Robotern das Denken beibringen

Text: Sven Titz

Der Informatiker Oliver Brock ist einer der renommiertesten Geburtshelfer einer neuen Generation intelligenter Roboter. Er kehrt aus den USA zurück an die Technische Universität Berlin, um dort die interdisziplinäre Spitzenforschung unter anderem über künstliche Intelligenz und lernende Maschinen auszubauen.

Die Zeit, in der Roboter nur vorgegebene Arbeitsschritte ausführten, gehört bald der Vergangenheit an. Eine neue Generation lernender Maschinen ist im Kommen – und Oliver Brock einer der angesehensten Experten auf diesem Gebiet. Zuletzt war der 39 Jahre alte Informatiker an der University of Massachusetts in Amherst (USA) tätig. Künftig wird er als Humboldt-Professor richtungsweisende Konzepte für Roboter entwickeln. Es handelt sich um eine Heimkehr in Ehren: Bei dem nun emeritierten Professor Günter Hommel, der ihn zurück an das Institut für Technische Informatik und Mikroelektronik holt, machte Brock einst sein Diplom.

Bislang wurden Roboter recht eindimensional konstruiert: Es gab eine konkrete Aufgabe, etwa das Verpacken von Erbsen in Konservendosen, man baute eine passende Maschine dafür und steuerte sie dann mithilfe eines Computers, in den man den Code für den Packvorgang eingab. Brock geht weit darüber hinaus. „Roboter sollten mit einer alltäglichen Umgebung umgehen können“, skizziert der Informatiker seine Vision. Dazu müssen die Maschinen selbstständig alles Notwendige über ihre Umgebung lernen. Dies bringt große Herausforderungen mit sich. Noch haben Robotikexperten Schwierigkeiten damit, ihren Maschinen beizubringen, wie sie den vielfältigen Anforderungen des Alltags gerecht werden können.

Um diese Aufgabe zu meistern, müsse man die Fähigkeiten des Menschen – Wahrnehmung, Bewegung und Denken – zusammen betrachten und auf Roboter übertragen, sagt Brock. Mit diesem integrierten Ansatz betritt er Neuland. Er will begreifen, wie bei Maschinen im Zusammenspiel von Sensorik, Motorik und Informatik eine Art künstliche Intelligenz entstehen kann, und dies für die Entwicklung autonomer Roboter nutzen.

Autonom arbeitende Maschinen
Brock hat mit seinem Team bereits ein experimentelles Gerät entwickelt, das Informationen der Außenwelt nicht nur speichern, sondern auch kognitiv verarbeiten und in zielgerichtete Handlungen umsetzen kann: „UMan“, so der Name, hat eine mobile Basis, kann sich also frei bewegen. Er besitzt einen Arm und eine Hand mit drei Fingern. Hinzu kommen Kameras und Laserscanner, um die Umgebung wahrzunehmen. Und natürlich hat UMan auch einen Computer an Bord. Dank dieser Ausstattung ist der Roboter etwa in der Lage, eine Schere so lange auf einem Tisch herumzuschubsen, bis er allgemeingültiges Wissen über vergleichbare Objekte erworben hat. Mit solchem Wissen über seine Umwelt kann er später Gegenstände so benutzen, wie es seine Aufgabe vorgibt. Für diese nächste Generation von Robotern eröffnen sich zahlreiche Nutzungsmöglichkeiten, vor allem dort, wo die Arbeit für Menschen gefährlich oder mühsam wäre: Autonome Roboter lassen sich zur Wartung von Satelliten einsetzen, assistieren bei der Logistik im Güterhandel oder räumen nach Unfällen mit radioaktivem Material auf. „An vielen Stellen, wo Menschen rein manuelle Arbeit verrichten, bieten sich als Alternative Roboter an“, sagt Brock.

In seiner neuen Position an der TU Berlin will der Informatiker auch mit Lebenswissenschaftlern zusammenarbeiten. In diesem Bereich hat er ebenfalls schon geforscht. So untersuchte er an der University of Massachusetts, wie sich Konzepte aus der Robotik dafür nutzen lassen, die Funktion von Proteinen besser zu verstehen.

Roboter UMan kommt mit nach Berlin
Brocks Fachkenntnisse in der Robotik wurden in den Vereinigten Staaten mehrfach von der National Science Foundation nachgefragt. 2006 erhielt er überdies den „Career Award“ der Foundation. Die Forscher an der TU Berlin um seinen einstigen Hochschullehrer Günter Hommel schätzen sich glücklich, künftig einen so anerkannten Kollegen in ihren Reihen zu wissen. Der Informatiker wiederum schwärmt von seiner künftigen Position: „Die Umgebung, die hier geschaffen wird, ist absolut großartig und geht weit über das hinaus, was ich in anderen Ländern erhalten könnte“, sagt er. Einen Teil seiner Arbeitsgruppe an der University of Massachusetts bringt Brock mit an die Spree – und natürlich seinen Roboter UMan.