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Roboter zum Kuscheln, Lachen und Tanzen

Neue Forschungen zur Mensch-Maschine-Interaktion. Von Hans-Arthur Marsiske

  • Von Hans-Arthur Marsiske
  • Lesedauer: 8 Min.

Menschen und Roboter kommen sich näher. Nicht nur in den Fabriken, wo die mechanischen Helfer mehr und mehr die Schutzkäfige verlassen, um Seite an Seite mit ihren Kollegen aus Fleisch und Blut zu arbeiten (wie es Karl Knorr vergangenes Wochenende im »nd« beschrieb). Auch in allen anderen Bereichen des Alltags müssen wir uns darauf einstellen, zunehmend mit intelligenten Maschinen zu tun zu haben. Wie das unsere Gesellschaft verändern wird, lässt sich bislang kaum absehen. Eine Ahnung vermittelte jetzt die Konferenz RO-MAN an der Columbia University in New York, die sich mit Forschungen zur interaktiven Kommunikation zwischen Mensch und Roboter beschäftigte.

Was ist überhaupt Interaktion? So lautete eine der fundamentalen Fragen, mit der diese jährlich abgehaltene Konferenz vor 25 Jahren ins Leben gerufen wurde. Yuichiro Anzai, heute Präsident der Japan Society for the Promotion of Science, der die Frage damals formuliert hatte, erinnerte in einem Festvortrag daran und gab auch gleich die Antwort: Interaktion ist das Teilen von Information. Das sei zwischen allen Systemen möglich, die Informationen verarbeiten können, und auf vielfältige Weise machbar. Zwei Agenten - Mensch, Tier oder Roboter - können die Aufmerksamkeit teilen, ebenso wie soziale Regeln, Erinnerungen oder auch Freundschaft, Gefühle und Räume. Klingt selbstverständlich, wird aber schwierig, sobald es um die Details geht.

Wenn etwa Mensch und Roboter sich einen Raum teilen und der Roboter näherkommt, kann es für den Menschen schnell unangenehm werden. Bei einer zu raschen und abrupten Annäherung mag sich sogar ein Gefühl der Bedrohung einstellen. Im Rahmen des EU-Projekts ENRICHME, das Assistenzsysteme für ältere Menschen mit leichten kognitiven Einschränkungen entwickeln will, wird daher genau untersucht, wie ein Roboter abbremsen sollte, wenn er auf einen Menschen zufährt. Bislang sei das nur in der Simulation getestet worden, erklärte François Ferland von der Pariser Universität ENSTA. Im kommenden Jahr sollen in Griechenland und Polen umfangreiche Tests mit dem Roboter Kompai der französischen Firma Robosoft durchgeführt werden.

Mit einem Pioneer 3CX, auf dem in 130 Zentimeter Höhe ein Display montiert war, gingen Forscher an der Universität von Neapel ähnlichen Fragen nach. Mariacarla Staffa berichtete von einem Experiment, bei dem von den Versuchsteilnehmern mit einem Fragebogen zunächst ein Persönlichkeitsprofil erstellt wurde, während der Roboter sich bereits im Raum hin und her bewegte. Danach sollten die Menschen liegen, sitzen, stehen oder laufen. Wenn der Roboter auf sie zukam, sollten sie ihn stoppen, sobald er eine für sie angenehme Distanz hatte. Dabei habe sich ergeben, dass die Persönlichkeitsmerkmale Extrovertiertheit, Verträglichkeit und Gewissenhaftigkeit keinen statistisch relevanten Einfluss auf die als optimal empfundene Entfernung hatten, wohl aber Neurotizismus und Aufgeschlossenheit: Wenn diese Merkmale stärker ausgeprägt waren, wurde ein größerer Abstand bevorzugt. Das galt auch, wenn die Versuchspersonen standen oder liefen. Wenn sie saßen oder lagen, durfte der Roboter dagegen dichter herankommen.

Einer der Bereiche, in denen eine gut austarierte Balance aus Nähe und Distanz besonders wichtig ist, ist das Ladengeschäft. In einer Studie, die an der Universität Osaka durchgeführt wurde, ging es dabei nicht nur um die physische Annäherung, sondern vor allem das Gespräch mit dem Kunden. Dafür hatten die Forscher zunächst die Interaktionen von Kunde und Verkäufer in einer nachgestellten Ladenumgebung beobachtet und dann den menschlichen Verkäufer durch einen Roboter ersetzt. Der kam, wie Phoebe Liu berichtete, mit der Kundenberatung ganz gut zurecht, solange es darum ging, konkrete Fragen zu beantworten, etwa nach den technischen Daten einer Kamera oder der Verfügbarkeit bestimmter Modelle. Schwierig wurde es, wenn sich der Kunde auf den Kontext des Gesprächs bezog oder nach einer Äußerung des Roboters einfach schwieg. Mithilfe eines neuronalen Netzes soll der Roboter zukünftig lernen, nicht nur zu reagieren, sondern auch aktiv auf den Kunden zugehen zu können.

Liu führt ihre Forschungen am Institut von Hiroshi Ishiguro durch. Der ist insbesondere für die nach seinem eigenen Ebenbild täuschend ähnlich gestalteten Roboter berühmt - ein Ansatz, der sehr gemischte Reaktionen hervorruft. In der Robotik wird dieser Effekt als »uncanny valley« bezeichnet: Eine zu große Menschenähnlichkeit von Robotern wird von vielen als unangenehm empfunden. John Murray von der britischen University of Lincoln beschäftigte sich auf der RO-MAN-Konferenz mit der Frage, ob sich das nur auf die äußere Erscheinung eines Roboters bezieht oder auch auf seine Persönlichkeit. In einem Experiment ließen er und seine Forschungskollegen 30 Versuchspersonen mit dem humanoiden Roboter MARC »Stein, Schere, Papier« spielen. Bei der einen Hälfte führte der Roboter lediglich die Bewegungen durch, bei der anderen kommentierte er das Ergebnis. So unterstellte er bei einer Niederlage etwa dem menschlichen Partner, unfair gespielt zu haben. Das wurde von den Menschen als interessanter und sympathischer empfunden. »Menschen sind imperfekt«, sagte Murray. »Roboter sollten es auch sein, um besser akzeptiert zu werden.«

Was ebenfalls gut ankommt, ist Humor. In einem Experiment, das Nicole Mirnig und ihre Kollegen an der Universität Salzburg durchführten, verfolgten 22 Versuchspersonen zunächst einen Dialog zweier Roboter. Ein zweibeiniger Nao-Roboter macht sich dabei über den einer Katze nachempfunden iCat lustig, weil der noch nicht einmal laufen könne. Als der Nao seine Überlegenheit demonstrieren will, stolpert er allerdings nach wenigen Schritten. Wenn er nach diesem Sturz über sich selbst lachte, wurde er zumeist als sympathischer empfunden. Aber auch wenn iCat ihn daraufhin auslachte oder beide Roboter gemeinsam lachten, bewerteten das die Versuchsteilnehmer positiv. »Schadenfreude ist für Roboter nicht unbedingt etwas Schlechtes«, fasst Mirnig die Ergebnisse zusammen. Lachen könne helfen, negative Situationen zu entspannen.

Auch tanzende Roboter können sehr inspirierend wirken. So zeigte Rachael Bevill von der George Washington University ein Video von einem autistischen Mädchen, das sich von einem kleinen humanoiden Roboter dazu animieren ließ, selber Pirouetten zu drehen. Das Zusammenspiel von Musik, Imitationslernen und Robotern könne helfen, diese Kinder in ihrer emotionalen Entwicklung zu fördern, sagt Bevill. Dabei sei es besonders wichtig, dass die Roboter Emotionen über Körperbewegungen ausdrückten statt nur durch Mimik. Zukünftig wollen die Forscher mit dem Roboter Robotis OP2 arbeiten. Dessen verbesserte Bildverarbeitung soll es ermöglichen, aus den Bewegungen des Kindes auf dessen Gefühlslage zu schließen und darauf zu reagieren.

Generell gelten Roboter als vielversprechendes Hilfsmittel für die Therapie und Betreuung von Kindern mit Störungen aus dem Autismus-Spektrum. Dieser Ansatz baut darauf auf, dass autistische Kinder häufig leichter Beziehungen zu Dingen aufbauen können als zu Menschen. Roboter wiederum ermöglichen komplexere Interaktionen als statische Objekte. Mehrere Roboter wurden bereits speziell für therapeutische Anwendungen entwickelt, etwa der preisgekrönte japanische Roboter Keepon, Milo von der US-Firma RoboKind oder der vom französischen Start-Up Blue Frog Robotics entwickelte Buddy.

All diese Roboter hätten aber ihre Begrenzungen, erklärten Andrea Bonarini und Mirko Gelsomini vom Politecnico di Milano jetzt auf der RO-MAN-Konferenz. Manche seien zu hart, sodass man sie nicht ohne weiteres in den Arm nehmen mag, andere hätten zu beschränkte Bewegungsmöglichkeiten. Das war für sie die Motivation, einen mobilen Roboter zum Kuscheln zu entwickeln: den etwa 60 Zentimeter großen, wie eine Cartoonfigur gestalteten Teo.

Der Roboter ist weich, nachgiebig und verfügt über mimische Ausdrucksmöglichkeiten. Drucksensoren im Innern registrieren Berührungen, sodass Teo angemessen reagieren kann, je nachdem, ob er zärtlich umarmt oder geknufft wird. Dann lächelt er oder verzieht das Gesicht. Das Design sei in enger Zusammenarbeit mit Therapeuten entwickelt worden, sagten Bonarini und Gelsomini. Erste Tests hätten gezeigt, dass kommunikative, emotionale und kreative Kompetenzen von autistischen Kindern im Spiel mit Teo gefördert würden. Allerdings sei die Zahl der Versuchspersonen noch zu gering, um belastbare Aussagen treffen zu können.

Das gilt auch für die anderen Autismus-Projekte, die bei der RO-MAN 2016 präsentiert wurden. Im Einzelfall sind die Erfolge gleichwohl durchaus bemerkenswert. So berichtete Jiro Shimaya von der Osaka University von Versuchen, bei denen der Therapeut über einen Nao-Roboter mit dem Kind kommunizierte. Dafür gab er in einem Nebenraum über eine Tastatur den Text ein, der dann vom Roboter gesprochen wurde. Ein 15-jähriges Mädchen, das sich extrem aggressiv gegenüber einer Mitschülerin verhalten hatte, habe auf diese Weise 30 Minuten über ihre Probleme gesprochen, während sie das direkte Gespräch mit dem Therapeuten nicht länger als zehn Minuten durchgehalten hätte. Danach habe sie ihre Aggressivität gegenüber der Rivalin vorübergehend reduziert und sogar mit ihr gesprochen. In einem anderen Fall habe ein 18-jähriges Mädchen ihre Gefühle zunächst dem Roboter gegenüber zum Ausdruck gebracht und konnte danach auch mit dem Therapeuten direkt darüber sprechen. Da, so Shimaya, könne es eine Rolle gespielt haben, dass der Therapeut sich bereits während der Kommunikation mit dem Roboter im gleichen Raum befunden habe.

Angesichts der heute noch recht beschränkten kognitiven Fähigkeiten von Robotern mag es zunächst überraschen, dass ausgerechnet diese tumben Maschinen Menschen bei der mentalen Entwicklung unterstützen sollen. Aber vielleicht ist diese Betrachtung zu einseitig: Tatsächlich lernen Mensch und Maschine wechselseitig voneinander. Auch die Roboter erweitern Schritt für Schritt ihre Fähigkeiten und werden dabei mehr und mehr zu sozialen Akteuren. Ihren Platz in der menschlichen Gesellschaft müssen sie aber erst noch finden.

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