Serie: Künstliche Intelligenz Armar-IIIa bringt ein Glas Saft

Selten kann man künstliche Intelligenz in Aktion so genau beobachten wie in der Lehrküche für Roboter am Karlsruher Institut für Anthropomatik.

Von Rudolf Neumaier

Roboter würden sich nie verlaufen. Oder in die falsche Richtung weisen, wenn sie nach dem Weg gefragt werden. Das würde Robotern nicht passieren. Denn dazu sind sie ja da: dass sie fehlerlos arbeiten. Besser, schneller, exakter, sauberer, ausdauernder und effizienter als Menschen.

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) studieren 25 000 Menschen. Ein paar Roboter werden hier auch ausgebildet. Die Maschinen sollen von den Menschen lernen. Man muss sich das KIT als Stadt vorstellen, denn es erstreckt sich über mehrere Straßen und verfügt über viele mächtige Gebäude. Als Fremder verirrt man sich leicht. Dann fragt man Studenten und strebt in die Richtung, die sie einem angeben. Wenn diese drei jungen Wegweiser nach zehn Minuten keuchend hinterherrennen und sich mit den Worten "Wir haben uns falsch orientiert" entschuldigen, kann man feststellen: Die nächste Technologen-Generation ist ausgesprochen höflich. Ihre Roboter sind es hoffentlich auch.

In der Peripherie des Karlsruher Campus liegt das Institut für Anthropomatik und Robotik. Anthropomatik - was für eine sagenhafte Wortschöpfung. Die Karlsruher definieren sie als "die Wissenschaft der Symbiose zwischen Mensch und Maschine". Anthropos, ein Wort aus dem Altgriechischen, ist der Mensch. Und der Anthropomat steht für die Menschwerdung der Maschine. Bislang war die Menschwerdung, zumindest nach christlicher Auffassung, Gott vorbehalten. Man sprach von der Inkarnation, der Fleischwerdung, Christi im Stall von Bethlehem. Wenn nun die Maschine in den hellen Räumen des klassizistischen KIT-Gebäudes humanoid wird, braucht sie dazu kein Fleisch. Ihre Adern bestehen aus Kabeln. Die beiden Augen sind Kameras, eine für die weitwinkelige perspektivische Sicht, eine für den fokussierten fovealen Blick. Und statt Blut fließt Energie. 24 Volt Gleichstrom. Und ihre Schöpfer, der Informatiker Tamim Asfour und sein Team, sind überzeugt davon, dass es sich bei den Anthropomaten bereits jetzt um intelligente Wesen handelt. Schließlich lernen sie immer dazu, und das ziemlich schnell.

Die Anthropomaten Armar-IIIa und Armar-IIIb verfügen lediglich über humanoide Oberkörper, die nächste Generation Armar-IV hat auch Beine. Armar-IIIa ist durch die großen Fenster schon vom Parkplatz aus zu sehen, das humanoide Gerät trägt eine Kochmütze. Sein Vorgänger Armar-II befindet sich schon im Ruhestand, er steht im Deutschen Museum in München. Armar-IIIa und -b arbeiten als Küchenroboter, ihr Name ist die Abkürzung für "Anthropomorphic Multi-Arm Robot".

Der Anthropomat rollt zum Kühlschrank, öffnet sachte die Tür, sucht nach dem Tetrapak

Die Küche ist einer der komplexesten und vielfältigsten Mikrokosmen, die für den menschlichen Körper optimiert wurden - und damit der ideale Lernort für Roboter, die ja wiederum gerade deshalb humanoid sein sollen, damit sie sich in Umgebungen zurechtfinden, die für Menschen geschaffen wurden. Das Kalkül der Schöpfer: Wenn ein Anthropomat in einer Küche klarkommt, dann kommt er auch in anderen Umgebungen zurecht, in Fabriken oder Werkstätten.

Armar-IIIb übt gerade an der Geschirrspülmaschine. Ein paar Räume weiter arbeiten Doktoranden mit seinem, nun ja, Bruder -IIIa, der sich in einer handelsüblichen Standardküche umtut. "Hol mir bitte den Multivitaminsaft aus dem Kühlschrank!" Der Anthropomat rollt zum Kühlschrank, öffnet sachte die Tür, sucht den Kühlschrank nach dem Tetrapak mit Multivitaminsaft ab, holt ihn heraus und bringt ihn ans andere Ende der Küche - dorthin, wo der Auftrag herkam: zum Doktoranden. Ob er die rechte oder die linke Hand benutzt, entscheidet der Roboter je nach Situation. Das Gleiche funktioniert mit Vanillekeksen, Kaffeefiltern, Tassen und einem Buch. Armar-IIIa wirkt wie eine Mischung aus apportierendem Hund und Butler.

Das sollen die Geräte eines Tages sein: formvollendete Butler, die möglichst viel mitdenken, Hilfe anbieten und selbst aktiv werden, wenn sie einen schmutzigen Tisch sehen oder die Geschirrspülmaschine mit dem Waschen fertig ist. Die EU fördert gerade mehrere Projekte, bei denen Roboter zu Helfern im Pflegebereich und in Wartungsaufgaben in automatisierten Anlagen ausgebildet werden. Ausgebildet heißt: programmiert. Und programmieren heißt: vormachen. Die Geräte beobachten die Bewegungen, die der Mensch bei bestimmten Tätigkeiten ausführt, sie verstehen die wesentlichen Elemente der Bewegungen, speichern sie und führen sie in neuen Situationen aus. Bedürfnisse haben diese von künstlicher Intelligenz geleiteten Kreaturen nicht. Außer einer Steckdose.

Sollte die Intelligenz der Anthropomaten irgendwann so ausgeprägt sein, dass sie Intellekt und menschlichen Geist imitieren, dann interessieren sie sich vielleicht auch für ihre eigene Geschichte. Dann werden sie feststellen, dass ihr Ursprung aus schnöden Differenzialgleichungen besteht, wie sie gerade auf der Tafel in Tamim Asfours Büro skizziert sind.

"Im Grunde", sagt der Professor, "kann man das ganze System des humanoiden Roboters als dynamisches System zum Beispiel mit Differenzialgleichungen beschreiben." Allerdings ist dieses System so beschaffen, dass es sich selbst weiterentwickelt und verbessert. Das heißt, das System soll lernen, wie Gleichungen verändert werden müssen, um ein besseres Verhalten zu realisieren und welche neuen Gleichungen neu zu lernen sind, um neue Aufgaben zu bewältigen. "Wir wollen ihm nicht alles vorgeben. Der Anthropomat soll selbst seine Schlüsse ziehen." Je mehr Erfahrungswissen er akquiriert, desto autonomer wird die Maschine.

Leben diese Geräte schon jetzt oder erst, wenn sie vollkommen autonom agieren? Streng genommen und natürlich betrachtet: nein. Weder jetzt noch später. Doch ihre Schöpfer scheuen Vergleiche mit dem menschlichen Leben keineswegs. "Wir bringen den Geräten bei, was sie tun sollen, wie Sie es auf die gleiche Art und Weise einem Kind beibringen", sagt Asfour.

Die Anthropomaten "kapieren und verstehen" mit der Zeit, was ihnen die Menschen vor einem ihren Kameraaugen vormachen. Sie können sehen und hören und greifen und lesen und auf einem Küchentisch, den sie abzuwischen haben, feststellen, wie hartnäckig der Schmutz auf der Tischplatte ist, und wie fest und wie lange sie wischen müssen, um ihn zu beseitigen. Errungenschaften aus anderen Abteilungen des Instituts für Anthropomatik und Robotik am KIT fließen umgehend in die Entwicklung ein, etwa die Arbeiten zur Spracherkennung und zum Verstehen natürlicher Sprache.

Dieses künstliche Mitdenken und Selbst-entscheiden soll einmal das Leben erleichtern. Tamim Asfour ist 47 Jahre alt. In zwanzig Jahren will er seine Maschinen so weit entwickelt haben, dass er mit einem "anziehbaren Roboter herumlaufen" kann. Klingt wie ein Jux, könnte aber Wirklichkeit werden. Roboter, sagt der Informatiker und Ingenieur, werden nie die Menschen ersetzen. "Aber sie werden Menschen unterstützen."

Mit seinem Team entwickelt er parallel zu den Anthropomaten Armar-III und -IV Exoskeletons, er nennt sie Roboteranzüge: Vorrichtungen, die Menschen als Kleidung tragen können und die bestimmte Körper- und Muskelpartien bei Bedarf unterstützen. Diese Roboteranzüge sollen die Bewegungsintentionen des Trägers erkennen, wie, wann und mit welcher Kraft sie sich bewegen sollen. "Biosignalverarbeitung" nennen das die Entwickler. Das kann Handwerkern bei anstrengenden Tätigkeiten ebenso helfen wie alten oder behinderten Menschen. Nur wenn sich ein anziehbarer Anthropomat selbstständig macht, könnte es ungemütlich werden.