Humanoide Roboter - Entwicklung und Perspektiven

[i_make_it]

Es geht um alle Aspekte der Robotik.
Sensorik, Aktoren, Grundkonzept, Niedere Funktionen, Höhere Programmebenen.

Ein AT-AT ist kein Roboter im Sinne von Autonom. aber kein Pilot steuert jedes Gelenk aller beine oder schaut sich an ob der Boden dort einen Meter höher oder tiefer ist wo als nächstes ein Fuß aufsetzt. Also off Road und nicht nur auf planem Laborboden.
Wir als Homo Sapiens merken ja schon zu deutlich wie unsere Gehautomatik versagt wenn wir abgelenkt wo langgehen und plötzlich ist der Boden mal 5cm tiefer wie bei den letzten Schritten. Auf einmal sind ein paar mehr Neuronen gefordert damit wir uns nicht lang machen.

R2-D2 besteht ja nicht nur aus Rumfahren auf ebenem Gelände.
Alleine die Entscheidungslogik zur Geländeerkennung und Bewertung sowie anschließende Routenplanung sind ein eigenständiges Expertensystem mit Datenbank und Zugriff auf eine Vielzahl von Sensoren.
Eine Sprachbefehlserkennung sind vermutlich ein neuronales Netz um eine gewisse Fehlertoleantz bei Abweichungen des Sprechers und Anpassungsfähigkeit zu erhalten. Nachgeschaltet ist ein linguistisches Expertensystem. ggf. mit Rückkopplung um bei Unklarheiten aus dem Kontext heraus die Fehlerquote anhand der Schlüssigkeit zu minimieren.
Da R2 auch ein wandelnder Werkzeugkasten und Kommunikationstester ist, kommen noch eine Vielzahl anderer Subfunktionen hinzu.

ASIMO ist von der Außendarstellung (Vorführungen) vieleicht der scheinbar am weitest entwickelte Humanoide Bot, aber anhand seines Treppensturzes
ASIMO feel down.
sieht man das seine Programmierung nicht besonders robust bzw. fehlertollerant ist.
Da ist Big Dog schon deutlich weiter. (Na ja, da hält ja auch das Pentagon die Hand mit den Dollar Bündeln direkt auf)

Data läuft in die Kategorie von Asimovs 200 Jahre Man.
Davon sind wir wohl vor allem in der KI noch etwas entfernt.

[Harmakhis]

ASIMO ist von der Außendarstellung (Vorführungen) vieleicht der scheinbar am weitest entwickelte Humanoide Bot, aber anhand seines Treppensturzes
ASIMO feel down.
sieht man das seine Programmierung nicht besonders robust bzw. fehlertollerant ist.
Da ist Big Dog schon deutlich weiter. (Na ja, da hält ja auch das Pentagon die Hand mit den Dollar Bündeln direkt auf)

Das sieht für mich vielmehr nach einen mechanischen Fehler aus, anstatt nach einem Programmier-Problem. Asimo ist einfach mit dem linken Bein eingeknickt.
Big Dog ist da auch keine Konkurrenz behaupte ich mal, da Big Dog zwar über Wald und Wiese laufen kann, aber bei Treppen kommt der an seine Grenzen. Treppen sind nochmal was ganz besonderes.

[Mondkalb]

Ich kann mich an eine Szene erinnern (ich glaube es war aus der BBC-Dokumentation "Eine Maschine verändert die Welt"), wo ein Roboterfahrzeug gezeigt wurde, das sich einen Weg durch einen einfachen Hindernisweg suchen musste und dafür eine Ewigkeit gebraucht hat. Das war der Stand vor 20 Jahren oder so.
Heute gibt es Fahrzeuge, die selbstständig eine Rallyestrecke fahren können - das zeigt, dass sich bei relativ einfachen Problemstellungen eine Menge getan hat.

Roboter sind auch in der Industrie allgegenwärtig sie verpacken rohe Eier und Glühlampen oder hieven Tonnen schwere Containter durch den Hafen, sortieren und transportieren Brief- und Paketsendungen, verwalten ganze Lager und schweißen Autos zusammen.

Was fehlt, um den Robotern aus der SF nahe zu kommen, ist nach wie vor die künstliche Intelligenz, deren unmittelbar bevorstehender Durchbruch seit nunmehr 40 Jahren verkündet wird. (Obwohl die Verfechter mittlerweile etwas zurückhaltender geworden sind. ).
In Einzelbereichen (z. B. der genannten Wegfindung oder auch bei Expertensystemen) leisten die elektronischen "Gehirne" schon Erstaunliches, sind aber immer noch fast unendlich weit entfernt von der Leistungsfähigkeit eines menschlichen Gehirns.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Mondkalb schrieb nach 1 Stunde, 40 Minuten und 37 Sekunden:

Gerade habe ich noch einen Artikel bei TP über (fliegende) Insektenroboter gefunden:
TP: Die Insektenroboter kommen ...

[LuckyGuy]

Das mit der KI finde ich sowieso etwas verwunderlich:

Wir haben nur eine recht vage Vorstellung davon, was Intelligenz eigentlich ist und wie sie zu Stande kommt (Das ein IQ-Test "Intelligenz" misst, glaubt auch kaum jemand wirklich, der sich mal näher mit der Materie befasst hat...).

Wir wissen also nichts, sagen aber: "Sicher sind wir bald in der Lage, Intelligenz "nachzubauen".

Finde ich irgendwie lustig.
Allerdings gebe ich zu, dass es sicher möglich sein wird, so gute "Intelligenzsimulationen" zu bauen, dass es de facto nicht mehr möglich ist, tumbe Rechenpower und Datenbankgigantomanie im produzierten Ergebnis von "Intelligenz" zu unterscheiden...

[Harmakhis]

Naja, ich glaube, dass Intelligenz nicht so ... "abgehoben" ist, wie alle behaupten. Du sagst es selbst: mit entsprechender Rechenpower und Programmierung ist eine Simulation von Intelligenz nicht mehr von Intelligenz zu unterscheiden. Und frei nach dem Motto "Riecht wie Erdbeeren, sieht aus wie Erdbeeren, schmeckt wie Erdbeeren - sind Erdbeeren." muss man das dann auch als Intelligenz bezeichnen.

Ich denke nicht, dass man jemals auf eine allgemeingültige, völlig genau abgegrenzte, konkrete Definition von Intelligenz kommen wird, da Intelligenz immer situationsabhängig ist. Ein Pantoffeltierchen ist für seinen Lebensraum hinreichend "intelligent". Genauso wie wir Menschen für unseren, oder ein Vogel für seinen. Aber sind völlig unterschiedliche Arten von Intelligenz, auch wenn ein Trend zu höherer Abstraktionsfähigkeit bei komplexeren Tieren zu beobachten ist.

[i_make_it]

Stimmt und wenn man es nicht auf Erdberen sondern auf KI anwendet heist das ganze Turing Test.

Turing-Test - Wikipedia

Und danach ist Simuliert = Künstliche Intelligenz dann nicht mehr unterscheidbar von natürlicher Intelligenz.

Dann sind wir aber schon beim autonomen Universalroboter a la DATA und 200 Jahre Mann angekommen.

Momentan denke ich noch an die zusammenführung von Expertensystemen mit Neuronalen Netzen und genetischen Algorythmen, um bedingt lernfähige spezialisierte (aber nicht so spezialisiert wie z.B. ein Schweißroboter) Systeme zu schaffen.

[newman]

Wir wissen also nichts, sagen aber: "Sicher sind wir bald in der Lage, Intelligenz "nachzubauen".

Man muss Intelligenz gar nicht im Detail verstehen, um sie nachbauen zu können. Denn Intelligenz setzt eigenständiges Lernen und Begreifen voraus. Wenn eine KI diesen Grundbaustein kann entwickelt sich mit zunehmender Komplexität für Bewertungs, Abwägungs und Verständnisprozesse eine Intelligenz von ganz alleine, ohne dass der Mensch diese in ihren kleinsten Bestandteilen begreifen können muss. Intelligenz setzt schließlich ein autarkes System voraus, bei dem der Mensch von außen nicht mehr als womöglich in lehrender Funktion eingreifen muss, sobald die Schwelle zur "Selbstständigkeit" überschritten wurde - also niemand mehr "Wenn Befehl x dann Operation y" eingeben muss, sondern der Roboter aus Erfahrung wie ein Mensch eigenständig lernt - kann man von außen auch gar nicht mehr alle Denkprozesse bis ins Detail nachvollziehen bzw. nicht mehr als bei einem Menschen.

[i_make_it]

Das sieht für mich vielmehr nach einen mechanischen Fehler aus, anstatt nach einem Programmier-Problem. Asimo ist einfach mit dem linken Bein eingeknickt.
Big Dog ist da auch keine Konkurrenz behaupte ich mal, da Big Dog zwar über Wald und Wiese laufen kann, aber bei Treppen kommt der an seine Grenzen. Treppen sind nochmal was ganz besonderes.

Ich habe nicht behauptet das ein Programmierfehler vorliegt, nur das ihm eine robuste Programmierung fehlt.
Eine robuste Programmierung zeichenet sich dadurch aus daß das System im Fehlerfalle aktiv Masnahmen zur Schadensbegrenzung und zur kompensation des ausgefallenen Teils durchführt.
Mein Spider Bot soll bis zu 2 ausgefallene Beine mit jeweils 2 ausgefallenen Gelenken kompensieren können (mit den verbleibenen Gelenken das Bein in eine, den Rest nicht störende Position bringen, Schrittfolge entsprechend den ausgefallenen Sektionen verändern und weiterhumpeln) zugegeben bei einem Achtbeiner fällt sowas leichter wie bei einem Zweibeiner.
Wer sich den Sturz ansieht, bemerkt aber das Asimo's Kopf vom höchsten Punkt aus ungebremst aufschlägt und so die Sekundärschäden erheblich schlimmer waren als der Primärschaden eines ausgefallenen Motors.
Das Einknicken sieht so aus als ob der Hüft oder Knie Motor, bei geöffneten Bremsen, durch das Gewicht frei gedreht hat, bis zum mechanischen Anschlag.

Wie hätte die robuste Programmierung eines Homo Sapiens reagiert?
1- Zweites Bein auch einknicken um das betroffene Gelenk zu entlasten und den Schwerpunkt auf das gesunde Bein zu bekommen.
2- Oberkörper nach vorne und links, ebenfalls um den Schwerpunkt über das Gesunde Bein zu bekommen und näher an den Boden. Damit bei einem möglichem Sturz die Höhe und damit der potentielle Schaden verringert wird.
3- Arme zum Abstützen verwenden. Da Asimo seine Arme offensichtlich nur für Gimmiks wie Winken und Blumen übergeben verwendet, aber nicht im mindesten zum wahren des Gleichgewichts oder in solchen Ausnahme Situationen als Stütze. Muß ich sagen keine besonders robuste Programmmierung.
Mann hat an scheinend an den Ideal Fall einer Treppe gedacht.
Etwas zur Sturzvermeidung gemacht, aber nichts um im Ausnahmefall darauf zu reagieren. Sprich kein K-Fall Senario entwickelt.
Im Maschinenbau, insbesondere wenn Menschen gefährdet werden können, ist das unsere wichtigste Überlegung.
Was soll das System machen?
Entwickeln aller dafür notwendigen Komponenten.
Was kann alles schief gehen?
Sicherheitssysteme und Prozeduren entwickeln.
Testen, Testen, Testen.

Bei Big Dog und Treppen sehe ich das etwas anders.
Was ist eine Treppe?
Ein Hang im Bereich einer bestimmten Steigung mit regelmäsig geformten Unebenheiten gleicher Höhe.
Wenn Big Dog einen ungleichmäsigen Hang erklimmen kann, besitzt er schon das wichtigste um eine grade Treppe ersteigen zu können.
Wenn er jetzt noch in der Lage ist einen Hang mit der Steigung einer Treppe zu ersteigen, und dabei Hindernisse von der Höhe von Treppenstufen überwindet, dann ist eine Treppe für ihn nur eine andere Art von Hang.
Problematisch wird nur die Breite einer Treppe und Treppen die plötzlich Richtung ändern. Da uß sich noch erweisen ob erauf begrenztem Raum agieren kann oder nur wenn er genügend Platz zum ausgleichen hat.
Eine große Freitreppe dürfte für ihn vermutlich jetzt schon kein Problem sein.
Da er sogar schon den vierbeinigen Gang (springen) beherscht ohne sich flach zu machen, und von Gangart zu Gangart scheinbar problemlos wechseln kann, sollte da noch einges möglich sein. Auch ein expliziter Einbein Gang zum Treppensteigen auf beengtem Raum.

[BongoMercury]

Asimo ist aber von der Anatomie eher einen Menschen nachempfunden. Big Dog, wie der Name schon sagt, eines uns gut befreundeten Vierbeiners.

Und gerade im Punkt KI Entwicklung wird Asimo jetzt u.a. von der Uni-Bielefeld forciert: heise online - Roboter Asimo soll das Leben kennenlernen.

Was die KI angeht: Sie ist davon abhängig wie leistungsfähig das System programmiert und organisiert ist. Das menschliche Gehirn hat den Vorteil parallel sehr viel abwickeln zu können. Rein rechnerisch ist uns jeder Rechner überlegen. Siehe der legendäre "Deep Blue", welcher einst Kasparow nur durch Rechenpower besiegt hat. Allerdings ist Intelligenz weit mehr als nur streng Rechenroutinen durchzugehen.

[kosmoaffe]

nach dem Sturz von ASIMOV der wie eine schildkröte auf dem Rücken lag und sich nicht selbtstsändig aufrichten konnte sieht man das es alles noch in einer recht frühreifen Phase steckt.

Er wirkte wie ein alter Mann der sich nicht selber hoch helfen kann....

für richtige Aussenarbeiten oder gar Weltraummissionen wäre er keine gute Lösung.

[i_make_it]

nach dem Sturz von ASIMOV der wie eine schildkröte auf dem Rücken lag und sich nicht selbtstsändig aufrichten konnte sieht man das es alles noch in einer recht frühreifen Phase steckt.

Er wirkte wie ein alter Mann der sich nicht selber hoch helfen kann....

für richtige Aussenarbeiten oder gar Weltraummissionen wäre er keine gute Lösung.

Das sich ASIMO nicht mehr bewegt nach dem er gestürzt ist, liegt wohl eher daran da entweder das Funkgerät zerstört wurde, oder jemand den Output des Steuerrechners unterbrochen hat.
ASIMO hat in seinem Rucksack nur seine Stromversorgung die Rechner sind extern.

Keiner der größeren humanoiden Roboter kann derzeit selbstständig aufstehen,
steht übrigens auch in dem Heise online Artikel.
Das allerdings die Uni-Bielefeld ASIMO so einen Schub gibt wie die offene Hand der (D)ARPA es bei Big Dog (ehemals Mule) macht, wage ich zu bezweifeln.

Ich denke mal das die KornTech Ankündigung, Rogun von derzeit 75.000 $ - 100.000$ auf 5.000$ Verkaufspreis zu optimieren, in Verbindung der Aussage bis 2020 solle jeder Haushalt mindestens einen Roboter haben, Honda veranlasst hat jetzt auch außerhalb des eigenen Konzerns Partner zu suchen.
Die US-Unis sind aller mehr oder weniger mit (D)ARPA Mitteln und Aufträgen eingedeckt, und dem entsprechend gehen die Forschungsergebnisse auch direkt zum Pentagon.
Deutsche Unis mischen seit Jahren bei den Robo-Cup Wettbewerben oben mit, haben aber nicht die Geldmittel der Militärs.
Das macht Deutschland zu einem interessanten Standort außerhalb Japans.
Und Wenn die vollmundigen Versprechungen der Koreaner nur halbwegs stimmen, dann steckt Rogun, ASIMO schon fast in die Tasche.
Allerdings der Beweis steht scheint es noch aus.
Ich habe jedenfalls noch keine Videos im Web gefunden die Rogun laufend zeigen.
korntech
Auf den Videos wackelt er nur rum.
Man kann aber mal die Beine mit ASIMO zu vergleichen. Abgeschaut oder mehr?

[3of5]

Asimovs 200 Jahre Mann ist sicher noch in weiter Ferne und der Homo Robotix ist auch noch nicht wirklich produktionsreif. Aber wie viel Fiktion ist heute noch ein AT-AT oder in R2-D2?

Das technische Problem ist wohl weniger das Gestell mit zwei Beinen oder Rädern, sondern die Künstliche Intelligenz. Die heutigen KI-Simulationen erreichen nicht einmal oder nur ganz knapp die Intelligenz von Insekten. Ein Computerprogrmam, das sich auch nur für wenige Minuten mit einem Menschen unterhalten kann, ohne dass der Mensch Lunte riecht (->Turing Test) ist heute vollkommen undenkbar und auch nicht am Horizont der Computerentwicklung abzusehen. Insgesamt sind KI-Theoretiker und Kognitionswissenschaftler heute sogar sehr viel pessimistischer als vor 40 Jahren, was die Chancen anbelangt, den menschlichen Geist mit Hilfe von Computertechnologie nachzubilden.

Data oder C3PO werden also ganz gewiss nicht daran scheitern, dass wir keine wandernde, mit Armen und Händen ausgestattete Blechdose herstellen können (wobei auch das schwerer ist, als die meisten denken; die ersten Roboter, die eine vergleichbare Bewegungsfähigkeit wie der Mensch haben, werden bestimmt noch über hundert Jahre auf sich warten lassen), sondern wir werden eher an der technischen Nachbildung menschlicher Intelligenz scheitern. Ich bin mir zwar nicht absolut sicher, aber wenn ich wetten müsste, würde ich tatsächlich sagen, dass wir niemals dahin gelangen werden, ein Computerprogramm von menschlicher Intelligenz zu erschaffen.

[Komodo]

Ich bin mir zwar nicht absolut sicher, aber wenn ich wetten müsste, würde ich tatsächlich sagen, dass wir niemals dahin gelangen werden, ein Computerprogramm von menschlicher Intelligenz zu erschaffen.

Irgendwie klar, dass es immer einen Haufen organissierter Neuronen gibt, der ohne vernünftigen Grund den menschenlichen Geist für etwas Unnachahmbares hält.

@ Topic: Dieser Big Dog wirkt echt beeindruckend. Das Video wirkt irgendwie so surreal, fast wie ein CGI, wenn man das so sieht. ^^

[Enas Yorl]

Ich stimme 3of5 vorbehaltlos zu. Die Hardware, Steuersoftware und Sensorik für Roboter ist heute schon sehr hoch entwickelt. Auch wenn es wohl noch Jahrzehnte dauern wird. Bis Roboter in Eleganz und Sicherheit der Bewegungen mit Lebewesen gleichziehen können.
Der Begriff Intelligenz definiert das Problem bei Robotern leider nur sehr ungenau. Es gibt mittlerweile sehr gute Software um die Sensordaten auszuwerten und sich ein Bild von seiner Umwelt zu machen. Die richtige Interpretation dieses Bildes ist da schon ein wesentlich größeres Problem.
In einer bekannten Umgebung ohne Störgrößen (Mensch ), klappt auch das mittlerweile recht gut. In einer unbekannten Umgebung gerät heutige Software recht schnell an ihre Grenzen. Gerade dieses Basiswissen von der Welt ist eines der Hauptprobleme der Robotik. Das richtige erkennen von Gegenständen und Lebewesen, ihre Interpretation und entsprechende Einschätzung ist noch ein großes Problem. Im Umgang mit Menschen wird es noch schwieriger. Dabei geht es nicht nur um die Kommunikation, sondern auch das richtige Einschätzen des menschlichen Verhaltens. Zum Beispiel: Ein Robotkellner muss die Bewegungen des Menschen richtig interpretieren können, sonst sind Unfälle vorprogrammiert.

[BongoMercury]

Das technische Problem ist wohl weniger das Gestell mit zwei Beinen oder Rädern, sondern die Künstliche Intelligenz. Die heutigen KI-Simulationen erreichen nicht einmal oder nur ganz knapp die Intelligenz von Insekten. Ein Computerprogrmam, das sich auch nur für wenige Minuten mit einem Menschen unterhalten kann, ohne dass der Mensch Lunte riecht (->Turing Test) ist heute vollkommen undenkbar und auch nicht am Horizont der Computerentwicklung abzusehen. Insgesamt sind KI-Theoretiker und Kognitionswissenschaftler heute sogar sehr viel pessimistischer als vor 40 Jahren, was die Chancen anbelangt, den menschlichen Geist mit Hilfe von Computertechnologie nachzubilden.

Ich bin mir zwar nicht absolut sicher, aber wenn ich wetten müsste, würde ich tatsächlich sagen, dass wir niemals dahin gelangen werden, ein Computerprogramm von menschlicher Intelligenz zu erschaffen.

Da gibt es unterschiedliche Ansichten und Strömungen...

Eine evolutionär-progressive Denkrichtung sieht es hingegen (im Sinn einer starken KI) als möglich an, dass Systeme der künstlichen Intelligenz einmal den Menschen in dem übertreffen könnten, was derzeit noch als spezifisch menschlich gilt. Eine mögliche Konsequenz wäre dann, den bisherigen Menschen "abzuschaffen" bzw. ihn schrittweise durch KI-fähige Maschinen zu ersetzen, da diese besser funktionieren und den Menschen als Menschen praktisch überflüssig machen. Die heutige Menschheit stehe demnach vor der Frage, ob sie diese Konsequenzen auch wollen und bejahen könne. Quelle:Wikipedia.

Und dieser Meinung schließe ich mich ganz rational und hemmungslos an. Also das wir mal eingeholt oder sogar übertroffen werden. Ob die Maschinen dann friedlich und feindlich handeln, darüber kann man nur spekulieren. Neuronale Netze stecken zwar noch in den Kinderschuhen. Aber wenn sie einmal ausgereift und komplexer sind, dann wird die KI-Leistung sprungartig ansteigen. Denn eines ist jetzt schon sicher - rein rechnerisch ist jeder Computer vorne. Man muß nur die funktionalen Bereiche welche parallel operieren sollen, erweitern und gleichzeitig abwickeln. Dem Computer fehlen zwar Emotionen(ohne die wahrscheinlich ein natürliches Bewußtsein so nicht existieren könnte), aber er kann diese durch Rechenpower und geschickte Verschaltungen bestimmt irgendwann kompensieren.