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Montag • 11:30
9.2.2004
Roboter sollen Menschen retten
Von Folkert Lenz

Sehen und Hören, am besten auch Fühlen. An der International University Bremen IUB versucht ein Forscherteam von Elektroingenieuren und Informatikern auch Robotern diese menschlichen Fähigkeiten beizubringen. Das Ziel: Die Maschinen sollen Verletzte bei Katastrophen finden und Rettern den Weg zu den Opfern weisen.

Pech gehabt! An der Treppenstufe ist erst mal Schluss für den sechsrädrigen Roboter. Jetzt wäre sein Kollege mit den Raupenketten dran - doch der ist gerade in der Wartung.
Eine fahrbare Plattform mit einem kleinen turmförmigen Aufbau: Die Maschinen, die derzeit an der International University Bremen IUB entwickelt werden, sollen Menschenleben retten - zum Beispiel in Häusern, die durch eine Explosion oder ein Erdbeben eingestürzt sind. Das Gerät, das ein bisschen an einen Spielzeugpanzer erinnert, führt aber keine Waffen mit sich, sondern ein ganzes Arsenal an Sensoren, wie Professor Andreas Birk erläutert:

Dann hat dieser Roboter mehrere Ultraschall-Sensoren, zwei Kompasse und auch die Möglichkeit über Aktivinfrarot, das heißt über Reflexionslichtschranken Entfernungen zu messen.

An der Front dreht sich in rasender Geschwindigkeit ein Miniatur-Spiegel. Der Laserscanner ist eines der Augen des Roboters.

Da wird ein Laserstrahl ausgesendet. Und über "Time-of-flight" - das heißt also wie lange es dauert, bis dieser Strahl wieder zurück kommt - wird gemessen, wo ein Hindernis ist. Das Geräusch kommt daher, dass hier ein Spiegel sich sehr schnell bewegt und also diesen Laserstrahl ständig ablenkt. Man bekommt also einen fächerförmigen Scan der Umgebung.

Genau so wie die Bilder von drei Kameras werden die Daten des Laserscanners zum Operator übermittelt - per Funk oder Glasfaserkabel. Der angehende Informatiker Max Pfingsthorn sitzt am Steuerlaptop. Mit einem Joystick fährt er das Maschinchen bei der Vorführung ferngesteuert durch die Gänge:

Dann kann ich hier auf dem Bildschirm sehen, wo ich mich gerade befinde. Da ist hier dieser kleine Kreis. Wie mein Feld vor mir aussieht: Die blaue Fläche ist Freiraum. Das Ist auch richtig, weil wir da im Korridor sind und vor mir alles frei ist...

Bei der Entwicklung der Rettungsroboter werden verschiedene Szenarien benutzt. Einfachster Fall: Nach einem Gas- oder Chemieunfall sollen die maschinellen Helfer mögliche Opfer in einem verseuchten Gebäude finden. Das Haus ist heil, die Räume sind übersichtlich - doch Fallen gibt es auch im ganz normalen Büro, sagt Pfingsthorn.

Papier auf dem Boden ist sehr gefährlich für unsere Roboter, weil die Räder durchdrehen können. Und dann kann er auch schon mal seine Orientierung verlieren. Das heißt, man müsste auch mit weiteren Navigationshilfen arbeiten.

Eigentlich sind die Roboter für den Einsatz in rauerer Umgebung gebaut. Für Trümmerhaufen, wenn Hochhausetagen platt wie Pfannkuchen aufeinander liegen. Doch wie sollen die Roboter in dem Chaos Menschen finden? Andreas Birk:

Da gibt es mehrere Möglichkeiten. Erstens visuell: Über Kleidung, Körperform und so weiter. Und über Wärmequellen, eben mit den Wärmebildkameras. Wir versuchen auch Atmung zu detektieren über CO2-Sensoren.Und Bewegung auch wiederum durch die Kameras.

Die Rettungsroboter merken sich den Weg, den sie gefahren sind. So können sie etwas, was kein Spürhund kann. Auf Wunsch spucken sie Pläne aus, wie die Helfer am schnellsten zu den Opfern gelangen.

Also ein Spürhund kann nicht raus kommen und einfach eine Karte auflegen und sagen: So sieht das da drin aus. Also ihr müsst jetzt erst zehn Meter geradeaus, dann links... - das kann ein Spürhund offensichtlich nicht. Und man kriegt auch viele andere zusätzliche Sensordaten. Wie zum Beispiel: Ob es sich um einen schwer Verletzten handelt oder um einen leicht Verletzten. Ob diese Person bei Bewusstsein ist oder nicht.

Nächstes Ziel von Andreas Birk und seinem Team ist es nun, die Eigenständigkeit der Roboter zu erhöhen. Schließlich ist bei Ernstfällen Bedienungspersonal knapp. Ein Operator sollte mehrere Maschinen auf einmal steuern können. Bis zu zehn will Birk im Rudel losschicken. Doch damit die sich nicht ins Gehege kommen, müssen sie Kooperation lernen.

Zwei Roboter treffen sich an einer Kreuzung und müssen sich entscheiden. Fährt der eine links, der andere rechts, oder beide links oder beide rechts. Und dafür muss man Möglichkeiten haben, um zu spezifizieren, wie man Entscheidungen dieser Art im Team trifft.

Das ist für Menschen schon schwierig genug. Nun sollen auch die Rettungsmaschinen quasi soziale Kompetenzen erwerben, sagt der Informatik-Professor:

Wir arbeiten zurzeit mit zwei Robotern, die unabhängig Karten erstellen und diese Karten müssen dann zusammen geführt werden zu einer großen Karte. Auch Kooperationsaufgaben. Solche Fragen wie: Welcher Roboter übernimmt jetzt welche Aufgabe, damit das große Gesamtproblem gelöst wird.

Die Teamfähigkeit der Robotergrüppchen zu entwickeln, berührt Fragen fundamentaler Art, sagt Birk:

Weil immer noch überhaupt nicht klar ist, wie überhaupt Kooperation von Maschinen vernünftig funktionieren kann. Das ist halt starke Grundlagenforschung und auch mit diesen Fragen der Künstlichen Intelligenz sehr stark verwandt.

Birk rechnet erst in ein paar Jahren mit Ergebnissen. Genug Zeit also, auch technische Handicaps der Rettungsroboter noch zu beseitigen. Im Labor bastelt sein Team gerade an einem Katastrophenparcours - dort sollen die Roboter geländegängiger werden - und das Treppensteigen lernen.
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