Aus dem CAS Disruptive Technologies berichtet Andreas Wirz.

Mit der Agilität einer Drohne und dem Wissen aus Jahren der Forschung führte uns Professor Scaramuzza von der ETHZ durch den Robotic Tag. Nach den fundierten Ausführungen zu den Grundlagen und der Historie folgte eine Livedemonstration im Lab der ETHZ mit weiterführenden Erläuterung zum Thema – was die Zukunft bringen könnte.

Historie

Robotic folgt einem Wunsch, den die Menschheit seit Jahrhunderten hegt, nämlich sich ein Ebenbild zu erschaffen. Die Grundidee dahinter ist, dass dieses Ebenbild uns die sich wiederholenden und ermüdenden Tätigkeiten abnimmt. Zuerst wurde versucht, dies mittels mechanischer Maschinen zu erreichen. Derzeit ist es eine Kombination von Software, Elektronik und Mechanik. Heute sind die Roboter meist für spezifische Aufgaben vorgesehen. Es stellt sich jedoch die Frage: Was bringt die Zukunft?

Basis Funktionen

Ein paar grundsätzliche Anmerkungen zur Robotik. Ein Robotik-System kann in drei Bereiche unterteilt werden:  Die Informationsbeschaffung mit Sensoren und Informationsverarbeitung für das Erkennen der Umgebung, die genaue Lokalisierung  im „grossen“ System und die Wegfindung durch ein „grosses“ System wie zum Beispiel der Erde.

Bei der Informationsbeschaffung steht heute eine Vielzahl von Sensoren zur Verfügung, welche eine recht umfassende Informationsbasis ermöglichen. Das Preis-Leistungs-Verhältnis der Sensoren bestimmt meist das Anwendungsgebiet und schränkt dies natürlich auch ein. Bei der Informationsverarbeitung hat die Logik der neuronalen Netzwerke die Erkennung von Elementen massiv vereinfacht. Ist das Netzwerk mal gut trainiert, ergibt sich eine höhere Verlässlichkeit als beim Menschen.

Für die Lokalisierung stehen heute die globalen Systeme wie GPS zur Verfügung, diese sind aber im stark urbanen Raum sehr unverlässlich. Daher liegt ein Hauptfokus der Forschung auf dem autonomen Erkennen von Dingen oder  Elementen, mit dem Ziel, einer genauen Positionierung im Raum.

Bei der Wegfindung kommen vor allem Netzwerkberechnungen zum Einsatz, welche zwischen Knoten einen „Wegfaktor“ ermitteln und dann über das ganze Netzwerk betrachtet, den günstigsten Wert ermitteln. Die Faktoren für die Bestimmung des Wegfaktors können sein: Distanz, mögliche Geschwindigkeit, Hindernisse, Auflagen Behörden, Verkehrslage usw. In diesem Bereich sind diverse etablierte Techniken vorhanden, welche wir bereits im Alltag nutzen.

Entwicklung

Die Entwicklung der Robotik wird vor allem im Bereich Informationsbeschaffung und -verarbeitung mit Hilfe von Artifical Intelligence Logiken stark vorwärtsgerieben. Mittels einfacher, günstiger Sensoren werden Distanzen erkannt und „Karten“ gezeichnet, die dann von neuronalen Netzwerken als „Objekte“ erkennt und beurteilt werden. Dies ergibt die Möglichkeit, immer autonomere Fahr- oder Fluggeräte zu schaffen.

In Zukunft werden wir nicht wie heute Roboter sehen, welche für die Ausführung von spezifischen Arbeiten verantwortlich sind, sondern autonome  Roboter, welche einzeln oder sogar im Verbund immer kompliziertere Arbeiten ausführen. Ebenso wird die Robotik, welche den Menschen direkt unterstützt, weiter zunehmen. Beschränkung durch Batterieleistungen und die nach wie vor begrenzte Sicherheit, werden die Anwendung von Drohnen noch einige Zeit beeinflussen und auf spezifische Einsätze reduzieren. Aber alles, was unterstützt und hilft, kann auch zerstören. Die Anwendung der Technologien im militärischen Bereich werden uns sicherlich auch beschäftigen.

Die Roboter haben unsere Kinderzimmer längst erreicht und sie unterhalten uns am Broadway – weitere Interaktionen werden sicher folgen.