3 Gründe, warum Menschen-Roboter so schwer zu bauen sind

Tesla will einen menschenähnlichen Roboter bauen, dessen Prototyp 2022 vorgestellt werden soll. Der Roboter basiert auf der Autopilot-Technologie des Unternehmens und soll autonom gefährlichen oder langweiligen Aufgaben nachgehen.

Der 1,77 Meter große und 56 Kilogramm schwere Bot soll einfache Befehle befolgen und Tätigkeiten ausführen, die sonst Menschen erledigen - wie beispielsweise Lebensmittel besorgen.

Damit wagt sich Tesla an eine der größten Herausforderungen in der Robotik. Zwar hat sich in den vergangenen Jahrzehnten im Bereich der humanoiden Roboter viel getan, 3 große Schwachpunkte sind aber geblieben.

Menschlicher Gang ist technisch schwierig zu kopieren

Als besonders herausfordernd erweist sich die Fortbewegung eines zweibeinigen Roboters. Der menschliche Gang lässt sich nämlich nur schwer technisch kopieren. Vor allem in unwegsamem Gelände oder auf unebenen Böden verlieren viele Maschinen leicht das Gleichgewicht und kippen um.

Laut dem Robotik-Experten Alexander Nemecek von der Fachhochschule Wiener Neustadt seien "Gehroboter", je nach Anwendung, generell eher für den Outdoor-Bereich erforderlich. „Soll ein Roboter etwa ein Gelände erkunden, sind Beine von Vorteil“, sagt er. Wird er hingegen zur Pflege im Haushalt eingesetzt, seien Beine unnötig.

Die technische Umsetzung des menschlichen Gangs sei jedenfalls bis heute äußerst anspruchsvoll: „Es braucht mehr Koordination, Mechanik und Sensorik. Es geht, aber es ist mit enorm viel Aufwand verbunden“, sagt Nemecek gegenüber der futurezone. Pionier in diesem Bereich sei das US-Unternehmen Boston Dynamics. Dieses bediene sich komplexen Antriebstechnologien, etwa Pneumatik-Antrieben, die Bewegungen per Luftdruck erzeugen. Die liefern dem Experten zufolge so viel Impuls, dass die Roboter beispielsweise auch springen können.

Viele andere Forschungseinrichtungen suchen hingegen nach einfacheren und kostengünstigeren Lösungen. Forscher*innen des Massachusetts Insitute of Technology (MIT) und der University of Illinois at Urbana-Champaign haben 2019 etwa eine High-Tech-Weste entwickelt, mit der der Roboter ferngesteuert wird. Diese ist jedoch von einem menschlichen Operator abhängig und muss von einem Menschen angezogen werden, damit die menschlichen Bewegungen direkt auf den Roboter übertragen werden können. Ist der Roboter dabei zu kippen, spürt das der Mensch über seine Weste und gleicht die Position wieder aus.

Universalgreifer sind schwierig, wenn nicht unmöglich, zu entwickeln

Auch die menschliche Fähigkeit zum Greifen ist bislang schwer realisierbar. Das überrascht nicht, denn menschliche Handgelenksbewegungen sind hochkomplexe Vorgänge, für die mehrere Gehirnareale wie der präfrontale Kortex, der Thalamus oder das Kleinhirn verantwortlich sind.

Ein Mensch weiß instinktiv, wie kraftvoll er je nach Gegenstand zupacken kann. Ein Roboter weiß das logischerweise nicht. Sogenannte Greifer müssen demnach je nach Anwendung speziell entwickelt werden. In der industriellen Robotik sei dies laut Nemecek gut gelöst. Je nach Größe des zu greifenden Gegenstands und je nach Art, wie es gepackt werden darf, gibt es unterschiedliche Lösungen.

Neben Magnetgreifern gebe es laut Nemecek etwa auch sogenannte Soft Gripper, die eine sichere Handhabung empfindlicher Objekte sicherstellen sollen. Zusätzlich beherrschen sogenannte Fingergreifer unter anderem den Zwei- oder den Drei-Finger-Griff. „Einen Universalgreifer, der alles greifen kann, ist jedoch sehr schwierig zu entwickeln“, sagt der Experte.

Denn damit ein Roboter generell gut greifen kann, müsse er nicht nur das zu greifende Objekt erkennen können, auch müssen unter anderem seine Umgebung sowie die Lichtverhältnisse im Raum genau bestimmt sein. „Soll der humanoide Roboter etwa Kaffee bringen, müssen das Häferl oder das Tablett genau definiert sein“, sagt der Forscher. Dass die Maschine aber eine beliebige Tasse aus dem Küchenschrank holen und halten kann, sei nahezu unmöglich.

Führend auf diesem Gebiet sei laut Nemecek die deutsche Firma Schunk, die unter anderem eine mechatronische 5-Finger-Greifhand entwickelt hat. Generell seien aber auch diese Entwicklungen extrem aufwendig, teuer und für viele Anwendungen nicht nötig.

Gesicht muss ansprechend, aber nicht zu menschlich aussehen

Die dritte große Schwierigkeit beim Bauen humanoider Roboter ist das richtige Maß an menschlicher Optik. Sehen Roboter dem Menschen sehr ähnlich, hinterlassen sie in der Regel ein unbehagliches Gefühl. In der Roboterforschung spricht man dabei vom sogenannten „Uncanny Valley“ – zu Deutsch: „Unheimliches Tal“. An beiden Enden des Tals steigt das Wohlbefinden, aber nur, wenn ein Roboter komplett abstrakt oder zu 100 Prozent menschenähnlich ist.

Grundsätzlich bringen Menschen jenen Maschinen, die weniger menschlich aussehen, mehr Sympathie und Akzeptanz entgegen. Das zeigt etwa der Roboter NAO der FH Wiener Neustadt. Der habe laut Nemecek zwar auch Arme und Beine, geschlechtermäßig sei er aber beispielsweise neutral, also weder weiblich noch männlich. Ansprechend müsse er dennoch sein. „Wenn wir nur eine Blechdose als Kopf nehmen, ist die Akzeptanz auch sehr gering“, so der Experte. 

Der Tesla Bot sieht dem Menschen zwar körperlich sehr ähnlich, als Gesicht soll er aber einen Bildschirm erhalten, auf dem diverse Informationen abgerufen werden können. Wie gut in Tesla aber tatsächlich umsetzen wird, wird sich zeigen.