Robotik: «Menschen und Roboter werden enger zusammenarbeiten»

Grosse multimodale Modelle verarbeiten verschiedene Arten von Informationen, etwa Sprache, Bilder und Sensordaten. Dadurch sollen Roboter räumliche Zusammenhänge und menschliche Absichten besser erfassen. Statt nur festgelegte Abläufe auszuführen, können sie ihr Verhalten stärker an die jeweilige Situation anpassen.

Welche Anwendungen könnten Menschen in der Schweiz in den nächsten zehn Jahren konkret nutzen?

Besonders wichtig wird die Interaktion zwischen Menschen und Robotern. Schon heute erkennen Systeme unsere Sprache oder Gesten. Künftig sollen Roboter auch besser erfassen, was ein Mensch als Nächstes tun möchte. So könnten sie gezielter unterstützen und sicherer mit uns zusammenarbeiten. Ein Beispiel aus unserem Lab ist eine «Robotic Scrub Nurse»: Da erkennt ein Roboter eine Geste und reicht der operierenden Person das gewünschte Instrument. Ein solches intuitives Zusammenspiel ist auch in anderen Anwendungen, wie etwa bei Rettungseinsätzen oder in der industriellen Fertigung, relevant.

Auch Hotels und Restaurants dürften solche Systeme häufiger einsetzen. Dort übernehmen Roboter bereits heute Transporte und zunehmend einfache, wiederkehrende Arbeiten.

In der Kreislaufwirtschaft sortieren Roboter bereits Abfälle. Künftig könnten sie Materialien noch genauer erkennen und wiederverwendbare Teile gezielt weiterverarbeiten. Drohnen übernehmen heute schon einzelne Transporte. In den nächsten Jahren dürften sie häufiger dringende Lieferungen ausführen oder schwer zugängliche Orte versorgen.

Welche hoffnungsvollen Zukunftsbilder diskutiert Ihre Fach-Community? 

In der Robotik sprechen wir oft von den drei «D»: dull, dirty und dangerous – also von eintönigen, schmutzigen oder gefährlichen Arbeiten. Gerade im Gesundheitswesen, in der Landwirtschaft und in der Logistik können Roboter solche Aufgaben für Menschen übernehmen.

Welche kritischen Zukunftsbilder diskutiert die Fachwelt? 

Eine grosse Herausforderung ist die Sicherheit komplexer, lernender Robotersysteme. Klassische Robotersteuerungen beruhen stark auf mathematischen Modellen. Damit lässt sich unter bestimmten Voraussetzungen berechnen und überprüfen, wie sich ein System verhält.

Bei lernenden Systemen wird das schwieriger. Ein Roboter könnte zum Beispiel einen ungeeigneten Bewegungsweg berechnen oder eine Situation falsch einschätzen. Im gemeinsamen Arbeitsraum mit Menschen kann das gefährlich werden. Anders als bei einem gewöhnlichen Softwarefehler kann das Menschen unmittelbar körperlich gefährden.

Deshalb brauchen wir neue Ansätze, die lernende Systeme mit überprüfbaren Sicherheitsmechanismen verbinden. Daran forschen wir im Bereich «Physical AI».

Wie reagieren Menschen auf die neuen Roboter-Kollegen?

Manche fürchten, dass Roboter ihre Arbeit ersetzen. Andere stört, dass Kameras und Sensoren laufend Daten erfassen. Neue Robotersysteme funktionieren im Betrieb nur, wenn Mitarbeitende ihnen vertrauen können. Dafür müssen sie wissen, was die Roboter leisten und wo ihre Grenzen liegen.

Vertrauen entsteht nicht von selbst. Unternehmen müssen die Mitarbeitenden früh einbeziehen und offen informieren. Sie sollten ihnen zeigen, welchen konkreten Nutzen die Systeme im Arbeitsalltag bringen.

Wie viel Science-Fiction wird gerade Wirklichkeit?

Viele Technologien, die damals noch weit entfernt schienen, sind heute verfügbar oder in greifbare Nähe gerückt. Damit geht es nicht mehr nur darum, was technisch machbar ist. Wir müssen auch klären, welche Sicherheitsmechanismen und ethischen Regeln solche Systeme brauchen. Vielleicht wird das sichere Abschalten künftig sogar zu einer festen Anforderung bei der Entwicklung von Robotern.

Die spannendere Frage ist für mich deshalb nicht nur, was Roboter künftig können. Wir müssen uns auch fragen, was wir ihnen überlassen wollen. Soll selbst eine romantische Geste wie das Überreichen einer Rose automatisiert werden?

Ein Buch, das mich in diesem Zusammenhang beschäftigt, ist Max Tegmarks «Leben 3.0». Ich empfehle es immer wieder – obwohl ich es selbst nicht zu Ende lesen konnte. Einige der beschriebenen Zukunftsszenarien fand ich schlicht zu bedrückend.

Was bedeuten aktuelle Fortschritte jenseits von Science-Fiction für die Praxis?

Da interessiert mich vor allem die Produktion. Können wir Embodied AI nutzen, um mit flexiblen Robotern günstiger und zugleich vielseitiger zu produzieren?

Eine grosse Chance sehe ich darin, KI und Robotik so zu verbinden, dass Roboter nicht nur repetitive Aufgaben übernehmen, sondern auch zu kreativen Werkzeugen werden. Ein Beispiel ist das Projekt «Gaud-AI» von Anastasiia Dubinkina und Vojtěch Mareček an der HSLU. Dabei setzt ein Roboter Keramiksplitter zu neuen Fliesenelementen zusammen, während KI beim Entwurf der Muster hilft. So entstehen Wandverkleidungen für Bäder oder Pools – und zerbrochene Keramik erhält im Sinn der Kreislaufwirtschaft ein neues Leben.

Für mich ist deshalb wichtig, dass Menschen wissen, was ein Roboter tatsächlich kann und wo seine Grenzen liegen. Eine gute Zusammenarbeit braucht Vertrauen – aber kein falsches Bild davon, was die Maschine ist.

Was sollte die HSLU in Ihrem Fachbereich konkret anpacken?

KI verändert, wie wir lernen, prüfen und arbeiten. In der Robotik zeigt sich das besonders deutlich: KI-Modelle müssen nicht nur in Simulationen funktionieren, sondern auch auf echter Hardware und in der realen Welt.

Dafür brauchen wir praxisnahe Testumgebungen. Studierende sollen KI-Modelle auf humanoiden Robotern, Drohnenflotten und Cobots einsetzen. Cobots sind Roboter, die direkt mit Menschen zusammenarbeiten. In der realen Welt treffen diese Systeme auf Hindernisse, wechselndes Licht, Menschen oder andere unerwartete Situationen. Genau daran zeigt sich, ob ein Modell zuverlässig funktioniert.

Im AI Robotics Lab erforschen wir deshalb, wie KI-gestützte Roboter künftig sicher und verlässlich arbeiten. Damit unterstützen wir Schweizer Unternehmen dabei, neue Robotersysteme zu entwickeln und einzusetzen.

Welches Szenario halten Sie persönlich für realistisch? 

Der Einsatz von Robotern wird sich vor allem dort ausweiten, wo er sich für Unternehmen wirtschaftlich lohnt. Cobots arbeiten heute bereits direkt mit Menschen zusammen. Bisher geschah das aber oft in klar begrenzten Einsatzfeldern.

Neue Robotersysteme werden flexibler. Unternehmen könnten sie dadurch leichter für wechselnde Aufgaben einsetzen. Das wäre besonders für KMU interessant, bei denen sich klassische Industrieroboter häufig nicht rechnen.

Gleichzeitig wächst möglicherweise die Abhängigkeit von grossen Anbietern cloudbasierter KI-Dienste. Dann stellt sich auch die Frage, wer Daten, KI-Modelle und technische Infrastruktur kontrolliert.

Die grosse Frage lautet deshalb: Wird Robotik so flexibel und erschwinglich, dass deutlich mehr Unternehmen sie sinnvoll einsetzen können?

Gibt es ein Missverständnis über Ihr Fachgebiet, das Sie gerne korrigieren möchten?

Ein häufiges Missverständnis ist, dass ein Roboter mit KI im Grunde nur ein Chatbot in einem «Blechkörper» sei. Das greift zu kurz. Wenn KI mit robotischer Hardware zusammenkommt, entstehen neue Möglichkeiten – aber auch neue Herausforderungen. Ein Roboter muss seine Umgebung räumlich erfassen, Bewegungen planen und zuverlässig steuern.