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Alfred Schurmann


WO DEN INTELLIGENTEN VOLL-AUTONOMEN MOTIVIERTEN ROBOTER ANWENDEN ?

Im Gegensatz zu den gegenwärtigen sehr spezialisierten wenig intelligenten und nur teilweise autonomen Robotern, kann der intelligente voll-autonome motivierte Roboter (weiter in Kürze voll-autonome Roboter genannt) vielseitige und komplexe Arbeiten in seiner Umgebung machen. Er hat nicht nur Modelle von Objekten und Situationen in seiner Umgebung, sondern auch Modelle von Aktivitäten (genannt Aktivitätsschemas) die er in dieser Umgebung ausführen kann. Dies hat wichtige praktische Folgen - in vielen Fällen braucht man nicht 3 bis 10 spezialisierte Roboter zur Ausführung einiger Aktivitäten in einer Umgebung, weil der voll-autonome Roboter diese Aktivitäten ausführen könnte. Die folgenden Beispiele erläutern dies.

Voll-autonomer Betreuungsroboter

Die Umgebung des voll-autonomen Roboters ist eine Wohnung mit einer oder mehr alten oder behinderten Personen die Betreuungshilfe brauchen. Der voll-autonome Betreuungsroboter würde haben (a) Modelle von Objekten (Zimmer und die Wohnung sind auch Objekte), mit Lokalisierungen, und möglichen Situationen in der Wohnung, und (b) Modelle der Aktivitäten die er in der Wohnung ausführen kann, z.B. Tasse reichen, Speisen mittels elektrischem Hört zubereiten, Waschmaschine und Staubsauger bedienen, u.s.w.
Einige s. g. "ambient-Intelligence-Komponente" könnten auch in der Wohnung angewandt werden.
Die Anwendung des voll-autonomen Betreuungsroboters würde folgende Vorteile haben, im Vergleich zur "ambient Intelligence Wohnung":
i)     Reduzierung der spezialisierten Roboter, und s.g. "intelligenten Geräte" und Zubehör (z.B. Kameras, Sensoren und Signalübertragungsgeräte) mindestens um 80%,
ii)    ein Computer zur Steuerung und Kontrolle der bleibenden Komponente ist nicht nötig (der voll-autonome Roboter kontrolliert sie),
iii)   der voll-autonome Roboter würde sehr adaptationsfähig sein und leicht zu Änderungen in der Wohnung anpassen (z.b. neue Waschmaschine bedienen),
iv)    im Gegensatz zum voll-autonomen Roboter, können die "intelligenten Komponente" nur wenig bewegliche Aktivitäten ausführen was ihre Anwendung wesentlich beschränkt, z.B. ein "intelligenter Kochtopf" der mir sagt wann und was ich reinlegen soll würde mir beim kochen wenig helfen, wenn ich die Nahrungsmitteln selbst reinlegen muß (ein Kochrezept erfüllt auch diese "intelligente" Funktion des Kochtopfes),
v)    der voll-autonome Roboter würde ähnliche Aktivitäten ausführen wie eine Hilfsperson und würde als Ersatz für solche Person wahrgenommen - die betreute Person braucht keine neue Verhaltensmuster lernen,
vi)    eine Wohnung in der viele "intelligente Geräte" und spezialisierte Roboter eingebettet sind würde, besonders für ältere Menschen, fremd und frustrierend wirken, weil sie zu solcher Wohnung nicht gewähnt wären und viel Zeit und Motivation haben müßten um sich an die hoch technisierte Wohnung anzupassen,
vii)   man könnte mittels einfachen Sätzen in natürlicher Sprache mit dem voll-autonomen Roboter kommunizieren.

Voll-autonomer Roboter für häusliche Arbeiten
Falls ein gesagter Betreuungsroboter hergestellt würde, wäre es relativ leicht dessen Software so modifizieren daß er häusliche Arbeiten in einer normalen Wohnung (als Haushaltshilfe) machen könnte (sogar mit einfacher Betreuung von Kindern über 4 Jahren).

Voll-autonomer Roboter als Hilfsarbeiter
Wenn ein gesagter Betreuungs- oder Haushaltsroboter hergestellt würde, könnte man ihn so modifizieren daß er angewandt werden könnte (a) als Hilfsarbeitskraft für Facharbeiter in mittleren und großen Betrieben, (b) zur voll-autonomen Bedienung von Maschinen, spezialisierten Robotern und Geräten. Anwendung (b) wird große Zukunft haben weil sie zu Fabriken führt in deren alle Arbeiten nur durch Maschinen, spezialisierte und voll-autonome Roboter gemacht werden, wobei die letzten bedienen diese Maschinen und spezialisierte Roboter, und kontrollieren den ganzen Produktionsprozess.
Diese Lösung ist billiger, zuverlässiger und Anpassungsfähiger als Fabriken mit Maschinen, spezialisierten Robotern und vielen Kameras und Sensoren vernetzt mit Computern die diese Komponente und ganzen Produktionsprozess kontrollieren und steuern, weil:
i)    bei Anwendung voll-autonomer Roboter, würden Kameras, Sensoren, Vernetzung und die kontroll Computer um 70% bis 80% reduziert,
ii)   voll-autonome Roboter würden nicht nur den ganzen Produktionsprozess steuern und kontrollieren, aber auch Fehler und Unregelmäßigkeiten im Produktionsablauf besser erkennen und, wenn sie nicht schwerwiegend sind, korrigieren und reparieren,
iii)  ganze Abteilungen einer Fabrik könnten ohne Menschen produzieren, wobei einige voll-autonome Roboter würden einer Kontrollperson die wichtigsten Situationen in der Abteilung melden und diese Kontrollperson würde den zuständigen voll-autonomen Robotern Anweisungen geben.

Wie schwer ist die Herstellung des voll-autonomen Roboters?

In http://www.home-a-schurmann.de/robherst.html (oder http://mywebpage.netscape.com/alschurm1/page11.html ) ist die Idee beschrieben wie man den voll-autonomen Roboter herstellen kann. Die Schwierigkeiten nach diesem Plan den Betreuungsroboter herzustellen sind viel kleiner als die Herstellung eines zuverlässigen Assistenzsystem für Autofahrer, weil z.B.:
i)    die Anzahl der Situationen im Autoverkehr viel größer ist als die Anzahl der Situationen in einer Wohnung,
ii)   höchstens 98% der Situationen im Autoverkehr könnten vom gesagten Assistenzsystem erkannt werden, jedoch mindestens 2% der wichtigen Situationen (einige von denen können sehr gefährlich sein) werden vom Assistenzsystem nicht erkannt und somit das Auto falsch führen, was schwere Unfälle verursachen würde,
iii)  sogar in einigen erkannten Situationen (z.B. gleichzeitige Erscheinung drei wichtiger Verkehrssituationen) wird das Assistenzsystem nicht fähig sein in 1 - 2 sek richtig zu reagieren - auch die Übernahme des Fahren durch den Autofahrer wäre falsche Reaktion weil der Autofahrer keine Zeit hätte die Verkehrssituationen zu erkennen und richtig auf sie zu reagieren (wenn der Autofahrer gleichzeitig mit dem Assistenzsystem alle Verkehrssituationen wahrnimmt und reaktionsfähig ist dann braucht er kein Assistenzsystem).
Dennoch, seit einigen Jahren arbeiten Forscher-Informatiker an solchem Assistenzsystem und einige Konzerne finanzieren dies.

Die genannten Schwierigkeiten (ii) und (iii) gibt es nicht bei der Herstellung und Anwendung des gesagten Betreuungs- oder Haushaltsroboters. Dennoch, einige Roboter Experten sagen, daß man einen Roboter der häusliche Arbeiten macht (z.B. Speisen zubereiten, Geschirr abwaschen) erst nach 20 Jahren würde herstellen können. Diese Meinung folgt von (a) zu großer Fokusierung auf eher einfache spezialisierte Roboter, (b) dem Glauben daß die Modellierung der Umwelt nicht realistisch und nicht nötig ist, und (c) der Meinung daß ein vielseitiger Roboter Ziele hat und seine Aktivitäten planen muß; diese Experten meinten einen Roboter der die Fähigkeiten und Intelligenz eines Menschen hat. Solchen Roboter wird man wirklich erst nach 20 Jahren herstellen können. Nach meiner Meinung, brauchen wir nicht solche Menschenroboter weil sie nicht zuverlässig wären.
Der voll-autonome Roboter ist nicht menschenähnlich, er modelliert nicht die Welt sondern Umgebungen wie eine Wohnung oder Fabrik. Er kann viele menschliche Aktivitäten in gesagten Umgebungen zuverlässig ausführen, obwohl er keine Ziele hat und keine Aktivitäten plant. Den gesagten Roboter für häusliche Arbeiten kann man in 2 - 4 Jahren herstellen.

Wo sollen oder können nicht voll-autonome Roboter angewandt werden?
Nicht überall ist es sinnvoll oder möglich voll-autonome Roboter anzuwenden. Wenn ein spezialisierter Roboter seine Funktion gut erfüllt (z.B. Roboter der Räume in einer Bank überwacht, Roboter die Kanäle reinigen, spezialisierte Miniroboter), braucht man sie nicht durch voll-autonome Roboter ersetzen.
Aus Gründen gegeben in "Wie schwer ist es...", sehe ich nicht wie man einen zuverlässigen voll-autonomen Autofahrerroboter entwickeln könnte.
Auch im militärischen Bereich würden im Grunde voll-autonome Roboter keine Anwendung haben, weil sie Kampfsoldaten nicht ersetzen können und einige einfache militärische Aktivitäten können spezialisierte Roboter ausführen.


Dr.-Ing. Alfred Schurmann                                                                                                                                                                                            Den 11 September 2007

E-Mail: alfschurman@yahoo.de

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