Aufmerksamkeit, Kreativität, selbstständiges Planen sind Eigenschaften, die Menschen auszeichnen – und bald auch Roboter? Wie weit die Entwicklung ist, erklärt der Sprecher des CoTeSys-Clusters Prof. Martin Buss. Das Gespräch führten Ralf Butscher und Wolfgang Hess Martin Buss ist seit 2003 Inhaber des Lehrstuhls für Steuerungs- und Regelungstechnik an der Technischen Universität München. Buss (*1965) studierte Elektrotechnik an der TH Darmstadt und promovierte 1994 an der Universität von Tokio (Todai). Der für seine Publikationen mehrfach ausgezeichnete Forscher ist seit 2006 Koordinator des CoTeSys-Exzellenzclusters in München. Bei CoTeSys arbeiten rund 100 Forscher aus drei Münchner Universitäten, einem Max-Planck-Institut und dem DLR-Zentrum für Luft- und Raumfahrt Oberpfaffenhofen zusammen – Hirnforscher, Informatiker, Biophysiker, Maschinenbauer …
bild der wissenschaft: Einige Roboterforscher haben das erklärte Ziel, dass 2050 eine Elf aus Robotern den amtierenden Fußballweltmeister besiegt. Wollen wir Menschen das wirklich?
Martin Buss: Die Idee des Roboter-Fußballspiels kommt aus Japan. Solche Benchmarks sind wichtig, auch in Bereichen, die keinen direkten Nutzen zu haben scheinen. So hatte Präsident Kennedy 1961 die bemannte Mondlandung noch in jenem Jahrzehnt gefordert. Daraus entwickelten sich Technologien, die heute der ganzen Menschheit nützen. Der Mondflug ist nur ein Beispiel für einen grandiosen Technologietreiber. Die Formel 1 ist ein anderes: Scheibenbremsen, heute in jedem Auto, wurden einst nur dafür entwickelt. Ich bin mir sicher, dass auch die Vision des Fußballspiels viele Technologien voranbringen wird.
Grob betrachtet unterscheidet man zwischen Industrierobotern und autonomen Robotern. Werden sich die beiden Pfade annähern?
Gewiss. Die heutigen Industrieroboter arbeiten in einem Käfig und schalten sich sofort ab, wenn ein Mensch sich nähert. Doch die Industrie ist sehr daran interessiert, dass Menschen und Roboter eng kooperieren. An dieser Schnittstelle arbeiten viele Forscher weltweit. Es geht beispielsweise darum, die Industrieproduktion durch Roboterunterstützung an ältere Arbeitnehmer anzupassen. Auch in der Medizin gibt es viele Ansatzpunkte. Der Da Vinci-Roboter der US-Firma Intuitive Surgical beispielsweise ermöglicht jetzt schon minimal-invasive Herzchirurgie. Darüber hinaus arbeiten wir an Robotern, die Menschen zu Hause unterstützen sollen – bei Bedürfnissen des täglichen Lebens bis hin zur emotionalen Betreuung. Sie heißen im Jargon Personal Robots und sollen ältere Menschen so unterstützen, dass sie im eigenen Heim länger alleine wohnen können. Für einige Gesellschaften wird das eine große Perspektive sein. China beispielsweise wird durch die Ein-Kind-Politik gesellschaftlich noch schneller altern als Deutschland. Auch in Japan und Korea ist dieses Problem bereits sichtbar.
Treiben diese Länder auch die Entwicklung von persönlichen Robotern voran?
Europa ist durch die massive Förderung der kognitiven Robotik aus Mitteln der EU sowie durch nationale Forschungsprogramme in den letzten zehn Jahren an die Weltspitze gelangt. Auch Japan ist dort, die USA sind abgeschlagen.
Ansätze, Robotern Intelligenz zu verpassen, gibt es seit den 1960er-Jahren – etwa durch die sogenannte Künstliche Intelligenz, KI. Doch dieser Weg führte in eine Sackgasse. Worin unterscheiden sich die heutigen Ansätze von der damaligen KI?
Ich bin darin kein Experte. Meine Kollegen sagen mir, dass der klassische Ansatz der KI fehlgeschlagen ist, ein Gehirn konstruieren zu wollen, das keine Verbindung zur Welt hat und doch über die Welt philosophiert. Heute gehen Fachleute vielmehr davon aus, dass Intelligenz in Lebewesen und Robotern nur entstehen kann, wenn sie intensiven sensorischen Kontakt mit der Umgebung haben – durch Anfassen, durch Hören, durch Sehen. Man braucht den Körper, um Intelligenz zu verorten. Und genau das ist der Ansatz der kognitiven Robotik.
Sie sind Koordinator des Clusters Cognition for Technical Systems, kurz CoTeSys. Wie erläutern Sie der Öffentlichkeit diese kryptischen Begriffe?
Einmal geht es dabei um komplexe technische Systeme. Wir sind angetreten, sie nicht nur in Robotern zum Einsatz zu bringen, sondern auch bei Fahrzeugen, Flugzeugen und allem, was sich sonst noch bewegt. Mehr noch: Wir wollen auch Industrieprozesse verbessern. Wir wollen Systeme bauen, die über Stunden selbstständig lernen und autonom arbeiten. Zum anderen geht es um Kognition. Dabei setzen wir auf zwei Schwerpunkte: die Psychologie und die Neurowissenschaften. Beispielsweise lernen wir aus der Bildverarbeitung bei der Drosophila, einer Gattung der Taufliegen, wie man intelligente Bildverarbeitung technisch angehen muss. Weiterhin wollen wir psychologisch analysieren, was einen Menschen bewegt, der mit einem Roboter zusammenarbeitet, und wie man einen Roboter bauen muss, damit er besser mit dem Menschen zusammenarbeiten kann. Mit diesem Ansatz sind wir weltweit einzigartig.
Auf wen geht der Ansatz zurück?
Auf den Standort München. Schon vor dem Exzellenzcluster, der 2006 den Zuschlag bekam, gab es hier eine jahrzehntelange Kooperation zwischen den Neurowissenschaften, der Psychologie und den Ingenieuren. Wir hatten mindestens zwei Dutzend internationale Experten hier, die unseren Weg begleiteten – vom MIT, von der Universität von Tokio, von Stanford, aus Kanada. Und sie haben uns immer wieder bescheinigt: Was ihr in München macht, ist Weltspitze und einmalig.
Sicher auch mit ein Grund dafür, dass der australische Superforscher Gordon Cheng vom japanischen Tsukuba nach München wechselte. Was gab den Ausschlag? Ihr lukratives Angebot – oder das Interesse an CoTeSys?
Zur selben Zeit, als der Exzellenzcluster CoTeSys auf die Beine gestellt wurde, suchte Gordon Cheng eine neue Herausforderung und hatte Angebote aus Deutschland, vom übrigen Europa, aus Japan. Die Entscheidung für München fiel wegen der Attraktivität unseres Clusters sowie des Standorts.
Auf welche Entwicklungen bei CoTeSys sind Sie stolz?
Da gibt es bestimmt mehr als zehn interdisziplinäre Erfolgsgeschichten. Beispielsweise hat ein Biophysiker zusammen mit einer Ingenieurin den Unterwasserroboter Snookie gebaut, der das sensorische System eines blinden Höhlenfischs aus Mittelamerika einprogrammiert hat. Snookie ist dadurch weit autonomer als vergleichbare Systeme. Außerdem haben unsere Experten es geschafft, dass sich Roboter und Menschen so synchronisieren, dass sie zusammen etwa ein Bild malen können. In dieser Art gibt es viele interdisziplinär erreichte Spitzenerfolge, die einmalig sind.
Umso erstaunlicher ist es, dass CoTeSys bei der zweiten Runde der deutschen Exzellenz-Initiative leer ausgegangen ist und nach 2012 nur noch übergangsweise bis 2014 aus diesem Topf gefördert wird.
Verstehen können wir das nicht. Wir – aber auch die Leitung der TU München – waren sehr überrascht von diesem Ausgang. Bei unserer Vorstellung wurden von den etwa 20 internationalen Gutachtern keinerlei kritische Fragen gestellt, alle schienen begeistert. Allerdings waren keine Ingenieure unter den Gutachtern, auch keine Robotik-Experten. Ich kenne mich aus auf der Bühne der weltweiten Roboterforschung – doch von den Gutachtern kannte ich keinen.
Der Exzellenzcluster ist nun weg. Was heißt das für die Ausstattung von CoTeSys?
Da wir an allen großen Flaggschiffprojekten der EU beteiligt sind, wird sich für CoTeSys auch weiter etwas bewegen. Für mich als Koordinator und meine Gruppe dürfte sich kaum etwas zum Schlechteren entwickeln. Die meisten Projekte in meinem unmittelbaren Umfeld stehen auf anderen Beinen. Empfindlich geschwächt sein dürfte aber die künftige strukturelle Entwicklung von CoTeSys. Eingeplante neue Professuren fallen weg.
Wie viele Mittel gehen Ihnen durch die Entscheidung verloren?
So genau weiß das niemand. Genannt werden zwischen 3 und 8 Millionen Euro pro Jahr. Die Mittel aus der Exzellenzinitiative werden uns spätestens nach 2014 fehlen. Doch so gut wie wir unterwegs sind, werden wir an andere Fördermittel herankommen.
Was sind für Sie die größten Herausforderungen in der Robotertechnologie?
Die wichtigsten Ziele der nächsten 10 bis 20 Jahre sind die dauerhafte Autonomie der Roboter und die gute Interaktion mit Menschen. Wir in der universitären Grundlagenforschung müssen weg vom Spielzeug-Roboterchen und uns wirklich komplexen Dingen zuwenden – etwa Robotern, die ihren Weg selbstständig finden können. So haben wir in den vergangenen Jahren einen Roboter entwickelt, der in der Lage ist, ohne einprogrammiertes Kartenwissen oder GPS den Münchner Marienplatz zu finden.
Wie findet er denn seinen Weg?
Der Roboter geht raus auf die Straße und fragt sich bei Passanten durch. Um vom Institut zum Marienplatz zu kommen, braucht er sechs bis acht Stunden und befragt 30 bis 40 Leute. Anders als bei anderen Vorzeige-Experimenten wird unser Roboter nicht mittels vieler Knopfdrücke gesteuert, sondern er macht sich alleine auf die Pirsch. Ich nenne das 24/7-Robotik: Unser Ziel ist es, Roboter zu entwickeln, die 24 Stunden am Tag ihren Job mit hoher Autonomie machen, und dies 7 Tage in der Woche.
Der erste Marsch zum Marienplatz war 2008. In diesem Sommer fand ein weiteres Experiment statt. Worin unterschieden sich die Versuche?
Wir haben dazugelernt, es gibt neue Funktionalitäten. Beispielsweise kann der Roboter jetzt noch besser auf Personen in der Stadt zugehen und nach dem Weg fragen. Er arbeitet zielgerichteter, indem er versucht, seine Wissenslücken gezielt zu schließen. Außerdem beschränkt sich die Interaktion nicht mehr auf den reinen Austausch von Informationen, sondern der Roboter hat gelernt, auch soziale Aspekte zu berücksichtigen. Er kann also auf mehreren Ebenen kommunizieren – beispielsweise lächelt er an geeigneten Stellen und gibt dem Gegenüber durch Mimik und kurze Einwürfe Rückmeldung, ob er den Sachverhalt verstanden hat oder ob eine Erklärung für ihn nicht plausibel war.
Vorher sprachen Sie davon, dass die kognitive Roboterforschung anwendungsnah sein soll. Welche Anwendungen stellen sie sich für Ihren autonom marschierenden Roboter vor?
Ein erster Schritt könnte sein, dass durch solche Roboter Stadtführungen oder städtische Informationssysteme realisiert werden könnten. In weiteren Forschungsarbeiten könnte man evaluieren, ob solche Roboter für die positive Beeinflussung von großen Menschenansammlungen sinnvoll sind. Da Interaktion und Informationsaustausch eine entscheidende Rolle in unserer aktuellen Forschung spielen, sind die entwickelten Technologien geeignet, in allen Situationen eingesetzt zu werden, in denen Mensch und Roboter eng zusammenarbeiten. Eine aktuelle Studie widmet sich darüber hinaus dem Thema, wie sich Roboter Menschen nähern müssen, damit das für die Menschen akzeptabel ist. Es gibt eine soziale Distanz, eine freundschaftliche Distanz und einen körpernahen Bereich. Auch das müssen künftige Robotergenerationen wissen.
Glauben Sie, dass Roboter eines Tages Menschen genauso vertraut sind wie Hunde oder Katzen?
Wenn es zu einer ähnlich starken emotionalen Bindung kommen kann, dann denke ich: ja. Der hundeähnliche Aibo von Sony wurde weltweit 150 000 Mal verkauft, dabei kostete er rund 2500 Euro. Auch Paro ist erfolgreich. Er ist dem Baby einer Sattelrobbe nachempfunden, reagiert auf Streicheln und Geräusche. In Skandinavien wird Paro von Krankenkassen finanziert, weil der Therapieerfolg bei Demenzkranken immens ist. Letztlich wird die Integration von Robotern in unsere Haushalte über den Preis gesteuert. Asimo oder ein anderer menschenähnlich wirkender Roboter kostet heute mindestens 200 000 Euro. Bei höheren Stückzahlen fällt der Preis, Roboter wären dann mit Sicherheit attraktiver.
Wie wird es weitergehen, wenn Roboter Gefühle, ein Gedächtnis, ein Bewusstsein entwickeln?
In Japan beschäftigt man sich auf fast jeder Konferenz mit der Frage, ob man so einen Roboter wirklich abschalten darf. Wie weit das gehen wird, vermag ich nicht zu beurteilen. Klar ist für mich: Wir Menschen sind unbegrenzt neugierig, und der Wissenschaft werden die Fragen nie ausgehen. Was wir mit unseren Erkenntnissen machen und welche Perspektiven sich daraus für die industrielle Produktion ergeben können, ist eine Frage der politischen Weichenstellung. ■
