„Eigentlich sollte er Fußball spielen.“ Wie ein kleiner Roboter Antworten auf große Fragen der Interaktionsforschung liefern soll

Drei Finger an jeder Hand, Lautsprecher als Ohren, leuchtende Augen. Das ist NAO. Der Roboter der Marke Aldebaran scheint ein geradezu stereotyper Vertreter seiner Art zu sein. Der rund 60 Zentimeter große Roboter hat vielfältige Fähigkeiten. Mit 7 Sensoren an Händen, Füßen und Kopf kann er sein Umfeld aktiv wahrnehmen und sich autonom im Raum orientieren. Diverse Mikrofone ermöglichen die Interaktion zwischen Mensch und Gerät in bis zu 20 Sprachen. NAO ist vielseitig programmierbar: Er kann sogar tanzen. Seit dem Jahr 2006 ist er auf dem Markt und mittlerweile im gehobenen Teenie-Alter. Trotz seiner jungen Jahre hat er es bereits an die Uni geschafft: Seit einiger Zeit wird er als Forschungsinstrument an der Universität Duisburg-Essen eingesetzt – und das in einem Bereich, den man nicht sofort mit Robotik verbinden würde.

von Rebekka Schmidt

11. September 2024

Journalistische und auftragsorientierte Texte

NAO ist am Institut für Kommunikationswissenschaft zuhause. Dort gehört er zum Arbeitsbereich von Karola Pitsch. Die Professorin für Multimodale Kommunikation, Soziale Interaktion und Technologie widmet sich der Untersuchung von sozialer Interaktion. Diese ist multimodal; sie basiert nicht nur auf der Sprache allein, sondern ergibt sich erst aus der Kombination mit Blicken, Bewegungen und der Körperausrichtung. Doch welchen Mehrwert hat ein kleiner Roboter wie NAO für Forschungsfragen der Kommunikationswissenschaft?

Professorin Karola Pitsch mit Forschungsroboter NAO im Labor

An der Universität Duisburg-Essen wird mit einem Roboter geforscht

Die Interaktion mit einem Roboter sei überschaubarer, so Pitsch. Während in der Mensch-Mensch-Interaktion komplexe Alltagssituationen betrachtet werden, diene der Roboter in der Forschung als Tool. „Daran sehen wir: Funktioniert sie oder funktioniert sie nicht?“, sagt Pitsch. Anhand der Roboterforschung sei es möglich, kleine Stellschrauben sozialer Settings zu verstellen und diese präzise auf bestimmte Forschungsfragen hin zu untersuchen, denn: „Mensch-Mensch-Interaktion ist eben komplett anders als Mensch-Maschine-Interaktion.“

Der Roboter NAO übernahm in den letzten Jahren bei der Erforschung von Interaktion im Museum die Rolle eines Museumsführers. Der Nutzen: Im Feld sei die Situation nicht so reduziert wie in Laborstudien. Man bekomme authentischere, offenere Interaktion. Bei gleich mehreren menschlichen Interaktionspartnern habe der Roboter komplexere Beobachtungsaufgaben. „Es ist spannend: Worauf reagiert er, was beobachtet er?“, sagt Pitsch.

NAO ist nur teilweise autonom: Nach dem Einschalten reagiert er eigenständig auf Besucher und startet die Interaktion – oder eben nicht. Der Forschende lege in der gesamten Zeit erst einmal keine Hand an, so Pitsch. Dennoch handle es sich bei jedem Interaktionsdurchgang um vorgeskriptete Abläufe. Zudem sei nicht immer klar, ob NAO in Situationen mit vielen Partnern und Geräuschen die relevanten Inputs tatsächlich wahrnehme und reagiere.

Daran werde deutlich, dass NAOs Aufbau nicht optimal auf die Erforschung sozialer Interaktion ausgerichtet ist. Gerade die Reduzierung der Komplexität auf die wichtigsten Punkte mache die Forschung allerdings erst interessant, findet Pitsch. Es lassen sich kontrolliert spezifische Aspekte der Kommunikation untersuchen: Macht es einen Unterschied, ob NAO nur den Finger rührt oder gleich den ganzen Kopf bewegt? Und wie reagiert er in Problemsituationen?

Ein interaktives Setting wie im Museum ist nur eine von vielen Möglichkeiten, mit NAO zu forschen. Wegen der Corona-Pandemie verbrachte NAO seine ersten Jahre an der Universität in einem Panzerschrank. Im Wintersemester 2022/23 wurde er dann erstmals in ein Seminar einbezogen. Studierende im Fach Kommunikationswissenschaft bekommen so die Möglichkeit, einmal mit einem Roboter zu forschen. Und das sei eine Besonderheit. „Es ist nicht selbstverständlich, dass sich eine Geisteswissenschaft ein solches Gerät anschafft“, so Karola Pitsch.

Handle with care

Der Vorteil gegenüber anderen Geräten liege in den Kosten. Die Forschungsversion des Roboters habe rund 15.000€ gekostet. Damit befinde sich NAO in einem für die Forschung erschwinglichen Preisbereich. „Andere Roboter wären unbezahlbar“, sagt Pitsch.

Dennoch habe NAO aus Sicherheitsgründen einen eigenen Platz im Labor: einen Tisch, der mit Drahtseilen umspannt ist und den Roboter vor Fallschäden bewahrt. So könne im Falle eines Sturzes größerer (auch finanzieller) Schaden vermieden werden. „Das ist sein kleiner Kampfring“, lacht Pitsch – und so sieht er auch aus.

Nicht nur bei der Benutzung des Roboters ist Vorsicht geboten; auch beim Aufbau ist echte Teamarbeit gefragt. Es bedarf stets zweier Personen, die den Roboter tragen und stützen, bis er eingeschaltet ist. Unter Rücksichtnahme auf diese Maßnahmen sei es auch legitim, Studierende an und mit NAO forschen zu lassen, so Pitsch.

Arbeit im Doppelpack: Auspacken immer nur zu zweit …

… denn zur Vorsicht bedarf es beim Aufbau eine stützende Hand

Insbesondere in den vergangenen Jahren sei deren Interesse an der Roboterforschung gestiegen. Am Anfang soll es die Neugierde auf Neues gewesen sein. Mittlerweile basiere das Interesse auf den Erfahrungen der Studierenden, die durch Kontakt zu diversen Alltagstechnologien schon Eindrücke und Wissen sammeln können. „Es ist quasi deren Lebenswelt“, sagt Pitsch und fügt hinzu, dass ihre Seminare eine Zusatzmotivation zur direkten Auseinandersetzung mit neuen Technologien bieten können.

Alexa, berechne das Risiko!

Derartige Gadgets finden immer mehr Einzug in das alltägliche Leben, wo sie den unterschiedlichsten Zwecken dienen. Saugroboter wuseln durch das heimische Wohnzimmer, Amazons Alexa organisiert den täglichen Einkauf und Serviceroboter servieren Essen im Restaurant. Roboter sind im Alltag mittlerweile allgegenwärtig. Doch an genau diesem Punkt gibt es auch Bedenken. Wie soll man zu Robotern als Alltagshelfer stehen? Wofür sollten sie eingesetzt werden? Wie weit darf man in ihrer Nutzung gehen? „Es ist nicht nur eine Frage der Forschung, sondern betrifft die gesamte Gesellschaft“, sagt Karola Pitsch.

Die Frage nach dem Einsatz neuerer Technologien betreffe jeden einzelnen. Welches Gerät würde man nutzen und wofür? Gibt es individuellen Bedarf für die Nutzung solcher Technologien? Nicht nur auf der Ebene des Einzelnen sollte diese Frage präsent sein, so Pitsch. Auch auf EU-Ebene wird das Thema der Künstlichen Intelligenz diskutiert. Dabei geht es um Maßnahmen, die die Nutzung der KI (Künstlicher Intelligenz) regulieren und bessere Bedingungen für die Entwicklung und Forschung garantieren sollen.

Ziel des sogenannten AI Acts (AI kurz für Artificial Intelligence, dt. Künstliche Intelligenz) ist es, die Erforschung und den Einsatz von KI zu optimieren. Das Gesetz ist das weltweit erste umfassende KI-Gesetz und soll in der Europäischen Union gelten. Sein Augenmerk soll auf der Wahrung der Sicherheit und der Grundrechte des Einzelnen liegen. So werde KI vertrauenswürdig, diskriminierungsfrei und sicher, lautet eine Nachricht des Europäischen Parlaments. Neben der Steigerung der Entwicklung und Marktfähigkeit sei die Minderung von Risiken von besonderer Priorität.

Als zu verhindernde Risiken gelten dabei die Personenklassifizierung, gesundheitsschädigende Folgen oder gefährliches Verhalten gegenüber Kindern durch KI. Auch solle der Nutzer in der Lage sein, bestimmte KI-Systeme selbstständig zu steuern. Es solle ihm ermöglicht werden, selbst über die Verwendung und Interaktion mit dem Gerät zu bestimmen. Zudem soll eine einheitliche Definition für KI geschaffen werden, die auf künftige Systeme angewendet werden kann. Ziel des EU-Parlament sei es, bis zum Ende des Jahres Einigungen zu erzielen.

„Es ist wirklich spannend, wie viel daran geforscht wird“, sagt Laura-Marie Schmidt. Die Studentin trifft mit NAO laut eigenen Angaben das erste Mal auf einen Roboter. In der Roboterforschung erwartet sie große Fortschritte – gerade, weil in Politik, Wissenschaft und IT rege Diskussionen zu diesem Thema herrschen.

„Er ist niedlich, aber ich glaube, er kann echt was!“ – Studentin Laura-Marie Schmidt ist beeindruckt von NAO

NAO steht sie aufgeschlossen gegenüber; humanoide Roboter wie er haben für sie durchaus Vorteile. „Ich könnte mir vorstellen, dass er in vielen Bereichen einsetzbar ist“, sagt Schmidt. Insbesondere als Ersatz für menschliche Gesellschaft sei ein Roboter wie NAO wohl sinnvoll einsetzbar, vermutet sie. Ihre Kommilitonin Jana Zitterich teilt diesen Eindruck: „Er sieht sehr mobil aus und kann vermutlich gut im Alltag unterstützen.“

Robot of Interest

Was macht den Roboter mit seiner humanoiden Erscheinungsform so interessant? „Vermutlich die ähnlichen Extremitäten oder ausgeführten Bewegungen“, sagt Karola Pitsch. Diese eignen sich besonders gut für eine gewisse Verbundenheit zwischen Mensch und Gerät. Dennoch sollte man den Roboter unter keinen Umständen zu stark vermenschlichen: „Es gibt menschliche Aspekte, die ein Roboter nicht ersetzen kann“.

Dennoch sei der Gedanke an Roboter und verwandte Technologien perspektivisch kaum mehr wegzudenken. „In ein paar Jahren haben wir einfach ein massives Problem“, sagt Pitsch. Da die Gesellschaft stark altere, gäbe es in Zukunft nicht genug Unterstützungskräfte. Langfristig sei es keine zufriedenstellende Lösung, Pflegekräfte aus dem Ausland anzustellen. In ein paar Jahren verschärfe sich die Lage – eine mögliche Perspektive: „Roboter oder ähnliche Technologien, die unterstützend wirken, sind eine legitime Lösung“, sagt Pitsch.

Die zwei Studentinnen teilen diese Ansicht. Gerade da, wo menschliche Arbeitskraft gefragt sei, kommen hilfreiche Roboterhände ins Spiel. Dennoch sei die Einsparung von Arbeitskräften nicht zwangsläufig von Vorteil, findet Schmidt. Es wäre ein Nachteil, wenn die menschliche Komponente verloren gehe und Roboter menschliche Arbeit nach und nach ersetzen. „Diese Vorstellung ist aber auch wahrscheinlich den ganzen dystopischen Science-Fiction-Filmen geschuldet“, lacht sie.

Wichtig für den alltäglichen Einsatz sei die Einbettung dieser Technologien in unser soziales System, wie Karola Pitsch betont. „Es geht nicht darum, qualitativ hochwertige menschliche Kontakte zu ersetzen“ – vielmehr sollen Probleme von „menschlichem Mangel“ gelöst werden.

Der Einsatz von Robotern ist weit über den Lebensalltag hinaus vorstellbar oder bereits Realität, wo Mensch und Tier die Arbeit nicht oder nur schwer stemmen können. So werden roboterartige Minen- und Feuerwehrhunde eingesetzt, um gefährliche Gebiete zu überprüfen. Aus der jüngeren Vergangenheit ist wohl auch der Einsatz eines Roboters im verstrahlten Atomkraftwerk Fukushima bekannt. Dort sollte er das Innere des Reaktors filmen – ein Ort, an dem Mensch und Tier bereits nach kurzer Zeit schwerste Strahlenschäden erlitten hätten. „In Katastrophenszenarien macht der Einsatz durchaus Sinn“, so Pitsch.

Auch im Alltag ist es nicht mehr undenkbar, Unterstützung von einem Roboter zu erhalten. Während das Thema in der Vergangenheit oft skeptisch betrachtet wurde, gehe man nun die Dinge mit mehr Offenheit an. „Sichtweisen verändern sich, man muss sich bestimmten Perspektiven öffnen“, sagt Pitsch. Gerade deswegen seien ihre Seminare attraktiv, und bieten eine Zusatzmotivation für den Umgang mit einem Robotern.

Roboter NAO in seinem „Kampfring“ im Labor

Robot 1 : Human 0?

„Eigentlich sollte er Fußball spielen“, sagt Pitsch. Seit 1997 treten Roboterteams im RoboCup (Robot Soccer World Cup) im Fußballspielen gegeneinander an. Neben den sportlichen Wettkämpfen steht die wissenschaftliche Initiative im Vordergrund. Parallel dazu läuft ein Kongress, in dem sich die Wissenschaftler über neue Entwicklungen in KI und Robotik austauschen, während ihre Roboter im Wettkampf gegeneinander antreten.

Ziel der Veranstalter ist es, im Jahr 2050 mit den Robotern den menschlichen Fußball-Weltmeister zu schlagen. Ob es dazu kommt, bleibt abzuwarten. Bis dahin wird der Wettkampf roboterintern jedes Jahr an unterschiedlichen Orten ausgetragen. Die Roboter treten in verschiedenen Ligen gegeneinander an, die die mechanischen Spieler nach ihrer Größe klassifizieren. In einer weiteren, standardisierten Liga stehen Roboter desselben Modells auf dem Feld.

Seit einiger Zeit ist der humanoide Roboter NAO der Standard-Roboter dieser Kategorie. Die Roboter agieren autonom. Sie werden nicht durch menschliche Spieler oder Computer gesteuert, sondern orientieren sich eigenständig über Sensoren im Raum. Dafür sind gerade die Sensoren in den Füßen nützlich, die die Bewegungen des Balles registrieren.

Moderne Roboter bieten allerdings mehr als nur einen Unterhaltungsfaktor. Roboter der Rescue-Kategorie können an einem simulierten, verwüsteten Ort nach Überlebenden suchen. Alltagsnäher ist da die Kategorie @Home, die sich mit Robotern in alltäglicher Interaktion beschäftigt und Szenarien aus dem Alltag simuliert. Laut Veranstaltern ist das Ziel, mobile und autonome Roboter zu entwickeln, die im Alltag unterstützend wirken.

Doch auch hier stellt sich die immerwährende Frage: Wie weit darf Robotertechnologie gehen? „Allein auf kommunikativer Ebene stellen sich daraus viele weitere Fragen“, sagt Pitsch. Was für Auswirkungen hätte ein Roboter auf die Interaktion? Kann man die Geräte überhaupt als Kommunikationspartner bezeichnen?

Mein Freund, der Roboter

„Wie viel soll der Roboter über mich wissen?“, fragt Zitterich. „Wie viel weiß er tatsächlich?“, fügt Schmidt hinzu. Zwar stehen die Studentinnen dem Thema Roboter offen, aber auch durchaus nachdenklich gegenüber. Gerade in Bezug auf Autonomie und Datenschutz sind sie skeptisch. „Wenn ich datenschutzrechtlich abgesichert wäre, warum nicht?“, antwortet Zitterich auf die Frage über die private Nutzung eines Roboters.

Helles Köpfchen: Roboter NAO beim Hochfahren

Gerade im Pflegebereich sieht sie einen Nachteil. Sie könne sich vorstellen, dass die emotionale Komponente zu kurz komme. Menschliche Aspekte wie Nähe, Zuneigung oder Einfühlsamkeit könnten wegfallen. Und gerade die wären zentral, denn sie seien im Umgang mit Menschen fundamental und können nicht durch einen Roboter ersetzt werden.

Roboter sollten nie menschliche Beziehungen ersetzen, so Pitsch. Sie stellen – bei Bedarf – einen zusätzlichen Bestandteil im sozialen Gefüge dar. „Wir dürfen nicht vergessen, es sind schließlich technische Geräte“, sagt Pitsch, „Ich würde meinen Roboter auch gerne in die Ecke stellen und sagen können ‚Jetzt bist du gerade nicht dran‘.“ Die Frage nach dem Kontroll- und Autonomiefaktor sei entscheidend.

Laura-Marie Schmidt teilt diese Meinung. Die Studentin würde einen Roboter bevorzugen, der lediglich bei Bedarf funktioniert. „Einen, der zum Beispiel Hilferufe losschickt, wenn ich es selbst nicht kann“, sagt sie. Es sei spannend, wie viel Emotionalität man einem solchen Gerät zuschreibt, wenn es einmal angeschaltet ist: „Ein niedlicher, kleiner Roboterfreund wäre schon putzig.“

Roboter NAO zieht die Studentinnen in seinen Bann

Karola Pitsch nennt einen weiteren Vorteil technischer Unterstützung: „Wenn ich in meinem Alltag unterstützt werde, habe ich anderweitig vielleicht mehr Zeit für meine menschlichen Kontakte.“ Die gesparte Zeit biete andere Dinge, denen sie sich widmen könne, denn „es sind nicht nur der Roboter und ich!“ Gerade solche Fragestellungen seien es, die die Forschung in diesem Feld so interessant machen – und relevant.

Ab November dieses Jahres ist Karola Pitsch Teil des Zentrums Assistive Technologien Rhein Ruhr. Dort beschäftige man sich mit der Frage, wie diverse Assistenz aussehen könnte. Proaktive Systeme sollen einen Menschen unterstützen, Vorhersagen über seinen Zustand treffen und Anpassungen hinsichtlich seiner Unterstützung vornehmen können. Diesen und weiteren Zielen widme man sich in den kommenden Jahren, so Pitsch.

Die Möglichkeit, ein Projekt wie dieses durchführen zu dürfen, zeige die gesellschaftliche Relevanz der Beschäftigung mit Assistenz(-robotern) deutlich. „Den Punkt sehen nicht nur wir, sondern auch das Land NRW“, sagt Pitsch. Denn es sei nach wie vor ein Thema, über das sich die Gesellschaft zukünftig Gedanken machen müsse. Ein Thema mit vielen offenen Fragen, denen sich die Forschung widme. An Perspektiven mangle es dabei nicht: „Die Welt steckt voller interessanter Forschungsfragen, egal wo man hinguckt“, sagt Karola Pitsch.