Christian Schlette

Humanoide Serviceroboter und die Komplexität des Alltags

Am Beispiel der Bahnplanung für Roboter möchte dieser Beitrag vergangene und bestehende Herausforderungen der Entwicklung intelligenter Algorithmen für humanoide Serviceroboter vorstellen und dabei insbesondere auf die Problemstellung der Komplexität Bezug nehmen.

Bis humanoide Serviceroboter die ihnen zugedachten Aufgaben als intelligente, fähige Helfer des Menschen übernehmen können, sind noch zahlreiche technische Herausforderungen zu bewältigen. Uns alltäglich erscheinende Situationen und Umgebungen sind in ihrer Dynamik und Komplexität von Robotern nur durch ein ausgeklügeltes Zusammenspiel von Sensoren, Algorithmen und Aktoren zu beherrschen. Das humanoide Serviceroboter zwar punktuell in Erscheinung treten, aber noch nicht flächendeckend zum Einsatz gebracht werden, ist auch darauf zurückzuführen, dass bei weitem noch nicht alle Fragen ihres Aufbaus und Betriebes geklärt sind.

Als Schlüssel zu der Entwicklung alltagsfähiger Roboter werden insbesondere die Algorithmen angesehen, die die Wahrnehmungen der Sensoren intelligent auszuwerten versuchen, um sichere und robuste Kommandos zur Ausführung an die Aktoren weiterreichen zu können. Die Herkunft dieser Algorithmen ist dabei eng mit der Geschichte des Gebietes der „Künstlichen Intelligenz“ [KI] verkoppelt – hier wie dort lautet die grundlegende Aufgabenstellung, in gegebenen Situationen Folgen von geeigneten Aktionen hinsichtlich der Erfüllung eines Zieles zu entwerfen. Im Fall der Robotik arbeiten diese Algorithmen dabei in realen, physikalischen Umgebungen und Aktionen bestehen aus gezielten Bewegungen und Manipulationen der Umgebungen und der Objekte in diesen Umgebungen. Im Gegensatz zu den Algorithmen der eigentlichen KI, die zumeist nur in leicht kontrollierbaren, künstlichen Situationen arbeiten, müssen sich die in der Robotik zum Einsatz gebrachten Verwandten dieser Algorithmen erweiterten Anforderungen stellen. So sind unter anderem Sensordaten in ihrem Umfang beschränkt und mit Fehlern behaftet, Objekte und Umgebungen unterliegen physikalischen Gesetzen, sind unbekannt, ungeordnet oder verschmutzt und mittels der Aktoren ausgeführte Bewegungen arbeiten gegen Schlupf, Reibung und Last.

Das größte Hindernis allerdings scheint die schiere Komplexität der uns alltäglich erscheinenden Situationen und Umgebungen zu sein, der sich die Algorithmen intelligenter Robotersteuerungen stellen müssen. Die tatsächlichen Einsatzbereiche von Robotern orientieren sich nachweislich an der Komplexität der Berechnungen, die zu einem gegebenen Zeitpunkt technisch beherrschbar sind. Hinsichtlich eines zeitnahen Einsatzes humanoider Serviceroboter stellt sich daher die Frage, ob bereits heute die Technologien und Techniken vorliegen, um die Explosion des Planungsaufwandes in zum Beispiel häuslichen Umgebungen zu bewältigen.