Robotik

Die Science Fiction Literatur ist voll davon. Die Wissenschaft befindet sich in der explorativen Phase. Dabei ist die Robotik eine der beiden Schlüsseltechniken der nächsten Jahrzehnte.

In der Realität

Die Wissenschaft tobt sich gerade damit aus, Roboter zu bauen, die dem Menschen oder einem anderen gerade zur Aufgabe passenden Lebewesen maximal nahe kommen. Dies ist zwar eine interessante Fingerübung, aber nicht die in die Zukunft führende Schlüsseltechnologie der Menschheit.

Die so entstehenden Maschinen sind derzeit kaum praxistauglich und allenfalls für nette Internetvideos zu haben, in denen sie in Parcours über Hindernisse springen oder in marsähnlichen Landschaften herumfahren. Sie sind unglaublich aufwändig konstruiert und können in der Regel doch nur eine Sache wirklich gut.

Dabei gibt es allerdings schon einige Exemplare im Praxiseinsatz, die die gewünschten Eigenschaften auch genau erfüllen, sprich: Eine bestimmte Sache gut können. Aus der Automobilindustrie sind Fertigungsroboter beispielsweise kaum noch wegzudenken. Dabei handelt es sich aber im wesentlichen lediglich um perfektionierte Maschinen. Sie sind kaum dazu in der Lage, mit ihrer Umwelt zu interagieren.

Andere versuchen genau das, können dann aber allenfalls ein Glas Wasser von A nach B transportieren, was bei jedem dritten Versuch auch noch schief geht.

Die Technologie steckt also in der Tat noch in ihren Kinderschuhen. Hinzu kommt, dass die Robotik auf fast jedem Gebiet eng mit der Entwicklung von künstlicher Intelligenz und Deep Learning in Verbindung steht. Doch während die reine Mechanik von der Fertigung bis zur Nutzung schon weitgehend ausgereift ist, sind es gerade die Automatismen und die Autonomie der Roboter, die noch hinterherhinken.

Roboterschwärme

Die Technologie wird erst wirklich praxistauglich und universell, wenn komplett neue Denkrichtungen eingeschlagen werden. Beispiele finden sich in der neueren Science Fiction häufig, eines davon z.B. in Andreas Eschbachs Herr aller Dinge.

Hier werden kleinste in sich relativ dumme und “eindimensionale” Robotereinheiten beschrieben, die in Summe als Schwarm arbeiten und so jede mögliche Arbeit verrichten können. Es gibt Transporter, Greifer, Schneider, Lötroboter.

Interessant ist hierbei auch, dass diese Roboter die Fertigkeit haben, sich selbst zu replizieren und nachzubauen. Falls also einer der Schwarmroboter kaputt geht, oder weitere Einheiten aus der Greifer-Baureihe gebraucht werden, so kann der Schwarm darauf hinarbeiten, zunächst alle “Fachkräfte” zu produzieren, bevor die eigentliche Arbeit erledigt wird.

Drucker

Kombiniert man die Schwarmtechnik nun mit einer weiteren Schlüsseltechnologie, dem 3D-Printer, wird es interessant. Ein minimales Grundset an Schwarmrobotern würde nun ausreichen, um jede erdenkliche Aufgabe zu erledigen. Man benötigt nur genügend Druckerfilament, bzw. Rohstoffe.

Doch hier entsteht derzeit basierend auf aktuellen Technologien ein kleiner Denkfehler. 3D-Drucker sind nicht präzise genug, um beispielsweise Computerchips zu produzieren. Das bedeutet, dass auch diese Intelligenz dem System zugesetzt werden müsste, damit es funktioniert.

Ansonsten sind die meisten Technologien hierfür bereits vorhanden und könnten innerhalb der nächsten Jahre fertigungsreif sein.

Vision 2040

Es gibt unzählige Gebiete, die von autonomer Robotertechnik profitieren würden. Sie aufzuzählen, liefert wahrscheinlich Stoff für mehrere Science Fiction Romane.

Die Verbindung von effizienten 3D Druckern, die mit mehreren unterschiedlich festen Materialien umgehen können, mit einem minimalen Satz von Fertigungsrobotern, also ein Setup das sich direkt nach dem Aufbau autonom erweitern kann, scheint ein interessanter Ansatz für Denkaufgaben zu sein.

Zunächst müssten programmierbare SOCs (Systems on a Chip), im Standardformat für jede Einheit mitgeliefert werden. Heutige Ansätze wie Arduino und Raspberry Pi lassen sich dafür leicht miniaturisieren und billig in Serie produzieren. Mit fortschreitender Technik könnten auch diese von der 3D Fertigungstechnik mit hergestellt werden.

Ein typischer Haushalt mit einem kleinen Technikraum könnte daher eine Robotereinheit sein Eigen nennen. Neue Teile, sowie Produkte werden im Technikraum gefertigt. Die Roboter können von Kochen und Spülen über Müllrecycling bis hin zur Produktion individueller Möbelstücke alles übernehmen. Beim Umzug werden die Möbel von den Maschinen wieder in ihre Ausgangsform zurückversetzt und können am anderen Standort erneut gedruckt und zusammengebaut werden. Auch der Transport kann von den Robotern zusammen mit autonomen Fahrzeugen organisiert werden, ohne dass ein Mensch eingreifen müsste.

In einer Marktwirtschaft entsteht dabei immer die interessante Frage nach dem Produkt. Wenn sich alles selbst herstellen lässt, was kann man dann noch kaufen beziehungsweise verkaufen? Die Antwort fällt nicht so kompliziert aus, wenn man sich die Film- und Musikindustrie ansieht, die in den vergangenen Jahren schmerzhaft lernen musste, wie man von analogen, physischen Formaten wie Tonträgern auf digitale Geschäftsmodelle umsteigen musste. Sie brauchen einen neuen Schrank? Laden Sie sich das Template vom Designer herunter. Oder besseren Sound in Ihrer Wohnung? Starten Sie den Dolby THX Assistenten, der Ihren Raum vermisst und die perfekte Boxenkonfiguration speziell für Ihr Wohnzimmer hinstellt. Garantiert unsichtbar mit einem Klangerlebnis wie in der Elbphilharmonie.

Raumfahrt

Ganz sicher stellt die Raumfahrt ein eigenständiges Kapitel, ach, was sage ich, einen eigenständigen Sektor in Science und Fiction dar. Aber ohne Robotik werden viele schon heute geplanten Missionen zum Scheitern verurteilt sein. Als Pionierdisziplin hat die Raumfahrt ja auch schon erfolgreich Robotertechnik auf fremden Planeten zum Einsatz gebracht. Das beste Beispiel dafür ist der Mars Rover. Für selbständiges Arbeiten, vor allem bei unbemannten Missionen, besteht auch absolute Notwendigkeit, da man die Geräte durch die große Entfernung nicht in Echtzeit steuern kann, wie Drohnen auf der Erde.

Allerdings entsprachen auch hier alle Exemplare dem klassischen Muster einer hochspezialisierten Einheit. Auch das wird bald sicher ein Ende haben müssen, da viele Missionen in der Zukunft mit zahlreichen Unbekannten in der Gleichung umzugehen haben. Man muss sich auf Gegebenheiten einstellen können, die nicht vorhersehbar oder berechenbar sind.

Dies gilt insbesondere für bemannte Missionen und Besiedelungsstrategien auf anderen Planeten. Außeneinsätze an Raumschiffen und Raumstationen sind auf Dauer für Konstruktionsarbeiten zu umständlich. Eine Marsbesiedelung, ohne vorher sichere Behausungen aufzustellen, wäre ein zu gefährliches Unterfangen.

Viele Missionen projizieren aktuelle Technik auf Szenarios, die viele Jahre in der Zukunft stattfinden. Doch mit fortschreitender Robotertechnik könnten sich gerade hier viele Parameter zugunsten der Machbarkeit ändern. Es würde sich vermutlich sogar für die Menschheit als Ganzes lohnen, zunächst alle Kräfte in die Robotertechnologie zu stecken, bevor man mit der Raumfahrt und der Planung der Besiedelung fremder Welten fortfährt.

Finales

Es macht, wie man sieht, absolut Sinn, die reine technische, mechanische Seite von der Software zu trennen. Fast in allen Science Fiction Szenarien, in denen der Geist in der Maschine steckt, wird am Ende ein Monster geschaffen, das man nicht wieder abschalten kann. Das Potential dieser Technologie und ihre Schlüsselstellung in der Gesellschaft der Zukunft übersieht man dabei leicht.

Es enthält Aspekte und Möglichkeiten, die die Welt verändern könnten. Vielleicht schafft es die Menschheit ja ausnahmsweise, diese Möglichkeiten für etwas Positives zu verwenden.