neue energie - Wirtschaftszeitung

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SEITE 4 | FREITAG, 19. AUGUST 2011 THEMA DES MONATS: ROBOTIK WIRTSCHAFTSZEITUNG | SEITE 5
DerHerrderRoboter
GerdHirzingeristeinweltweitführenderSpezialist/FühlendeMaschinenundDrachen
VON BERNHARD FLEISCHMANN
OBERPFAFFENHOFEN. Seine Ideen sind
hochfliegend – aber nicht abgehoben.
VieleswurdeWirklichkeit.SeineKreationenflogenindasWeltall,revolutioniertendenUmgangzwischenMenschundMaschineundnehmenalsPioniere
einen festen Platz in der Geschichte
der technischen Evolution ein. Heute
geht es um Missionen zum Mars, um
künstliche Herzen, feinfühlige Chirurgie-RoboterundeinsichselbststeuerndesAuto.
Professor Gerd Hirzinger, 65, ist der
führende deutsche Kopf in der Roboter-Forschung
und -Entwicklung. Er
leitet das Institut für Robotik und Mechatronik
am Deutschen Luft- und
Raumfahrtzentrum (DLR) in Oberpfaffenhofen
bei München. Nicht mehr
lange,derRuhestandrücktnäher.
Der Mensch wird der Maschine
noch lange überlegen bleiben
Hirzinger blickte zeit seines Lebens in
die Zukunft. Er erforschte und erprobte
Technologien, die über die Vorstellungskraft
der meisten Menschen hinaus
reichten. Und doch hat er den
Blick für die Realität gewonnen. Die
Roboter-Enthusiasten träumtenin den
70er Jahren davon, bald Maschinen zu
schaffen, die schneller und besser als
der Mensch agieren können. „Aber da
waren wir immer zu optimistisch“,
blickt Hirzinger zurück. Ehe die Roboter
dieses Niveau erreichen, „bis dahin
sinddieZeiträumeimmernochlang“.
Diese Aussage gewinnt Gewicht bei
einem Mann, der seit mehr als 40 Jahren
beim DLR Wissenschaft betreibt,
die meiste Zeit davon in führender
Position. Er hatte sich das Auto vom
Vater geliehen, um sich in Oberpfaffenhofen
zu bewerben, fuhr die Allee
entlang, sah die nahen Seen – von da
an hatte die Mutter keine Chance
mehr mit ihrem Wunsch, der Sohn
möge bei ihrem Arbeitgeber, dem Siemens-Gerätewerk
in Amberg, anfangen
oder wenigstens in der Nähe bleiben.
Gefallen hätte es Gerd Hirzinger
in Ettmannsdorf, das zu Schwandorf
gehört. In dieser ländlichen Idylle war
er zunächst aufgewachsen. Doch er
wollte forschen – und dafür gab es in
dieserGegendweitundbreitkeineGelegenheit.
Beim DLR wurde er mit 31 Abteilungsleiter.
Schon damals kreiste die
IdeedesTeamsdarum,wiemandieseinerzeit
neuen Sensoren nutzen könnte,
um die plumpen, blinden und gefühllosen
Roboter feinfühlig zu machen.
Es gab Kontakte zu BMW. Hirzinger
unterhielt sich mit einem gewissen
Wolfgang Reitzle, der später
fast an die Spitze des Autobauers gelangtwäreundheuteLinde-Vorstands-
chef ist. Reitzle interessierte sich für
Hirzingers Forschung. Der wiederum
hatteeinengutenPlan,aberkeinenIndustrieroboter
– zu teuer. Es kam zu
einem Deal: Reitzle schenkte dem Institut
einen Roboter und gab den Auftrag,
das Gerät solle binnen weniger
MonateÖlpumpenmontierenkönnen
–eineAufgabe,dieGeschickundFeingefühl
erfordert. Hirzingers Team
schaffte es tatsächlich. Aber Ölpumpen
werden noch heute von Hand zusammengebaut.Warum?„DerRoboter
war viel langsamer als die Arbeiter.“
Unddasistimmernochso.
Bei aller Faszination des Systems
Maschine–dasSystemMenschistihm
in vielerlei Hinsicht weit überlegen
und wird es wohl bleiben. Diese Erkenntnis
setzt Hirzinger in seiner Philosophie
über Roboter um. Die Intelligenz
der Maschine definiert er über
ihre Fähigkeit, dem bedienenden oder
ihn nutzenden Menschen ein Werkzeug
zu sein, das ihm eine verständliche
und fühlbare Rückmeldung in seiner
Sinneswelt gibt. In der Praxis: Der
Roboter-Arm Rokviss auf der AußenhautderRaumstationISS.Erwirdüber
Stereobild und Kraftrückkopplung gesteuert
und vermittelt dem Menschen
an der Fernsteuerung das Gefühl, er
würde vor Ort arbeiten. Rokviss ist
quasi ein verlängerter Arm eines Menschen
im Weltraum. Der Fachmann
sprichtvonTelepräsenz.
Berühmte Videoübertragung:
Der Griff nach dem Würfel
Ein erster Durchbruch: Bei einer Mission
der Raumfähre „Columbia“
schickte das DLR den Roboter Rotex
mit,dereinenWürfeleinfangensollte.
Das Schwierige daran: Rotex wurde
von der Erde aus ferngesteuert – das
Signal war aber fünf bis sieben Sekunden
unterwegs, wenn die Fähre nicht
geradedirektüberMünchenflog.Man
löste das Problem durch „Autonomie-
Sharing“.Dasgehtso:EinMenschoder
Programm gibt Befehle. Der Roboter
vor Ort misst sensorisch und kreiert
daraus eine verfeinerte Planung oder
Ausführung.DerComputeraufderErde
berechnet dann voraus, wann der
Roboter zugreifen soll. Die Videoübertragung
wurde berühmt, Rotex packte
denWürfelsicher,wasHirzingerselbst
kaum für möglich gehalten hatte. DaraufhinwurdederProfessormitweiterenPreisenbedacht,daruntermitdem
Leibniz-Preis, der höchsten deutschen
AuszeichnungfürWissenschaftler.
Es gab weitere bahnbrechende ExperimenteimAll.UndfertigeEntwicklungen,diemanmöglichstschnelleinsetzensollte,findetHirzinger.EtwaeinSystem,mitdemaußerKontrollegeratene
Satelliten eingefangen werden
können.„MankannnichtimmerMen-
schen dorthin fliegen“, sagt der Wissenschaftler.
Zu teuer, zu gefährlich.
Denn es fliegt jede Menge Schrott in
den Umlaufbahnen herum. KollidierenweitereSatellitenimniedrigenOrbit,
dann „ist es bald nicht mehr möglich,indenWeltraumzufliegen“.DeshalbdrängtHirzingerdarauf,dassmithilfe
des DLR, quasi als „Gelber Engel“
des Weltraums, die Bahnen freigeräumt
werden. Wartet man, könnten
balddieChinesensoweitsein.
Falls die europäische Raumfahrtagentur
ESA die Finanzierung hinbekommt,
könnte das DLR im Jahr 2018
denMars-RoverExoMarsaufdenroten
Planeten schicken, an dem längst gearbeitetwird.
Wichtig ist für Hirzinger immer,
dassEntwicklungenfürdieRaumfahrt
auch auf dieser Welt einen Nutzen haben.
Mithilfe des Autonomie-Sharing
etwa wurde das Auto Robomobil auf
dieRädergestellt,das„sichweigert,
einen Unfall zu begehen. Sie
können damit, wenn Sie lebensmüde
sind, keinem anderenmitTempo150reinfahren.“
Das Robomobil
kann selbstständig fahren,
ferngesteuert
oder vom Fahrer dirigiertwerden.Der
wiederum kann
sich als Pilot
einer gewissenLässigkeithingeben
und nur
grobe Befehle
per Sidestick
erteilen. Die
Feinplanung
übernimmt das
Auto. Übertragbar
ist dieses Wissen
auch auf die Luftfahrt
mit automatisch
startenden und
landendenFlugzeugen.
Die Roboter sollen helfen, bei der
Herstellung eines Autos zum Beispiel.
Da ist viel Potenzial vorhanden, meint
Hirzinger, eben wenn es um feinfühlige
Tätigkeiten geht. Er stellt sich die
Maschine als „Assistent des Werkers“
vor,dermitdemMenschenkooperiert.
Ehrfurchtvor den Leistungen
der Evolution bleibt
Das tut er mit seinen Händen. Hirzingers
Roboter ähneln Menschen sehr.
SeitJahrzehntenbemühtsichdasInstitut,
Roboter-Arme und -Hände zu perfektionieren.
Sie sind weit gekommen
– haben aber das biologische Pendant
immer noch nicht erreicht. „Die Hand
isteinwundervollesGebilde.Wasfällt
einem da schon Besseres ein?“, drückt
HirzingerseineEhrfurchtvordenLeis-
Er zeigtdenWegzumhumanoidenRobonauten:„JUSTIN“ mitseinemSchöpferProfessorGerd Hirzinger. Foto:fl
tungen der Evolution aus. Erst jetzt
kommeman ganznahandasmenschliche
Vorbild heran. „Wir können erstmalig
Arme und Hände bauen, die
kaum schwerer und gleich kräftig
wie die des Menschen sind“, gibt
Hirzinger eine Entwicklung preis,
diezumJahresendehingezeigtwerden
könnte. Dabei geht es aber immerum
„sanfte“Roboter, „vor denen
man keine Angst haben muss“. In die
man vielmehr große Hoffnungen setzen
könne. In den Chirurgieroboter
etwa, der minimalinvasive Eingriffe
per Fernsteuerung ermögliche. Der
Operateur kann dabei sehen und
bekommt von der Fernsteuerung
ein Gefühl mitgeteilt,
als würde er selbst die
Hand an dieser Stelle
haben. Eine US-Firma
hat ein sol-
ches System auf
dem Markt (Da-Vinci),
teuer und laut Hirzinger
klobig. Die DLR-
Entwicklung sei dem weit
überlegen. Ob es Da-Vinci
Konkurrenz machen wird? „Das
wirdschwierig,Parolizubieten.Denn
dieUS-FirmaistMonopolist“,gibtsich
derProfessorvorsichtig.
Bei medizinischen Fortschritten
freut sich Hirzinger besonders. Er
hofft,dassdasKunstherz,wennesmal
gebaut wird, vielen Menschen das Leben
retten wird. Und er war tief bewegt,
als vor kurzem eine querschnittgelähmte
Patientin in den USA dank
ins Gehirn eingesetzter Elektroden
erstmals einen Leichtbauroboter steuern
und mit seiner Hilfe selbstständig
einGlasWassertrinkenkonnte.
In der kurzen Zeit, die ihm noch
beim DLR bleibt, will Hirzinger noch
einige Projekte anschieben: Unbemannte
Flugobjekte, die bei der Bergrettung
helfen können, solargetriebene
Flugzeugdrohnen, die Satelliten
idealergänzenkönnten.
Auch der Further Drachen läuftmit
Know-How aus Oberpfaffenhofen
Angeschoben hat er so nebenbei beim
Further Drachen. Gemeinsam mit Ex-
MinisterOttoWiesheuhatteHirzinger
vor Jahren den Drachenstich besucht.
Dort sinnierte man über Ersatzfür das
altersschwache Ungeheuer. Wiesheu
witzelte sinngemäß: „Das DLR baut
euch einen Drachen, der herfliegt.“
Den Professor überfiel eine vorübergehende
Gesichtsblässe, er fühlte sich
aber verpflichtet. Das DLR spendierte
eine vorhandene Laufmustersimulation.
Die konnte der Entwickler Zollner
nutzen, um einen schreitfähigen
Drachen zu bauen. „Die meiste Arbeit
hat Zollner gemacht“, sagt Hirzinger
respektvoll. Der Drache ist ein Riesenroboter
und wird noch Fortschritte
machen. Sein arg langsames Geh-Temposollsichbeschleunigen.Zollnerund
das DLR arbeiten darüber hinaus an
einer virtuellen Darstellung der Stadt
Furth,beidermandenDrachendurch
dasStadtbildlaufenlassenkann.Noch
einnettesGimmickfälltdemProfessor
ein: Wenn Touristen den Star des
Volksschauspiels besichtigen, könnte
man das furchteinflößende Untier einzelne
Personen mit den Augen verfolgen
lassen – auch solche Ideen schießeneineminderWeltführendenWissenschaftlerdurchdenKopf.
AbhebenindieWeltvonKönigLudwigII.
WiederRobotik-ExperteHirzingerdieVisionendesMonarchenentdeckte/NichtnurPhantast,sondernVisionär
HERRENCHIEMSEE.DieWeltvonKönig
Ludwig II. wird erlebbar – virtuell
zwar,aberrealistischeralsjezuvor.Zu
sehen bei der Ludwig-Schau auf Herrenchiemsee,
zu der Professor Gerd
Hirzinger modernste Technik beigesteuert
hat. So kann man am Bildschirm
den Thronsaal von Schloss
Neuschwanstein besichtigen oder die
Grotte von Linderhof. Noch interessanter:
Hirzinger bildet zerstörte Gebäude
und Räume im Rechner nach
undmachtsievisuellbegehbar.Sogar
nie realisierte Projekte wie Schloss
Falkenstein, ein chinesisches Schloss
oderdieSeilbahnüberdenAlpseehat
Hirzinger gemeinsam mit weiteren
Spezialisten „gebaut“. Dabei war der
Professor zuvor keineswegs ein glühender
Ludwig-Verehrer; der Anlass,
sich mit dem König zu befassen, eher
einnüchterner.EigentlichgingesHirzingerdarum,beiderdreidimensionalenAbbildungderErdeweiterzukommen,
die wiederum Erkenntnisse für
künftige Roboter-Generationen im
All liefern sollte. Auf der Suche nach
passenden Objekten stieß Hirzinger
auf die Schlösser. Die eigneten sich
gut für die Modellierungen, die mittels
zwei Kamerabildern und einem
vom DLR entwickelten Stereo-Algorithmus
erstellt wurden. Erst wegen
dieser Arbeit befasste sich der Professor
mit Büchern über Ludwigs Faible
für Technik und entdeckte einen
Geist, der seinem ähnlich war. „Ich
bin überzeugt, dass Ludwig technische
Visionen hatte. Er war nicht nur
ein Träumer und Phantast“, lautet
Hirzingers Erkenntnis. Ludwig ließ
das weltweit erste E-Werk in Linderhof
bauen. Heute wirbt Siemens damit,dasUnternehmenundderKönig
seien die Pioniere der Elektrizität gewesen.
Auch Ludwigs Idee vom Fliegen,
damals abgetan als Spinnerei,
wurde wenig später Realität. „Das alleshatmichschonangerührtundfasziniert“,bekenntHirzinger.(fl)
Ludwigs Idee vom Fliegen über den Alpsee, im Pfauenwagen geführt von Seilenundunterstütztvoneinem
Ballon. Computergrafik:DLR
WettstreitderRoboter
HochschuleveranstaltetFIRSTLEGOLeague-Wettbewerb
REGENSBURG. Die Hochschule Regensburg
(HS.R) beteiligt sich 2011 erstmalig
an der „FIRSTLEGOLeague“ (FLL). Der
am 12. November ausgetragene RoboterwettbewerbisteinFörderprogramm,das
Kinder und Jugendliche in einer sportlichen
Atmosphäre an Wissenschaft und
Technik heranführen möchte. Zum Einsatz
kommen dabei LEGO NXT Mindstorm-Roboter,
die bereits an vielen
SchulendenUnterrichtpraxisnaherund
attraktiver gestalten. Auch die HochschuleRegensburgsetztdiekleinenMulti-TalenteinvielenunterschiedlichenBereichen
ein, etwa in der Simulation, der
anwendungsorientierten ProgrammierungoderinderSensorik.
„Mit diesem technisch-naturwissenschaftlichen
Teamprojekt für Mädchen
und Jungs im Alter von zehn bis 16 Jahren
schlagen wir gleich mehrere Fliegen
mit einer Klappe“, freut sich Armin Gardeia,
Projektreferent der HS.R. „Zum einen
wecken wir das Interesse an technischen
Studiengängen bei den Schülern,
zum anderen können wir die ZusammenarbeitmitdenSchulenweiterintensivieren.“
Bei den Projektseminaren zur Studien-
und Berufsorientierung der bayerischenGymnasienseinachAngabenGardeiasimmerwiederdieFragenachLEGO
Mindstorm aufgetaucht. Die „P-Seminare“
sind eine Kooperationsform, bei der
die Schüler während eines Semesters zu
fünf bis zehn Sitzungen an die HochschulekommenundbeiihrenProjekten
von Studenten-Coaches betreut werden.
Bislang hätten sich die ostbayerischen
Schulen für die Teilnahme am europaweiten
FLL-Wettbewerb immer nach
Nürnberg oder München orientieren
müssen,da„unsereRegiondiesbezüglich
ein weißer Fleck war“, berichtet Armin
Gardeia, der im vergangenen Jahr
selbstals begeisterter Gast beiden
bundesdeutschen Semi Finals dabei
war.
„Es ist beeindruckend, wie fit die
Schülerinder Programmierungder
Roboter sind. Die stecken teilweise
sogar die Studenten in die Tasche“,
sagt der Initiator des FLL-WettbewerbsinRegensburg.
Das Teamprojekt besitzt aber
nicht nur eine technische Seite,
gleichzeitig werden Soft Skills, Zusammenarbeit
und die Präsentationsfähigkeit
vermittelt. Der Wettbewerb
ist in vier Bausteine gegliedert,
die alle in die Bewertung der Fachjuryeinfließen.
Zunächst bekommen die Teilnehmeram1.September„dasSpielfeld“,
diezulösendeAufgabe,genannt.Der
WettbewerbstehtjedesJahruntereinem
neuen Thema. Acht Wochen
lang beschäftigensich dann dieFLL-
TeamsmitihrenCoachesmitderLösung
der FLL-Robot-Gamesund der
Erstellung des FLL-Forschungsauftrags.
Zu Letzterem wird dann eine
Präsentationerstellt,diederJuryvorgetragen
wird. Ebenfalls am WettkampftagtretendannalleTeamsmit
identischen Roboter-Baukästen in
Duellen, in denen sieauf dem FLL-
Spieltisch eine spezielle Aufgabe absolvierenmüssen,gegeneinanderan.
Die Resultate aus Robot-Game, Forschungsauftrag,
Präsentation und
Wettkampf werden addiert. Die bestenbeiden
Teamsqualifizieren sich
dannfürdienächsteEbene.
Weitere Informationen auf
www.hands-on-technology.de oder
auf www.hs-regensburg.de unter
„JungeHochschule“.(to)