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© www.fotolia.com, Tatiana Shepeleva
Die Roboter
kommen

Das Atreus Online Magazin für Interim Management
Ausgabe 21 | Dezember 2016

Der Sprung vom Personal Computer zum „Personal Robot“ ist vorstellbar geworden.

Wie bahnbrechende Technologien unseren Alltag verändern werden. Von Daniela L. Rus

Roboter könnten unsere Lebensqualität zu Hause, am Arbeitsplatz und in der Freizeit außerordentlich verbessern. Kundenspezifische Roboter, die mit Menschen zusammenarbeiten, werden neue Arbeitsplätze schaffen, die Qualität bestehender Arbeitsplätze verbessern und den Menschen mehr Zeit geben, sich auf Dinge zu konzentrieren, die sie interessant, wichtig und spannend finden. Berufspendler werden in fahrerlosen Autos ihre E-Mails lesen und beantworten, Videos anschauen und sogar Nickerchen machen können. Sobald ein Fahrgast abgesetzt wird, holt ein fahrerloses Fahrzeug seinen nächsten Passagier ab. Die selbstfahrenden Autos werden in einem System koordiniert und so Verkehrs- und Wartezeiten minimiert. Die Autos fahren dabei sicherer und effizienter als Menschen.

Dennoch sollen Menschen nicht durch Robotik und die Mechanisierung und Automatisierung von Tätigkeiten ersetzt werden. Es geht vielmehr darum, Wege zu finden, wie Maschinen die Menschen unterstützen und effizienter mit ihnen zusammenarbeiten können. Roboter können besser rechnen, schwerer heben und sich unter erschwerten Bedingungen mit Präzision bewegen. Menschen können dank ihrer Vernunft und ihrer Fähigkeit, von früheren Erfahrungen abzuleiten, besser abstrahieren, verallgemeinern, kreativ Denken und sich Dinge vorstellen. Wenn sie zusammenarbeiten, können Roboter und Menschen sich in ihren Fähigkeiten erweitern und ergänzen. 

© wikicommons . Ralf Roletschek
 

„Die tiefgreifendsten Technologien sind die, die verschwinden. Die sich in den Stoff des Alltags einweben, bis sie nicht mehr unterscheidbar sind.“

Es liegen allerdings noch Welten zwischen dem, was Roboter heute leisten können, und der Zukunftsvision von „allgegenwärtiger Robotik“, in der Roboter viele spezialisierte Aufgaben durchführen, oft im Miteinander mit Menschen, und so selbstverständlich Teil des Alltags sind wie heute Smartphones und Computer. Die aktuelle Forschung zielt darauf ab, die Konstruktion von Robotern und die Art und Weise wie sie sich bewegen, denken, ihre Umwelt wahrnehmen und miteinander sowie mit Menschen kooperieren, zu verbessern.

Eine Welt von allgegenwärtigen, kundenspezifischen Robotern zu erschaffen ist eine enorme Herausforderung, aber durchaus vergleichbar mit der, vor der Computerwissenschaftler vor fast drei Jahrzehnten standen, als sie von einer Welt träumten, in der Computer ein integraler Bestandteil der menschlichen Gesellschaft sind. Mark Weiser ist führender Wissenschaftler am Xerox Palo Alto Forschungszentrum in den 1990er Jahren und gilt als Vater des sogenannten „Ubiquitous Computing“. Er sagt: „Die tiefgreifendsten Technologien sind die, die verschwinden. Die sich in den Stoff des Alltags einweben, bis sie nicht mehr unterscheidbar sind.“ Computer haben diesen Grad der Allgegenwart bereits erreicht. Und Roboter werden es ihnen nachtun. 

Ihr eigener, persönlicher Roboter © www.fotolia.com, Mopic

Computer sind im Alltag bereits allgegenwärtig. Roboter werden es in Zukunft auch sein. 
Die Fähigkeiten eines Roboters definieren sich aus dem, was sein Körper ausführen und sein Gehirn berechnen und steuern kann. Die heutigen Roboter sind zu grundlegenden Fortbewegungsarten auf dem Boden, in der Luft und im Wasser fähig. Sie können Objekte erkennen, Lagepläne von ihrer Umgebung machen, Pick-and-Place-Tätigkeiten am Fließband ausführen, einfache menschliche Bewegungen imitieren, simple Fertigkeiten erlernen und sogar mit anderen Robotern oder Menschen zusammenarbeiten. Diese Fähigkeiten kann man sich unter anderem beim jährlichen RoboCup ansehen, einer Fußballweltmeisterschaft, bei der Roboterteams aufeinandertreffen und koordiniert dribbeln, passieren und Tore schießen.  

Diese breite Funktionalität wurde durch Innovationen in der Roboterkonstruktion und Fortschritte bei den Algorithmen, die für Wahrnehmung, logisches Denken, Steuerung und Koordination zuständig sind, ermöglicht. Die Robotik hat in vielen Bereichen enorme Fortschritte gemacht: in der Kalkulation, der Datenspeicherung, in Umfang und Leistungsfähigkeit des Internets, in der drahtlosen Kommunikation sowie in der Konstruktion und Herstellung von Tools. Kosten für Hardware sind gesunken, obwohl die elektromechanischen Komponenten, die in Robotikgeräten verwendet werden, zuverlässiger geworden sind und die intelligenten Maschinen zur Verfügung stehende Wissensbasis dank des Internets gewachsen ist. Der Sprung vom Personal Computer zum „Personal Robot“ ist vorstellbar geworden. 

„Viele große Autohersteller kündigen an, selbstfahrende Autos zu bauen und diese bis 2020 auf den Markt zu bringen. “

Fahrerlose Autos könnten die Zahl der Autos auf der Straße um rund 80 Prozent senken und so Reisezeiten und Umweltbelastung drastisch verringern.Besonders im Transportsektor kann man in letzter Zeit das große Potenzial der Robotik erkennen. Viele große Autohersteller kündigen an, selbstfahrende Autos zu bauen und diese bis 2020 auf den Markt zu bringen. Googles fahrerlose Autos werden auf öffentlichen Straßen getestet.

Weltweit starteten mehrere Universitäten Projekte mit fahrerlosen Autos. Die amerikanischen Staaten Kalifornien, Florida, Michigan und Nevada haben bereits Gesetze verabschiedet, die fahrerlose Autos auf ihren Straßen erlauben, und viele weitere Staaten ziehen dies ebenso in Betracht. Einem aktuellen Jahresbericht von Singapurs Behörde für „Land Transportation“ zufolge, könnten diese „autonomen Flotten“ selbstfahrender Autos, die individuelle Personenfahrten bereitstellen, die Zahl der Autos auf der Straße um rund 80 Prozent reduzieren und so Reisezeiten und Umweltbelastungen drastisch verringern.

Fahrerlose Autos wären nicht nur ein privater Luxus. Mit sinkenden Kosten für Herstellung und Wartung könnte ihre Verbreitung den öffentlichen Personennahverkehr deutlich verbessern. Stellen Sie sich ein Verkehrssystem mit zwei Ebenen vor: 

ein Netz von Großraumfahrzeugen wie Zügen und Bussen für lange Fahrten und komplementäre Flotten von kleinen, fahrerlosen Fahrzeugen für kurze, individuelle Fahrten. Passagiere würden sowohl an großen Knotenpunkten und als auch an nahezu allen anderen Orten individuell abgeholt oder abgesetzt werden.

Im Jahr 2014 lud die Singapore-MIT-Allianz für Forschung und Technologie die Öffentlichkeit im Rahmen des Zukunftsprojekts „Urban Mobility“ dazu ein, in fahrerlosen Buggies durch den chinesischen Garten in Singapur zu fahren, einem Park mit kurvenreichen, von Bäumen umgebenen Alleen, Bänken und flanierenden Spaziergängern. Mehr als 500 Menschen nahmen am Ereignis teil. Die Golfkarren ähnelnden Roboterfahrzeuge blieben auf den Wegen, wichen Fußgängern aus und brachten ihre Fahrgäste zu ihren ausgewählten Zielen.

Bisher ist autonomes Fahren auf diesem Niveau nur mit niedriger Geschwindigkeit und in einfacheren Umgebungen möglich. Roboterfahrzeuge beherrschen noch nicht die ganze Komplexität des Fahrens „in der freien Wildbahn“, wie bei rauem Wetter und in schwierigen Verkehrssituationen. Diese Themen stehen im Mittelpunkt der laufenden Forschung.  

Wie Sie es wünschen © www.fotolia.com, Mopic

Die breite Akzeptanz von Robotern kann nur über eine natürliche Integration von intelligenten Maschinen in die menschliche Welt geschehen und nicht umgekehrt. Trotz der jüngsten, bedeutenden Fortschritte auf diesem Weg müssen in drei wichtigen Bereichen noch erhebliche Probleme gelöst werden: Es dauert noch zu lange, neue Roboter herzustellen, heutige Roboter sind noch sehr begrenzt in ihrer Fähigkeit, ihre Umgebung wahrzunehmen und über Dinge nachzudenken, und die Kommunikation von Robotern ist noch ziemlich spröde.Es gibt bereits viele verschiedene Arten von Robotern, aber sie benötigen alle viel Zeit in der Produktion. Die Körper von Robotern lassen sich nur schwierig anpassen oder erweitern, deshalb sind Fähigkeiten und Einsatzgebiete von Robotern noch begrenzt. 

Die schnelle Herstellung von neuen Robotern, Zusatzmodulen, Vorrichtungen und Spezialwerkzeugen ist keine echte Lösung, da der Prozess von Konstruktion, Montage und Programmierung lang und umständlich ist. Wir brauchen Planungs- und Fertigungstools, die die kundenspezifische Herstellung von Robotern beschleunigen. Ich gehöre zu einem Team aus Forschern aus Harvard, MIT und der University of Pennsylvania, das derzeit an einem „Roboter-Compiler“arbeitet. Dieser soll auf Basis einer speziellen Spezifikation, wie zum Beispiel: „Ich möchte einen Roboter, um das Zimmer aufzuräumen“, ein Roboterdesign berechnen sowie einen Fertigungsplan und eine benutzerdefinierte Programmierumgebung für die Verwendung des Roboters erstellen können. […] Artikel weiterlesen

© Fotos: MIT


Daniela Rus

kam mit ihren Eltern 1982 aus Rumänien in die USA. Sie wurde 1992 an der Cornell University bei John E. Hopcroft promoviert. Sie war Professorin am Dartmouth College und ist Professorin für Informatik und Elektrotechnik am Massachusetts Institute of Technology (MIT), wo sie seit 2012 Direktorin des MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) ist. Sie ist die erste Frau als Direktorin dieses wichtigen und traditionsreichen MIT-Labors.
Rus ist Expertin für verteilte Robotik und realisiert mit ihren Mitarbeitern einige aufsehenerregende Roboter-Projekte, zum Beispiel Roboter, die in Schwärmen fliegen, mit Menschen tanzen und Gärten pflegen, und Sensor-Netzwerke, die Kühe ohne Zaun auf der Weide halten. Daniela Rus ist im Fachbeirat des Max-Planck-Instituts für Biologische Kybernetik in Tübingen und Mitherausgeberin des Journal of Autonomous Robots.

DIESER ARTIKEL IST IN DER FOLGENDEN GESAMTAUSGABE DER A.NETWORK „Künstliche Intelligenz“ ERSCHIENEN

Künstliche Intelligenz

Während Unternehmen ihren Weg in die digitale Transformation suchen und sich alles um Industrie 4.0 dreht, kündigt sich bereits die nächste Revolution an, der Aufbruch in die Ära der künstlichen Intelligenz (KI) – das Schlüsselthema in der nahen Zukunft. Lesen Sie hierzu die aktuelle A.network Ausgabe.

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