den Überblick behielt, Gefahren richtig einschätzte, selbsttätig überholte und sogar Verkehrszeichen lesen konnte.
Nie, so Daimler-Benz damals, sei bei diesem Projekt beabsichtigt gewesen, den Fahrer zu ersetzen. Dank leistungsfähigerer Mikrochips kommen jetzt immerhin einige Spin-Offs auf den Markt – etwa ein “intelligenter Tempomat”, der ohne menschliche Eingriffe den richtigen Sicherheitsabstand einhält.
“Ich bin überzeugt, daß nach und nach immer mehr dieser Assistenzsysteme eingesetzt werden, bis es schließlich doch einmal das automatische Fahrzeug geben wird”, prophezeit Berthold Ulmer, der das VITA-Projekt leitete. In den USA soll nach den Plänen der amerikanischen Regierung bis zum Jahr 2002 ein Prototyp des “Automated Highway Systems” verwirklicht werden: Vollautomatische Fahrzeuge sollen dabei auf einer eigenen Autobahnspur fahren.
Näher an der Realisierung sind “elektronische Deichseln” bei Lastwagen: Bereits Ende 1998 werden per Funk und Infrarot gekoppelte Lkw den Brenner überqueren. Der Vorteil: 15 Prozent Spritersparnis.
Vereinzelt bereits in Betrieb sind automatische U-Bahnen – seit Mitte der achtziger Jahre in Lyon und Vancouver. “Kürzere Züge, aber dafür eine höhere Zugfolge” heißt das Motto, nach dem mehr Passagiere schneller befördert werden. In Berlin wird nun erstmals eine konventionelle U-Bahnstrecke für den automatischen Verkehr umgerüstet. Innerhalb von zwei Jahren soll die Umstellung abgeschlossen sein. Die Rolle des Zugführers übernimmt die Elektronik, das Begleitpersonal kann sich auf die Betreuung der Passagiere konzentrieren. In Frankreich und Kanada wurden die automatischen Fahrzeuge von den Fahrgästen problemlos akzeptiert.
“Psychologisch schwieriger wäre es sicherlich, wollte man Flugzeuge vollkommen automatisch fliegen lassen”, urteilt Gerhard Faber, dessen Lehrstuhl in Chemnitz unter anderem der “Didaktik der Automatisierung” gewidmet ist. “Natürlich funktionieren die Jumbos heute schon größtenteils automatisch, doch der Mensch hat immer noch eine unschätzbare Notfallfunktion.”
Da Computer niemals alle denkbaren Fälle vorausberechnen könnten, sei eine kreative, gut ausgebildete Mannschaft im Cockpit unverzichtbar – allerdings nur, wenn die Menschen nicht zu reinen Beobachtern der Maschine degradiert würden.
Fabers Forderung, die ebenso für jede andere Form von Automatisierung – vom Auto bis zum Kernkraftwerk – gelten kann: Anzeige-Instrumente müssen leicht zu verstehen und schnell abzulesen sein. Auch muß der Mensch die manuelle Bedienung im Notfall ständig trainieren, wenn nötig in Simulatoren. “Das Paradoxe”, sagt Faber, “ist, daß die Qualifikation des Personals um so höher sein muß, je seltener sein Einsatz gefordert wird, das heißt, je besser die Automatisierung ist.”
Zu durchschauen, was die Maschinen tun, wird noch problematischer, wenn mehrere Automaten miteinander kooperieren. Genau dies ist die Aufgabe der autonomen Gabelstapler, die im DFKI zusammenarbeiten, um einen Lastwagen zu entladen. Noch wird dieser ständige Informationsaustausch zwischen den Maschinen nur auf dem Bildschirm geprobt, doch der spätere Transfer in die Wirklichkeit ist eine leichte Übung.
“Ganz analog arbeiten die Computerprogramme, die untereinander kommunizieren, um für ihre menschlichen Chefs Termine zu vereinbaren”, erklärt Andreas Dengel, Forschungsbereichsleiter am DFKI in Kaiserslautern. “Solche autonomen Agenten können beispielsweise auch um Lastwagenladungen oder Parkplätze feilschen.”
Angebot und Nachfrage in der Welt der Bits und Bytes: Die Automaten dringen immer mehr auch in die Welt der Kopfarbeiter ein. Das große Ziel heißt hier: Die Arbeit in den Büros soll effizienter werden. Das ist ein Ziel mit drastischen Perspektiven.
Im Gegensatz zur industriellen Fertigung, wo Roboter in den letzten Jahrzehnten die Produktivität enorm steigerten, verharrt diese in den Büros noch auf etwa demselben Stand wie in den siebziger Jahren – trotz Einzug des Personal Computers. So ergab eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) in Stuttgart: Nur durchschnittlich vier Prozent der Informationen, die ein Sachbearbeiter braucht, sind ständig verfügbar. Selbst wenn sie irgendwo elektronisch gespeichert sind, fehlt oft das Wissen darüber, und wenn schon nicht das Wissen, dann die Zugriffsmöglichkeit.
Vor allem hapert es am menschengemäßen Zugang zum Elektronenrechner. “Das volle Potential eines Computers läßt sich erst dann nutzen, wenn wir ihn spontan und in Umgangssprache etwas fragen können”, ist Dengel überzeugt.
Am DFKI hat seine Gruppe das Programm OfficeAsk entwickelt, das auch mit Anfragen wie “Was hast du über Lasermaterialien aus Japan?” oder “Gib mir bitte die Auftragseingänge von vorgestern!” noch etwas anfangen kann.
OfficeAsk identifiziert nicht nur Schlagworte, sondern zerlegt die Dokumente in formale Nachrichten. Auf diese Weise läßt sich feststellen, wie relevant der Text für die aktuelle Anfrage ist. Auch für das Internet ist ein solches Suchprogramm, das zumindest ein grobes Verständnis des Textes erzielt, eine enorme Hilfe.
Ein ähnliches Programm namens OfficeMaid analysiert Faxe, e-mail-Nachrichten oder Briefe nach Kategorien wie Dringlichkeit, Absender, Empfänger und Betreff. Die Briefe werden gleich nach dem Posteingang von einem Scanner elektronisch erfaßt. Danach reichen die Computer sie nur noch in digitaler Form weiter. “OfficeMaid macht dasselbe wie ein Mensch, der ein Dokument schnell querliest, um das Wesentliche zu erkennen”, sagt Dengel. “Bei 60 Millionen Blatt Papier, die in deutschen Unternehmen täglich in Form von Rechnungen, Aufträgen oder Anfragen eingehen, brächte dies eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis.” Bloße Routinetätigkeiten wie das Erfassen von Formularen – von den Rundfunkgebühren bis zu Arztrechnungen – werden künftig immer mehr von Automaten erledigt.
“An diesen Stellen”, so Dengel, “wird man keine menschlichen Bearbeiter mehr brauchen.” Wie im Flugzeug-Cockpit wäre der Mensch höchstens noch der Beobachter, der aufpaßt, daß die Maschine keine Fehler macht.
Die Gefahr drastisch steigender Arbeitslosigkeit sieht Dengel nicht: “Auch intelligente Computer werden auf absehbare Zeit Assistenzsysteme bleiben. Die Kreativität und Flexibilität eines Menschen werden sie noch lange nicht erreichen.” Für schöpferisch tätige, planende und koordinierende Menschen gebe es auch in Zukunft genug zu tun. Durch den Computer von zeitraubenden Routinearbeiten entlastet, könnte sich ihre Kreativität weit besser entfalten.
Schwierig – räumt der Kaiserslauterner Forscher ein – werde die schöne neue Automatenwelt allerdings für all jene, deren beruflicher Lebensinhalt bislang im bloßen Empfangen, Sortieren, Abheften und Weiterreichen von Dokumenten und Anfragen bestand.
Doch nicht nur Büro, Industrie und Verkehr werden von den elektronischen Helfern geprägt sein. Die Automatisierung wird bis weit in die Privatsphäre eindringen. Wenn ein Service-Roboter, eine automatische U-Bahn oder ein digitaler Sekretär als ebenso hilfreich empfunden werden wie heute die Kaffeemaschine, die Rolltreppe oder das Telefon, dann werden sie zur Selbstverständlichkeit. Ihr elektronisches Innenleben und ihr Eingebundensein in eine weltweite Kommunikationssphäre der Maschinen wird vom Menschen kaum mehr registriert werden.
Schon heute gibt es beispielsweise Prototypen von intelligenten Häusern, die bei geöffnetem Fenster die Heizung drosseln und die Jalousien herunterlassen, wenn die Sonne ins Zimmer brennt. Wenn der Stromtarif niedrig ist, starten sie die Waschmaschine. Wenn die Bewohner auf Reisen sind, simulieren sie deren Anwesenheit.
Selbst wenn dem Hausherrn unterwegs siedend heiß einfallen sollte, daß die Herdplatte noch eingeschaltet ist, kann er aus der Ferne über das Telefon sein “Home Electronic System” anrufen und den Strom abschalten. Niemand, der in einem solchen Haus wohnt, macht sich noch Gedanken über die elektrische Datenleitung, die gemäß dem europaweiten Standard “instabus EIB” die Anlagen des Haushalts verknüpft.
Als Marion nach einem langen Tag nach Hause kommt und in die Identifizierungskamera blickt, hat ihr Home Electronic System wie stets für angenehme Wärme in den Zimmern gesorgt, die Jalousien sind zu, alles perfekt – und doch fehlt Marion etwas. “Warum kannst Du mich bloß nicht zu meinem Freund nach L.A. beamen?” seufzt sie und läßt sich neben Jason in einen Sessel plumpsen.
“Beamen… ?” Es dauert eine Sekunde, bis der Roboter seine Speicher durchforstet hat. Doch dann muß er offenbar über Funk einen Kollegen in einer Datenbank gefragt haben. “Oh, ich verstehe”, sagt Jason, “das funktioniert leider noch nicht. Aber wir arbeiten daran.” Erstaunt blickt Marion hoch: War da ein Hauch von Ironie in seiner Maschinenstimme? Infos im Internet Forschungsprojekte am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI): http://www.dfki.uni-sb.de/dfki/forschung.html
Ulrich Eberl
