Arne Nordmann ist von Kindesbeinen an Robotik-Fan und hat sich deswegen im Dezember 2008 entschlossen, seine Begeisterung in Form eines Blogs zu teilen. Er hat Elektrotechnik an der TU Dortmund studiert und an der Universität Bielefeld in der Robotik promoviert. Seit 2015 arbeitet er bei Bosch in der Forschung an der modell-getriebenen Entwicklung komplexer, software-lastiger Systeme wie z.B. Roboter und hoch-automatisierte Fahrzeuge.
Neben all den neuen Fähigkeiten, die Roboter dieser Tage lernen, scheinen sie sich auch zunehmend auf das Kochen zu verstehen. Oben im Bild ist ein Motoman-Roboter bei der Zubereitung von Omeletts (oder zumindest einer vergleichbaren japanischen Speise) zu sehen.
Während es sich bei der Abbildung noch um eine Demonstration im Rahmen einer Messe handelte, sind einige Japaner schon weiter.
Im Video sind zwei Roboter zu sehen, die in dem Restaurant für einen Kunden Ramen (eine japanische Nudelsuppe) zubereiten. Wenn es gerade nichts zu kochen gibt, vertreiben die Roboter sich und den Kunden die Zeit durch Schwertkämpfe (mit Küchenmesser und Topfdeckel) oder Jonglage von Tellern. Serviert wird allerdings nach wie vor von menschlichem Personal.
Roboterköche in einem japanischen Restaurant
Dass es ein mühsamer Prozess sein kann, den Robotern das Kochen beizubringen, der mit Programmieren nicht unbedingt etwas zu tun haben muss, zeigt das folgende putzige Video. Der Roboter lernt durch Demonstration, welche Schritte zu tun sind, um ein Omelett zuzubereiten:
Ein Roboter lernt kochen
Eine längere Version des Videos findet sich drüben bei den Robotik-Videos.
Ich hoffe, wir sehen bald auch in Deutschland solche Restaurants, wenngleich sie unsere gewohnten Restaurants bitte nicht verdrängen sollten. Ein Anfang ist in Nürnberg ja schon gemacht – beim Servieren: im s Baggers.
Aktuell in den Nachrichten ist, dass der Taliban-Chef Baitullah Mehsud von einer US-amerikanischen Drohne getötet wurde. Noch ist die Autonomie der aktuellen Kriegsdrohnen auf das Fliegen an sich, also die Technik, beschränkt. Einzelne Modelle suchen aber schon jetzt selbstständig Angriffsziele. Bis Drohnen entsprechend weiterentwickelt werden, um diese dann auch eigen-initiativ anzugreifen, dauert es möglicherweise nicht mehr allzu lang.
Auch wenn es sich bei Drohnen nicht um klassische Roboter handelt, ist der Übergang fließend und damit jede Meldung zu Kriegsdrohnen auch eine Meldung zu Robotern im Krieg (oder zumindest den Weg dahin). Und das ist traurig! Ich mochte die Zeit irgendwie lieber, in der Roboter in den Medien ausschließlich dadurch auftauchten, dass sie aufrecht gehen gelernt haben, zum ersten Mal auf dem Mars herumdüsten 1 oder viele Tore beim Fußballspielen geschossen haben.
Meldungen über Militärroboter werden aber wohl weiter zunehmen. An ihrem Einsatz führt aus naheliegenden Gründen bei modernen Militärs kein Weg vorbei.
Die Carnegie Mellon University hat eine Reihe fantastischer Videos der Feierlichkeiten anlässlich „25 Jahre Field Robotics“ — 25 Jahre Robotik in der realen Außenwelt — zur Verfügung gestellt. Dabei sind wirklich tolle Vorträge, die auf der Website anzusehen sind. Die Videos sind jeweils etwa eine gute halbe Stunde lang und wiegen 150-200 MB. Die Videos sind:
Eigentlich wollte ich zu dem Buch bereits seit einiger Zeit noch ein umfängliches Review schreiben, bin aber irgendwie bislang nicht dazu gekommen. Und bevor ich das immer weiter vor mich herschiebe und das Buch irgendwann veraltet und damit das Review unsinnig ist, will ich zumindest eine kurze Vorstellung und Empfehlung des Buches schreiben.
Das Buch, um das es geht, trägt den Titel „Robotics — State of the Art and Future Challanges“ und ist von einer ganzen Reihe von Robotik-Forschern 1 gemeinsam verfasst. Das spannende an dem Buch neben dem Inhalt ist die Situation, in der es entstanden ist. Das World Technology Evaluation Center (WTEC) hat eine Studie zum weltweiten Stand der Technik in der Robotik in Auftrag gegeben. Für diese Studie wurden namhafte US-amerikanische Wissenschaftler um die ganze Welt geschickt, um in Gruppen insgesamt 50 Institute in Japan, Südkorea, Deutschland, Frankreich, Italien, Spanien, Schweden, der Schweiz und Großbritannien zu besichtigen. Die Ergebnisse werden in dem Buch zusammengefasst und mit dem Stand der Robotik in den USA verglichen.
Lesenswert ist das Buch neben dieser Entstehungsgeschichte und dem dementsprechenden breiten Fundament vor allem durch seine Struktur. Zu Beginn wird eine allgemeine Perspektive der Robotik gegeben und der Stand der Technik in den drei Regionen
USA
Japan und Südkorea
Europa
zusammengefasst. Der Großteil des Buches besteht jedoch aus den Kapiteln zu den verschiedenen Gebieten der Robotik. Diese sind:
Robotik in der Raumfahrt
Humanoide
Industrie- und Servicerobotik
Roboter für biologische und medizinische Anwendungen
Schwarmroboter
Jedes dieser Kapitel bietet auf ca. 20-30 Seiten eine Einführung und einen tollen Überblick über die jeweilige Disziplin der Robotik. Die Kapitel sind aufwendig und anschaulich bebildert, auch wenn die Bildqualität bisweilen etwas zu Wünschen übrig lässt.
Das Buch gibt einen tollen, anschaulichen Überblick über die Robotik und ist durch seine Struktur sehr verständlich. Das Buch hebt sich von anderen Büchern mit ähnlichem Fokus dadurch ab, dass es einen Eindruck vermittelt, wie sich die Kompetenz der Robotik in der Welt verteilt.
Robotics — State of the Art and Future Challanges, ISBN 978-1-84816-006-4, erschienen bei World Scientific Pub im September 2008. Bei Amazon als Hardcover erhältlich für 51,99 EUR: Robotics.
Vom Ishikawa Komuro Laboratory der Universität Tokyo gibt es im Moment beeindruckende Bilder einer unfassbar schnellen Roboterhand zu sehen. Das System ist die Kombination einer drei-fingerigen Hand und einem schnellen Vision-System. Das folgende Video zeigt in einigen Beispielen, was damit möglich ist.
High-Speed Robot Hand
Sowohl Hardware des Aktuators (der Hand) als auch des Sensors (der Kamera) sind extrem schnell. Die Kamera arbeitet mit 1000 Bildern pro Sekunde und die Hand kann in einer Zehntel Sekunde schließen.
Präsentationen von Bildverarbeitungssystemen der Robotik glänzen in letzter Zeit häufig durch immer bessere und robustere Objekterkennung. Die Performance, die Zeit zur Objekterkennung, ist dabei bisweilen nur sekundär behandelt, da der Fokus auf der Frage liegt, wie robust Objekte und die Umwelt erkannt werden können. Dort ist noch genug Potential für weitere Forschung, bedenkt man, dass moderne Maschinen dabei selbst an der Leistungsgrenze in den meisten Disziplinen noch kleinsten Lebewesen unterlegen sind. Die hier gezeigte Arbeit zeigt jedoch mit einem etwas anderen Fokus, wie weit man heute mit einer aufeinander abgestimmten, modernen Sensorik und Aktorik gehen kann. Dass man damit in einzelnen Spezialdisziplinen in der Geschwindigkeit an den Fähigkeiten des Menschen, der nach wie vor in fast allen Bereichen der Robotik das Maß aller Dinge darstellt, vorbeiziehen kann. Gut sichtbar wird das in einem weiteren Video der gleiche Truppe, in der ein Roboter mit einem Baseballschläger einen mit Schwung geworfenen Ball auf einer Strecke von nur vier Metern erkennt, die Flugbahn berechnet und den Ball zuverlässig mit einem Baseballschläger trifft:
Baseball Robots
Weitere Videos gibt es auf der Website des Instituts. Mehr zum Theoretischen hinter dem System findet sich darüber hinaus in dem entsprechenden Beitrag auf der ICRA 2009.
Aus all den robotischen Artikeln der deutschsprachigen Wikipedia habe ich ein Buch mit Inhalten zusammengestellt, die all jene interessieren könnten, die sich allgemein für Robotik interessieren. Von Grundlagen (Sensorik, Aktorik, maschinelles Lernen, …) über verschiedene Roboter (Aibo, ASIMO, ELIZA, …), Wettbewerbe (DARPA Challenge, European Land-Robot Trial, …) und Robotikunternehmen (ABB, KUKA, Evolution Robotics, …) bis hin zu Artikeln über Personen der Robotik (Thrun, Lowe, Asimov, …).
Da die Autoren der Wikipedia ihre Arbeit unentgeldlich erledigen, steht auch das Buch hier frei als PDF zur Verfügung. Das PDF umfasst 518 Seiten und enthält 216 ausgewählte Artikel der deutschsprachigen Wikipedia, von Action Description Language bis XM1216 Small Unmanned Ground Vehicle. Hier geht´s zum Download (PDF, 42 MB). 1
Das Buch lässt sich auch für etwas Geld bei Pediapress bestellen, einem Unternehmen, das sich auf das Drucken dieser Bücher spezialisiert hat: Hier bestellen (als Herausgeber bitte botzeit.de angeben). In der gedruckten Form hat das Buch 774 Seiten und ist für 28,22 EUR + Versandkosten zu haben. Bezahlen kann man per Kreditkarte oder PayPal. Die Bücher werden in der Regel innerhalb von 2 Werktagen gedruckt und versendet. Die Laufzeiten der Post variieren zwischen 2 und 10 Werktagen abhängig vom Zielort, versendet werden die Bücher aus London. Ich verdiene an dem Buch nichts.
Sollten wichtige Artikel fehlen, freue ich mich über Vorschläge. Ich werde das Buch kontinuierlich verbessern, daher ist jede Anregung willkommen. Einfach in die Kommentare schreiben. Ich werde in nächster Zeit das Buch auch noch sinnhafter zu strukturieren versuchen. Inhaltliche Fehler oder Rechtschreibfehler können natürlich direkt in der deutschsprachigen Wikipedia korrigiert werden.
Der Verlag Wiley hat mir vor einiger Zeit auf meinen Wunsch hin ein Review-Exemplar des Buches „Artificial Beings — The conscience of a conscious machine“ von Jacques Pitrat zugeschickt, das kürzlich erschienen ist. Das Buch befasst sich aus der Sicht des langjährigen KI-Wissenschaftlers 1 Pitrat mit Artificial Beings, Pitrats Bezeichnung von künstlich-intelligenten Maschinen in Abgrenzung zu Human Beings, den Menschen.
Jacques Pitrat ist ein französischer KI-Forscher, der über 20 Jahren am Centre national de la recherche scientifique an CAIA entwickelte, einem künstlichen Wissenschaftler, wie Pitrat ihn nennt. CAIA ist eine Maschine, die Probleme selbstständig und systematisch angehen und lösen soll.
Da Pitrat als Hauptentwickler von CAIA diesem System besonders nahe steht, baut er Begrifflichkeiten und Zusammenhänge und fast das komplette Buch rund um CAIA auf. Er versäumt dabei nicht, stets auch auf den allgemeinen Fall hinzuweisen, nutzt CAIA aber regelmäßig für Beispiele und um vorher geschriebenes anschaulich zu machen.
Das (englischsprachige) Buch ist mit grundlegenden Englischkenntnissen gut zu lesen. Besonders angenehm ist die präzise und vollständige Sprache von Pitrat, der jeden zentralen Begriff konkret einführt und damit den Leser nie im Unklaren lässt, was seine Formulierungen betrifft. Das ist insbesondere hilfreich, wenn es um die Unterscheidung zentraler Begriffe wie Conscience und Consciousness geht.
Das Buch beginnt bei grundlegenden Gedanken zu künstlicher Intelligenz und findet im Verlauf zu Konzepten wie Emotionen, Gewissen und Selbstbewusstsein von Maschinen, die Pitrat als essentiell für künstliche Intelligenz betrachtet.
Dabei geht Pitrat auch auf seine Entwicklungmethodik für den künstlichen Wissenschaftler CAIA ein, die er Bootstrapping Artificial Intelligence nennt. 2 Damit bezeichnet er seinen Entwicklungsprozess, bei dem er mit einer einfachen, wenig intelligenten KI startet, um in Zusammenarbeit mit dieser iterativ jeweils die nächst-bessere KI zu entwickeln − ein Prozess, den Pitrat über 20 Jahr durchführte. Einzelne Versionen von CAIA lebten dabei über einige Monate und entwickelten neue Ideen, die in die Entwicklung der neuen Versionen einflossen. Pitrat schreibt dazu, dass es seine Überzeugung ist, dass Menschen nur durch Bootstrapping mithilfe von künstlicher Intelligenz in der Lage sein werden, das komplexe Problem der Entwicklung einer künstlicher Intelligenz zu lösen. Der aufmerksame Leser wittert hier das sprichwörtliche Henne-Ei-Problem.
„Artificial Beings — The conscience of a conscious machine“ ist im März 2009 beim Wiley-Verlag erschienen, ISBN 978-1-84821-101-8. Bei Amazon als Hardcover erhältlich für 74,99 EUR: Artificial Beings. Das Buch ist durch seine klare Sprache und den verständlichen Erläuterungen von Fachbegriffe für jeden lesenswert, der in Robotik oder künstliche Intelligenz interessiert ist.
Im Jahr 2005 hat sich alles, was in Europa Rang und Namen in der Robotik hat, zur EUROP zusammengeschlossen. EUROP steht für europäische Robotertechnolgie-Plattform (European Robotics Technology Platform) und hat zum Ziel, eine Forschungsagenda für die Robotik in Europa auszuarbeiten. EUROP wird von der Europäischen Kommission unterstützt und hat eine wirklich beeindruckende Liste von Mitgliedern.
Am 7. Juli war es nun endlich soweit, die SRA (Strategic Research Agenda) wurde nach vier Jahren Arbeit veröffentlicht. Sie trägt den Titel „Robotic Visions to 2020 and beyond – The Strategic Research Agenda for robotics in Europe, 07/2009“ und steht öffentlich zum Herunterladen zur Verfügung: Download.
Die Agenda ist fancy bebildert und in leicht verdaulichem Englisch geschrieben. Sie zeigt zuerst denkbare Anwendungen und Einsatzbereiche für Roboter auf und gliedert das im weiteren Verlauf des Dokuments in dafür notwendige Einzelbausteine bzw. Module auf. Zum Ende steht eine einigermaßen konkrete Roadmap bis zum Jahr 2020+, die in einzelnen Bereichen der Robotik (Sensorik, Aktorik, Softwarekomponenten, …) einen groben Zeitplan vorlegt. Die Planungen für 2020+ lesen sich dabei jedoch einigermaßen optimistisch. Werden sie erreicht, haben wir 2020 sich selbst dynamisch konfigurierende, hochgradig energie-effiziente, filigrane, lernende und autonom handelnde und planende Roboter, die über Protokollengrenzen hinweg und trotz unterschiedlicher Fähigkeiten miteinander kommunizieren können.
Wenn das so funktioniert, wird es bis dahin eine spannende Zeit mit sensationellen Neuentwicklungen. Voraussetzung dürfte sein, dass die Unternehmen, die an der Agenda mitgearbeitet haben, nicht direkt wieder auseinander gehen und aneinander vorbei entwickeln. Warten wir`s ab.
