RoboCup German Open: "Roboter werden überschätzt"

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Adam Jacoff, der die RoboCup Rescue League maßgeblich mit aufgebaut hat, äußert sich im Interview über Erwartungen von Katastrophenhelfern und Versprechen von Roboterentwicklern.

Beim RoboCup wird nicht nur Fußball gespielt. Es gibt auch stärker auf konkrete Anwendungen bezogene Wettbewerbe, etwa für Rettungsroboter, Haushaltsgehilfen oder industrielle Szenarien. Bei den zehnten RoboCup German Open, die derzeit in Magdeburg stattfinden, stößt vor dem Hintergrund der Erdbebenkatastrophe in Japan die RoboCup Rescue League auf besonderes Interesse. Diese Liga ist so alt wie die German Open: Die ersten Wettkämpfe, bei denen es um die Kartierung unstrukturierter Umgebungen und das Lokalisieren menschlicher Opfer durch Roboter geht, wurden im Jahr 2001 ausgetragen. Adam Jacoff vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) hat diese Liga maßgeblich mit aufgebaut und ist bis heute ihr Motor geblieben.

Herr Jacoff, der diesjährige Rescue-Wettbewerb findet kurz nach einer realen Katastrophe statt. Viele Menschen fragen sich jetzt: Wo sind die Roboter?

Jacoff: Wir haben die RoboCup Rescue League ins Leben gerufen, weil wir auf Naturkatastrophen reagieren können wollen. Ein Ziel des Wettbewerbs ist es zunächst, die besten Forschungsansätze zu identifizieren und in der Forschungsgemeinde bekannt zu machen, sodass das Feld insgesamt voran kommt. Ein weiteres Ziel ist es, Rettungskräfte mit Robotern vertraut zu machen und ihnen zu zeigen, was sie von Robotern erwarten können und was nicht. Niemand hat etwas davon, die Fähigkeiten von Robotern zu übertreiben, wie es in den letzten 20 Jahren ständig geschehen ist.

Demnach werden Roboter weiterhin überschätzt?

Jacoff: Leider ja. Gleichwohl machen wir große Fortschritte. Als wir professionellen Rettungskräften zum ersten Mal mit Laserscannern erstellte Karten zeigten, flogen denen regelrecht die Augen aus dem Kopf. Ihnen war nicht klar, dass man so detaillierte Informationen über unbekannte Räume bekommen kann. Das waren zunächst nur zweidimensionale Karten. In diesem Jahr werden wir die dreidimensionale Kartierung erproben. Dazu haben wir einen Raum gestaltet, der unter einer Treppe liegt und nur über ein Bohrloch zugänglich ist. Es ist etwas größer als die Löcher, die die Retter üblicherweise bohren, um Einblick in ein Gebäude zu bekommen. Die derzeit verfügbaren Sensoren würden sonst nicht hindurch passen. Aber es ist ein Ausgangspunkt. Wir können den Einsatzkräften zeigen, wie eine 3D-Karte aussieht, und sie können uns sagen, ob die Auflösung ausreicht und ob die Schnittstelle leicht und schnell zu handhaben ist. Wir schließen die Lücke zwischen dem, was die Retter sich wünschen und dem, was die Forscher bieten können. Dabei spielen die Arenen wie hier beim RoboCup die Rolle des Vermittlers. Sie bringen die beiden Gruppen zusammen, die sonst nicht miteinander kommunizieren würden. Mit Forschungspapieren geht das nicht, man braucht die Praxis.

Das ist alles noch Forschung. Wie weit ist sie von einsatzfähigen Robotern entfernt?

Jacoff: Die Wettbewerbe sind gewissermaßen meine Nachtarbeit. Mein Tagesjob besteht darin, aufbauend auf diesen Erfahrungen standardisierte Testmethoden zu entwickeln. Die bieten die Grundlage für Kaufentscheidungen. Der Entwickler mag behaupten, er habe einen Roboter, der Treppen steigen kann. Das sagen sie alle. Aber kommt er auch die Treppe hoch, wenn er wirklich ferngesteuert wird, ohne Sicht- und Geräuschkontakt? Schafft er auch eine Metalltreppe, die feucht ist? Ich glaube das erst, wenn der Roboter in meinem Labor unter von mir kontrollierten Bedingungen die Treppe zehnmal hintereinander ohne Fehler bewältigt hat. Und erst wenn er mit Treppen aus unterschiedlichen Materialien und mit verschiedenen Neigungswinkeln problemlos zurechtkommt, würde ich sagen: Das ist ein Treppensteiger, auf den die Rettungskräfte sich verlassen können.

Bei RoboCup Rescue geht es darum, simulierte menschliche Opfer zu finden. In der Realität muss das sehr schnell gehen. Können Roboter hier überhaupt schon mit Hunden und den von Rettern erprobten Geräten mithalten?

Jacoff: Wir benutzen simulierte Opfer mit den typischen menschlichen Signaturen wie Körperwärme, Geräusche, Bewegung oder Kohlendioxid. Die Körperwärme hat Teams darauf gebracht, Thermokameras zu verwenden. In einer dunklen, staubigen Umgebung ist das ein sehr gutes Werkzeug. Aber wie bringt man es in einer komplexen Trümmerumgebung zum Einsatz? Die ferngesteuerte Mobilität ist sehr, sehr schwierig zu realisieren. Woher weiß der Operator, ob der Roboter noch mit allen Rädern oder Füßen Kontakt mit dem Boden hat oder ob er irgendwo festsitzt? Derzeit sind professionelle Katastrophenhelfer zumeist extrem frustriert, wenn sie mit Robotern arbeiten, weil entweder die Mobilität überschätzt wurde oder bei den Manipulatoren jedes Gelenk einzeln angesteuert werden muss. Das macht es praktisch unmöglich, damit sinnvoll zu hantieren. Ich sehe es an den Schweißtropfen auf der Stirn des Operators, wenn er versucht, ein Objekt zu greifen, das eigentlich in Reichweite ist. Aber weil ihm nicht klar ist, dass der Roboter zur Seite geneigt ist, geht der Griff ins Leere. Manipulatoren, die sich an der Schwerkraft statt am Bezugsrahmen des Roboters orientieren und die für eine Bewegung erforderlichen Gelenkwinkel selbst berechnen, können hier vieles erleichtern und die Testarenen sind eine große Hilfe, um den Dialog zwischen Entwicklern und Rettungskräften voranzubringen. Bei realen Katastrophen haben wir dagegen noch keine Roboter im Einsatz gesehen und wir raten auch davon ab, denn die professionellen Retter sagen uns, dass sie eher stören als helfen.

Demnach waren Sie nicht überrascht, dass auch jetzt in Japan keine Roboter zu sehen waren?

Jacoff: Das hat mich nicht überrascht, zumal vor allem die Zerstörungen durch den Tsunami verheerend waren. Anders als bei einem reinen Erdbeben gab es kaum Hohlräume, in denen Menschen hätten überleben können. Es gibt allerdings RoboCup-Teams, die enge Verbindungen zu den Einsatzkräften in Japan haben und daran interessiert sind, ihre Roboter zum Einsatz zu bringen. Satoshi Tadokoro hat erst im Januar, anlässlich des 15. Jahrestages des Erdbebens von Kobe, eine große Testanlage eröffnet, die den Austausch zwischen Forschern und professionellen Rettern voranbringen soll. Als dann zwei Monate später die reale Katastrophe eintrat, gab es, soweit ich weiß, trotzdem keine Anfrage nach Robotern. Im Ernstfall müssen sich die Rettungskräfte auf erprobte, bewährte Geräte verlassen, mit denen sie lange trainiert haben. Alles andere würde nur stören.

In absehbarer Zeit werden demnach keine kompletten Roboter als Lebensretter auftreten. Aber vielleicht können sich einzelne Komponenten schon bald als hilfreich erweisen?

Jacoff: Ich denke, die fliegenden Quadrokopter sind nah an der Einsatzreife. Hier müssen wir uns keine Gedanken machen über den Kontakt zum Boden und die damit verbundenen Probleme. Allerdings können sie nicht länger als 20 Minuten in der Luft bleiben und keine schweren Sensoren tragen. Das macht sie nicht nutzlos, aber wir müssen genau überlegen, wie sie sinnvoll eingesetzt werden können. Die Active Scope Camera von Satoshi Tadokoro war bei den Übungen auf dem Testgelände Disaster City in Texas ebenfalls ein großer Gewinner. Sie passt zu den Werkzeugen, mit denen die Rettungskräfte arbeiten. Die bohren etwa Löcher in die Wände und stecken Stäbe hindurch, um Informationen zu bekommen, was auf der anderen Seite ist. Aber anders als ein starrer Stab kann sich Satoshis Kamera um Hindernisse herum winden und um die Ecke schauen. Das geht auf jeden Fall in die richtige Richtung.

Könnten Roboter beim zerstörten Kernkraftwerk in Fukushima eingesetzt werden?

Jacoff: Hier ist die Strahlung das zentrale Problem. Ideal für Roboter. Gegen die Strahlung können sie bis zu einem gewissen Grad geschützt werden und werden in vielen Kernkraftwerken ja auch für Wartungsarbeiten genutzt. Ich weiß nicht, ob es in Fukushima Wartungsroboter gibt, aber da ich bisher nichts darüber gehört habe, gehe ich davon aus, dass es nicht der Fall ist. Aber selbst wenn, dann wären sie jetzt nutzlos, weil sie nicht dafür konstruiert sind, mit Hindernissen umzugehen, die nach den Explosionen überall herumliegen. Sie sind darauf ausgelegt, sich auf flachen Böden zu bewegen und keine Treppen zu steigen. Aus den USA sind mobilere Roboter nach Fukushima geschickt worden, die aber wohl nicht gegen starke Strahlung gehärtet sind. Sie könnten vielleicht das Gelände umrunden und aus sicherem Abstand überwachen. Über einen besser geschützten Roboter des US-Energieministeriums weiß ich noch nichts Näheres. Sensoren vor Ort zu verteilen, um die Strahlungsbelastung genauer zu messen, ist auf jeden Fall eine typische Roboteraufgabe. Wenn sich eine radioaktive Wolke in Richtung der Rettungskräfte bewegt, können sie auf diese Weise rechtzeitig gewarnt werden.

Es sollen sich auch japanische Monirobo-Roboter vor Ort befinden, außerdem gibt es Pläne, einen Quince einzusetzen. Aber all diese Roboter müssen erst herbeigeschafft werden. Waren die Kraftwerksbetreiber schlecht auf das Unglück vorbereitet?

Jacoff: Dass bei einem Reaktorunglück Umweltdaten erhoben und überwacht werden müssen, war auch vorher schon bekannt. Dafür hätten Roboter bereit stehen oder auch zuvor schon täglich Daten erheben müssen, allein um sicher zu gehen, dass das System funktioniert. Die Technik dafür ist verfügbar. Etwas anderes sind die Zerstörungen durch den Tsunami, die auch für menschliche Retter schwer zu bewältigen waren. Doch es sind viele Robotiktechniken in Reichweite. Es ist unsere Aufgabe, diese niedrig hängenden Früchte zu identifizieren und für reale Rettungseinsätze verfügbar zu machen.

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