Interview : Kollaboration von Mensch und Roboter: „Man sollte nicht zu schnell zu viel erwarten“

Als vor einigen Jahren berichtet wurde, dass in einem VW-Werk Menschen und Roboter nebeneinander arbeiten, ohne durch einen Schutzzaun getrennt zu sein, galt das als ein Meilenstein: Der Kollege Roboter sei Realität geworden, hieß es damals. Inzwischen ein alter Hut?

Sebastian Schlund Vor vier, fünf Jahren, als solche Lösungen zum ersten Mal aufkamen, war das tatsächlich eine Wende. In der Folge kamen verstärkt Cobots, also kollaborationsfähige Roboter, auf den Markt. Sie sind meist eher klein, können eine Traglast von bis zu sieben Kilogramm handhaben und bei einer drohenden Kollision mit einem Menschen anhalten oder zurückweichen. Wie breitenwirksam Cobots heute in der industriellen Produktion eingesetzt werden, lässt sich allerdings schwer sagen, weil die Hersteller ihre diesbezüglichen Verkaufszahlen nicht veröffentlichen. Auszugehen ist von vielleicht 20.000 Stück Cobots pro Jahr, die weltweit von produzierenden Unternehmen angeschafft werden. Momentan also noch nicht übermäßig viel.

Aber im Prinzip sind kollaborationsfähige Systeme praxistauglich?

Schlund Prinzipiell ja. Heute müssen Roboter und Mensch nicht mehr zwingend durch einen physischen Schutz voneinander getrennt werden. Dadurch können Prozesse und Arbeitsumgebungen wesentlich flexibler gestaltet werden. Das ist aber erst der Beginn. Am Ende der Entwicklung stehen Roboter, die im gleichen Raum und zur gleichen Zeit gemeinsam mit einem Menschen an einem Werkstück arbeiten. Von einem flächendeckenden Einsatz solcher Roboter sind wir aber noch ein gutes Stück entfernt.

Weil dazu die Kommunikation zwischen Mensch und Roboter besser und intuitiver funktionieren müsste?

Schlund Das auch, ja. Aber vorher gibt es noch ein anderes Problem zu lösen. Roboter können heute zwar ohne Schutzzaun gemeinsam mit Menschen arbeiten. Doch um das sicher zu gestalten, müssen ziemliche Einbußen in der abgerufenen Leistung der Roboter in Kauf genommen werden. Damit der Roboter im Notfall noch stoppen kann, wenn ihm ein Mensch in die Quere kommt, darf er weder zu schnell sein, noch mit zu viel Kraft arbeiten. Das schränkt das Einsatzgebiet ein. Und vor allem: Ein langsamer Roboter kann meist nicht die Rationalisierung bringen, die man sich von Robotern erwartet. Aber Kommunikation ist auch ein Punkt. Auch da gibt es noch viel Verbesserungspotenzial.

Zum Beispiel bei der Sprachsteuerung, die funktioniert ja noch nicht wirklich überzeugend.

Schlund Tut sie nicht, das stimmt. Aber Sprachsteuerung ist bei Industrierobotern heute ohnehin noch kein großes Thema. Um solche Roboter zu schulen, also auf eine bestimmte Aufgabe vorzubereiten, sind derzeit meist Eingaben in einer Programmiersprache nötig. Der nächste Schritt sind Anwenderapplikationen, die diese Schicht unsichtbar machen und dadurch eine viel intuitivere Kommunikation erlauben. Das funktioniert so ähnlich wie Smartphone-Apps, die wir aus der Consumer-Welt kennen. Da gibt es auch schon etliche wirklich gut funktionierende Beispiele.

Sprachsteuerung wird gar nicht so schnell kommen?

Schlund Ich denke, dafür gibt es bessere Anwendungsfelder als die Industrierobotik. Sprachsteuerung funktioniert heute gut, wenn es wenig Störgeräusche gibt, wenn immer ein und derselbe Sprecher mit dem System spricht und er es sehr deutlich und frei von etwaigen dialektalen Prägungen tut. Schon eine Erkältung bringt solche Systeme durcheinander. Mir fehlt ein wenig die Phantasie dafür, wo es im industriellen Umfeld Sinn machen würde, zum Beispiel auf die annähernd hundertprozentig verlässliche und sehr intuitive Kommunikation per Touchscreen zu verzichten und stattdessen die unter Praxisbedingungen nicht sehr zuverlässige Sprachsteuerung zu nutzen.

Und jetzt werden Sie mir auch gleich sagen, dass die vieldiskutierte Gestensteuerung für die Industrie ebenfalls völlig irrelevant ist.

Schlund Nein, denn da gibt es Szenarien, wo sie Sinn macht. Und es gibt die technische Möglichkeit, Gesten mit Kamerasystemen zuverlässig zu erfassen. Die Information kann dann an den Roboter weitergegeben werden, der anhand einer, auch unwillkürlichen, Geste des Menschen erkennt: Jetzt bin ich zu nahe, jetzt muss ich stoppen. Spektakulär sind auch jene Anwendungsfälle, bei denen der Mensch mit der Hand Bewegungen ausführt und der Roboter diese Bewegungen aufgrund von Gestenerkennung nachahmt. Überall dort, wo Arbeiten in einer schadstoffbelasteten, verstrahlten oder sonst irgendwie gefährlichen Umgebung durchgeführt werden müssen, ist das höchst praxisrelevant. Der Mensch steuert die Maschine mit Gesten von einem sicheren Platz aus. In der Serienproduktion sehe ich solche Anwendungen heute allerdings nicht. Denn sie müssen bei solchen Szenarien ja die Arbeitszeit des menschlichen Anweisers bezahlen und obendrein auch noch den Roboter.

Deshalb sollen in Zukunft Mensch und Roboter beide autonom handeln, aber dennoch zusammenarbeiten.

Schlund Sie sollten sich, so gut es geht, ergänzen. Da muss man aber auch dazusagen, dass die Arbeitsprozesse, wie wir sie heute kennen, darauf noch nicht abgestimmt sind. Sie müssten ja so beschaffen sein, dass der Mensch in der Zeit, in der sich der Roboter an einem Bauteil zu schaffen macht, auch etwas Wertschöpfendes tut. Wenn er nur danebensteht und wartet, bis der Roboter mit seiner Aufgabe fertig ist, dann ist das ja wieder völlig unökonomisch.

Klingt fast so, als ob Mensch-Roboter- Kollaboration ein schlechter Kompromiss wäre. Stattdessen wäre es sinnvoller, Prozesse gleich voll zu automatisieren und das, was nicht automatisierbar ist, dem Menschen zu überlassen.

Schlund: Nein, nein! Das wäre die absolut falsche Schlussfolgerung. Kollaboration von Mensch und Roboter ist eine Riesenchance. Sie kann Roboter flexibler machen und damit das Problem lösen, das wir heute haben, dass der Mensch zwar sehr flexibel und lernfähig, aber auch sehr teuer ist, der Roboter hingegen oftmals günstig, jedenfalls auf die Stückstahl umgelegt, aber sehr unflexibel. Kollaborative Roboter könnten diese Lücke schließen und zu sehr vielfältig einsetzbaren Universalwerkzeugen werden. Man sollte dabei aber nicht zu schnell zu viel erwarten. Anstatt von vollkollaborativen oder autonomen Robotern zu träumen, hätten Unternehmen mehr davon, schon jetzt jene Flexibilitätsvorteile zu nutzen, die ein ohne Schutzzaun agierender Roboter bei relativ simplen Prozessen bietet, etwa bei einfachen Handling- oder Be- und Entladetätigkeiten.

Haben Sie eine Erklärung dafür, dass die Erwartungshaltung an kollaborative Robotik derart übertrieben hoch ist?

Schlund Zum einen wird sie medial befeuert. Da wird begeistert von Pilotprojekten oder Forschungsprogrammen berichtet, ohne zu sagen, dass das eben Pilotprojekte und Forschungsprogramme sind. Je weiter man von der Anwendung weg ist, desto eher neigt man außerdem dazu zu sagen: Diese Kleinigkeit werden die Experten auch noch lösen. Werden sie auch, aber es dauert oftmals noch ein bisschen. Der zweite Punkt ist aus meiner Sicht die Tatsache, dass diejenigen, die Prognosen darüber erstellen, was alles durch Roboter rationalisierbar sein wird, in der Regel auch keine Robotik- oder Anwendungsexperten sind, sondern Volkswirte und Zukunftsforscher. Auch sie neigen häufig dazu, das Potenzial überzubewerten und die realen Rahmenbedingungen unterzubewerten.

Zur Person

Sebastian Schlund, 39, hält an der TU Wien eine BMVIT-Stiftungsprofessur für Industrie 4.0 und ist Leiter des Forschungsbereichs Mensch-Maschine-Interaktion am Institut für Managementwissenschaften. Schlund ist unter anderem Spezialist für den Einsatz von physischen und kognitiven Assistenzsystemen in der Produktion.