Viele ältere Leute sind leider ab einem gewissen Zeitpunkt ihres Lebens nicht mehr in der Lage, alleine ihren Haushalt zu besorgen. Jetzt gibt es aber James, welcher diese Situation in nicht allzu ferner Zukunft verbessern könnte.

Der Roboter James ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit vor allem zwischen der Technischen Universität Wien und der ETH Zürich. Das drei Jahre dauernde, 3.2 Millionen Euro teure Projekt „james@home“ begann am 1. Mai 2007. Es wird weitgehend von der Europäischen Union finanziert und umfasst sowohl Technologie- wie auch Industriepartner.

Zurzeit kann sich James erst in einem einzelnen Raum bewegen und orientieren. Es ist aber geplant, dass der Roboter fähig sein wird, älteren, körperlich behinderten Personen oder Bettlägrigen zu helfen, indem er ihnen aus dem Bett hilft, Medikamente bringt, einfache Verrichtungen erledigt oder die Wohnung reinigt. Beinahe bereit ist die Anwendung, dass der Roboter auf das gesprochene Kommando „mache und bringe den Kaffee“ reagiert.

James ist noch am Lernen

Roland Siegwart, ETH-Professor am Institut für Robotik und Intelligente Systeme, ist der Ansicht, dass in einem ersten Schritt Menschen und Roboter zusammenleben Dabei werden diese als „intelligente Maschinen, welche autonom angepasste Entscheidungen aufgrund von ihrem Perception-Action-Loop ausführen“, wahrgenommen. Siegwart räumt ein, dass aber weitere Rollen der Roboter in unserem Leben schwer voraussagbar sind.

Seine Forschung am Autonomous Systems Lab umreisst Siegwart als das Finden von Konzepten, welche die Umwelt in einer kompakten, teilweise semantischen Art mit effizienter funktions-basierter Objekterkennung repräsentieren. Das führt dazu, dass der Roboter fähig ist, nach verbalen Befehlen angepasste Entscheidungen in seinem Umfeld zu fällen. „Wir sind dabei, neue Ideen zu entwickeln für Roboteranwendungen im Haus. Dafür klassifizieren wir die Anwendungen und erarbeiten die Schlüsselspezifikation auf einer generischen Roboterplattform, welche für viele Anwendung angepasst werden kann.“

„James ist die erste Testplattform unseres Forschungsprojektes. Er ermöglicht uns das Datensammeln in verschiedenen Umgebungen und führt auch dank seiner autonomen Navigation erste Test im häuslichen Umfeld durch.“ Siegwart vergleicht James in Bezug auf seinen Entwicklungsstand mit den ersten Autos vor gut hundert Jahren. Wie diese Wagen sei James einzigartig, fragil und habe eine beschränkte Leistungsfähigkeit. „Er wird uns jedoch helfen, um neue Ideen zu entwickeln und um neue Märkte für Haushaltsroboter zu öffnen.“

Das „robots@home“-Projekt bietet eine offene mobile Plattform für die grossmassstäbliche Einführung von Haushaltsrobotern. Siegwart erwartet dabei Innovationen, welche skalierbare erschwingliche Plattformen umfassen, die den Bedürfnissen der Industriepartner entsprechen. Diese sind im Gebiet der Domotics (intelligente Technologien für die Automatisierung des häuslichen Umfeldes), der Nahrungsversorgung und der Pflege ältere Personen tätig. Weitere Fortschritte sollten für so genannte embedded perception systems möglich sein. Diese liefern multi-modale Sensordaten, die das Erlernen und Abbilden eines Raumes sowie das Klassifizieren der wichtigsten Ausstattungsgegenstände ermöglichen. Schliesslich besteht auch die Hoffnung, dass man eine Navigationsmethode entwickeln kann, die als Standard für irgendwelche Haushalts-Plattformen gilt. Das System wurde bereits bei dem Haushaltsmöbelgeschäft IKEA in Wien getestet. Weitere Tests in verschiedenen Umgebungen werden folgen.

James übte in der IKEA

Momentan kann James ohne Kollisionen in einem bereits abgebildeten Umfeld manövrieren. IKEA erwies sich als gutes Testfeld, weil es auf der Showroom-Etage verschiedene Beispiele von Wohnungseinrichtungen gibt. „Indem James verschiedene Küchen oder Wohnräume besucht, kann er generisch lernen, wie eine Küche oder ein Wohnraum aussieht.“, erläutert Siegwart. „Diese Information zusammen mit dem Input der Forscher sollte James befähigen, sich in dieser Umwelt zu orientieren und angepasste Entscheidungen zu treffen.“

Die Anpassungsfähigkeit und das stetige Lernen sind weitere wichtige Aspekte der Robotik. Daher wird James höchstwahrscheinlich beim nächsten Publikumsanlass als mobile Kaffeemaschine auftreten. Weitere mögliche Anwendungen wären Einsätze als Vakuum-Reiniger oder als Kellner – eine neue Form des Dinners for One. Universellere Anwendungen, wie ein intelligenter Rollstuhl, benötigen gemäss Siegwart noch Jahrzehnte an Forschung.

Die Funktion bestimmt James’ Figur

Bis dann gibt es aber für James auch die Möglichkeit ausserhalb des Haushaltes, als Führer in Museen eingesetzt zu werden. Expo.02-Besucher konnten diese Errungenschaft bereits erleben. Denkbar ist auch sein Einsatz als Städteführer oder Träger an Flughäfen. Er könnte der Feuerwehr und Notfallteams in gefährlichen Situationen helfen, indem er Leben rettet, ohne das andere ihr eigenes riskieren müssen.

Es ist auch nicht unvorstellbar, dass James sogar beim Autofahren hilft. Gewisse Software, die bereits entwickelt worden ist, wird die Wagen durch die Einführung künstlichen Mitfahrern sicherer machen, erklärt Siegwart. „Indem wir eine generische und verhältnismässig günstige mobile Roboterplattform zur Verfügung stellen, können wir die Industrie anregen, eine grössere Vielfalt an nützlichen Anwendungen zu produzieren.“

So hilfreich, wenn nicht unersetzlich, James auch werden wird, seine Erscheinung wird wahrscheinlich nie die eines Adonis sein. Auch wenn in Japan grosse Forschungsprogramme zur Entwicklung humanoider Roboter laufen, bevorzugen die Amerikaner und Europäer Formen, die der Funktion folgen.

International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM)

Ursprünglich ins Leben gerufen, um Arbeiten in Mechatronic und System Engineering zu fördern, ist die International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), die dieses Jahr vom 4.-7. September an der ETH Zürich stattfindet, heute ein Forum für den Austausch von Ideen, an welcher auch technischen Errungenschaften präsentiert werden und eine Plattform, um zukünftige Entwicklungen zu diskutieren.

Die AIM 2007 will vor allem die Schnittmenge zwischen "Natürlichem" und "Künstlichem" untersuchen, die in Gebieten wie dem Bio-Engineering oder bei intelligenten Transportsystemen eine wichtige Rolle spielen.

Als Hauptredner der Konferenz treten folgende Personen auf: Hiroshi Ishiguro (Osaka University, Japan) wird am Mittwoch, 5. September, 9:10-9:50 Uhr, „Studies on Humanoids and Androids“ präsentieren, Gernot Spiegelberg (Siemens VDO) spricht am Donnerstag, 6. September 8:30-09:10 Uhr über „Pioneering drive by wire technology“ und Rudolf Bannasch (EvoLogics, GmbH) erläutert am Freitag, 7.September, 8:30-9:00 Uhr,„Morphological intelligence in nature and in bionic applications“.

Alle Vorträge finden im Audi Max der ETH Zürich, HG F30 , Hauptgebäude, Rämistrasse 101, 8092 Zürich statt.