Humanoide Roboter

Humanoide Roboter sind Maschinen mit menschenähnlichem Körperbau. Typisch sind zwei Beine, zwei Arme mit Händen und ein Kopf mit Kameras. Der Grund für diese Form ist praktisch: Unsere Welt ist für Menschen gebaut. Treppen, Türklinken, Regale und Bohrmaschinen passen zu einem menschlichen Körper, nicht zu Rädern oder Greifzangen. Eine Maschine in Menschenform kann diese Dinge im Prinzip ohne Umbauten benutzen. Von Menschen mit Maschinenteilen im Körper, also Cyborgs aus Filmen, ist ein humanoider Roboter weit entfernt: er besteht komplett aus Metall, Kunststoff, Motoren und Elektronik.

Warum die Menschenform gerade jetzt interessant wird

Laufende Roboter gibt es seit Jahrzehnten. Lange waren sie vor allem Forschungsobjekte, die kaum etwas Nützliches taten. Neu ist, dass sie inzwischen auch verstehen sollen, was um sie herum passiert. Möglich machen das große KI-Modelle, die aus riesigen Mengen Bild-, Text- und Bewegungsdaten gelernt haben. Ein Roboter kann so einen gesprochenen Auftrag entgegennehmen und eine passende Handlung daraus ableiten.

Wirtschaftlich ist das Versprechen groß. In vielen Ländern fehlen Arbeitskräfte in Lagern, in der Pflege und in der Fertigung. Ein Industrieroboter in einer Autofabrik ist festgeschraubt und kann genau eine Aufgabe. Ein humanoider Roboter soll dagegen morgen etwas anderes tun als heute, weil man ihm nur eine neue Anweisung gibt. Deshalb investieren Autokonzerne, Chip-Hersteller und Start-ups Milliarden in diese Technik.

Ein typischer Irrtum ist dabei, aus einem Video auf Serienreife zu schließen. Viele Vorführungen sind oft geprobt, beschleunigt oder von einem Menschen per Fernsteuerung geführt. Zwischen einem gelungenen Demo-Lauf und einem Roboter, der acht Stunden lang zuverlässig arbeitet, liegen noch Jahre.

Balance, Greifen und trainierte Bewegung

Man kann einen humanoiden Roboter in drei Ebenen zerlegen. Die Sensoren nehmen die Umgebung auf: Kameras, Tiefenmesser und Lagesensoren, die Neigung und Drehung erfassen. Die Steuerung berechnet daraus, was zu tun ist. Die Aktoren führen es aus, meist Elektromotoren in den Gelenken. Ein moderner Humanoid hat oft 30 bis 50 solcher beweglichen Gelenke.

Das schwierigste Problem ist das Gleichgewicht. Ein zweibeiniger Körper ist von Natur aus instabil und würde beim Stillstehen umfallen. Die Steuerung korrigiert deshalb hunderte Male pro Sekunde die Gelenkwinkel — ähnlich wie du beim Stehen auf einem Bein ständig unmerklich nachjustierst. Fällt diese Regelung aus, kippt die Maschine sofort um.

Die Bewegungen werden heute meist nicht mehr Zeile für Zeile programmiert. Stattdessen übt eine Software in einer Simulation, also einem physikalisch nachgerechneten Computermodell der Welt. Dort kann sie tausende virtuelle Versuche pro Stunde machen, ohne echte Hardware zu beschädigen. Das Gelernte wird danach auf den realen Roboter übertragen. Weil Simulation und Wirklichkeit nie ganz übereinstimmen, geht dabei oft ein Teil der Leistung verloren.

Vom Lager bis zur Autoshow

Im Alltag begegnen dir humanoide Roboter bisher selten. Am ehesten in Nachrichten, in Fabrikhallen als Testgeräte oder als Publikumsmagnet auf Messen und in Einkaufszentren. Erste Pilotprojekte laufen in Logistiklagern, wo Roboter Kisten umsetzen. Das sind kontrollierte Umgebungen mit flachem Boden und wenig Überraschungen.

In Wirtschaftsnachrichten tauchen immer dieselben Namen auf. Tesla arbeitet an Optimus, die US-Firma Figure an Modellen für Fabriken, Boston Dynamics an Atlas. Aus China kommen Anbieter wie Unitree, die vergleichsweise günstige Geräte verkaufen. Genannte Preise liegen je nach Modell zwischen einigen zehntausend und mehreren hunderttausend Euro.

Wichtig ist die Abgrenzung: Nicht jeder Serviceroboter ist humanoid. Ein Saugroboter, ein Lieferroboter auf Rädern und ein Roboterarm lösen ihre Aufgabe ohne Menschenform, oft billiger und robuster. Die Menschenform lohnt sich nur dort, wo viele verschiedene Tätigkeiten in einer nicht umgebauten Umgebung anfallen. Ob dieser Fall häufig genug vorkommt, ist die eigentliche offene Frage der Branche.