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Die Roboter kommen

VON BURKHARD STRASSMANN

In der Fabrik, im Pflegeheim und auf der Straße drängen mobile Blechkollegen in unseren Alltag. Lassen die Helfer ihre Kraft spielen, kann das schmerzhaft enden.

Die Roboter kommen© charles taylor - iStockphoto.comRoboter - die kleinen Helfer kommen in vielen Bereichen zum Einsatz
Mainz, Johannes Gutenberg- Universität, Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin. Der Apparat, in den eine Person komplett eingespannt werden kann, erinnert ein wenig an ein mittelalterliches Folterinstrument, und diese Assoziation ist nicht ganz abwegig. Hier wird Menschen mit der Metallspitze eines Geräts namens Algometer (»Schmerzmesser«) bewusst Schmerz zugefügt. Die archaisch anmutende Versuchsanordnung erlaubt einen Blick in die nahe Zukunft. Soeben startet in Mainz ein dreijähriger Großversuch. In dessen Rahmen sollen rund 100 Probanden mit der Metallspitze traktiert werden, und zwar im Bereich der Wahrnehmungsschwelle, also zwischen »Ich spüre nichts« und »Aua!«. Genauer: Die Probanden erfahren an verschiedenen Körperteilen einen steigenden Druck. Sobald sie merken, dass aus dem wahrnehmbaren Gefühl Schmerz wird, stoppen sie den Versuch. Den Forschern geht es um den Zusammenhang zwischen Kraft, Druck und Schmerzempfinden. Ihr Ziel ist ein sogenanntes Schmerzschwellen-Kataster.

Die moralisch nicht unproblematischen Versuche - die zuständige Ethikkommission musste die Tests vorher genehmigen - darf man als Indiz für eine gesellschaftliche Entwicklung betrachten, deren Folgen noch gar nicht absehbar sind. Was wir aus der Science-Fiction kennen, dringt in unsere Lebenswirklichkeit ein: Die Roboter kommen! Sie verlassen ihre mit Schutzgittern abgeriegelten Sicherheitszonen und mischen sich unter uns. Es wird Begegnungen geben. Und Zusammenstöße. Manchmal wird der Kontakt schmerzhaft sein. Die Rede ist nicht bloß von ein paar kleinen autonomen Staubsaugern und Rasenmähern. Große, starke, mobile Maschinen machen sich auf den Weg, um uns zur Hand zu gehen. Sie starten in der Industrie, doch es wird nicht lange dauern, dann kommen sie in unserem Alltag an. Die Mainzer Arbeitsmediziner wollen mit ihrer Schmerzforschung erfahren, was bei unerwünschten Komplikationen wie schmerzhaften Remplern passiert. Ihre Frage ist: Wie stark dürfen Stöße gegen verschiedene Körperteile eines Industriearbeiters sein, um als eben noch tolerabel zu gelten?

Maschinen, die Schmerzen zufügen? Das klingt arg nach Literatur und Film, nach Terminator, nach den Schreckensvisionen der Robocalypse, die der amerikanische Robotikspezialist Daniel H. Wilson in seinem gleichnamigen Horrorroman beschreibt. In dem schließen sich Computer, vernetzte Elektronikgeräte, Webcams, Telefone und eben Roboter zusammen, um die Menschheit zu vernichten. In der Realität dagegen kennen wir Roboter meist nur als im Hintergrund rackernde Arbeitstiere, von denen kaum Gefahr ausgeht. Das sind die Millionen friedlicher, ortsfest montierter Industriearbeitsmaschinen, die abgeschottet hinter mannshohen Sicherheitsgittern schweißen, bohren, fräsen, schauben.

Autonome Maschinen haben Teile unserer Welt unter Kontrolle

Doch mit der behaglichen Aufteilung in eine furchterregende fiktionale Sphäre und eine Realität umgitterter Industrieroboter geht es definitiv zu Ende. Frei laufenden Robotern gehört die Zukunft. Und zwar in allen gesellschaftlichen Bereichen. Unsere Autos werden immer autonomer. Dem neuen Wagen überlassen wir es, Abstand zu halten, auf Regen, Glatteis und Verkehrsschilder zu achten, als Halbroboter parkt er perfekt ein, hält die Spur und bremst, wenn wir gepennt haben. Schon fahren in Berlin, der Region Braunschweig oder in Kalifornien (Google!) Testfahrzeuge herum, die keines Chauffeurs mehr bedürfen. Ganz fahrerlos sind vielerorts die U-Bahnen unterwegs, Autopiloten lenken Flugzeuge. Unbemannte Fluggeräte (Drohnen) verändern die moderne Kriegsführung. Die Integration elektronischer Assistenzsysteme in autonom operierende Computerprogramme führt zu autonomen Maschinen, die Teile unserer Welt schon unter ihrer Kontrolle haben. Nur ausnahmsweise sehen sie aus wie die Roboter unserer Fantasie - etwa wenn in Japan erste Serviceroboter im Altersheim Medikamente verteilen. Oder wenn autonom umherstreifende Roboter teures und unzuverlässiges Wachpersonal ersetzen. Schon die knappe Auswahl dieser Beispiele zeigt, auf wie viele Felder des Alltags sich die Robotisierung erstreckt.

Seit die ersten Roboter »freigelassen« werden, interessiert sich die Industrie auch für die Folgen von Kollisionen zwischen Mensch und mobiler Maschine. Wie Kollege Mensch und Kollege Roboter künftig kooperieren, lässt sich heute bereits besichtigen: So testet Daimler ein Montageband, an dem der Werker Hand in Hand mit Robotern arbeitet. InCarRob heißt der mobile Helfer, der im Auto beim Fixieren des Armaturenbretts hilft. Auch den Kantenschutz an der Tür bringt der Mensch nur in Position, der InCarRob montiert. Solche rechnergesteuerten Kollegen, die Arbeitern hilfreich auf die Pelle rücken, nennt man nach dem englischen Fachbegriff »kollaborative Roboter«. Sie werden den Arbeitsalltag verändern. Neben den Juristen gehören die Versicherer zu den Ersten, die darauf reagieren.

Soll sich der Roboter »menschlich« bewegen - oder eben gerade nicht?

St. Augustin bei Bonn, Zentrale der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung. Der Spitzenverband der Berufsgenossenschaften, bei denen alle deutschen Unternehmen zwangsversichert sind, erforscht auch Gefahren am Arbeitsplatz. Im Institut für Arbeitsschutz (IFA) sind kollaborative Roboter seit einiger Zeit ein wichtiges Thema. Üblicherweise beschäftigt sich das IFA mit schädlichen Dämpfen, denen Dachdecker ausgesetzt sind, mit Partikelemissionen von Laserdruckern oder den geschundenen Knien der Fliesenleger. Nun aber wird gefragt: Wie reagiert der Mensch auf Blechkameraden, die ihm zum Beispiel Dinge reichen? Ein virtueller Arbeitsplatz simuliert eine solche Kooperation: Durch eine 3-D-Brille sieht man hier einen etwa mannshohen Roboterarm, der in ein Regal langt, eine Kiste hervorholt und dem Bediener dabei scheinbar bedrohlich nahe kommt.

Wie schnell darf er sich bewegen, ohne den Kollegen Mensch zu erschrecken? Ist ein eher »menschlicher«, runder Bewegungsverlauf für den Arbeiter angenehmer und ein zackiges, »maschinelles« Verhalten angsteinflößend - oder umgekehrt? Soll sich die Maschine an humane Bewegungskonventionen halten, um berechenbar zu bleiben - oder eben nicht? Und macht es einen Unterschied, ob sich ein knallroter Metallgreifer nähert oder ein beruhigend grüner? Weniger um Psychologie, mehr um Technik geht es ein paar Laborräume weiter. Dort »arbeitet« ein klassischer, über zwei Meter großer Knickarmroboter mit Greifer. Er ist nicht, wie sonst üblich, durch Gitter vom Bedienpersonal getrennt. Sein schwerer, scharfkantiger Arm kann sich erschreckend schnell bewegen, sein zerstörerisches Potenzial ist offensichtlich. Statt Gittern wird hier ein unsichtbarer Schutz erprobt. Den bieten zahlreiche Sensoren am Arbeitsplatz und am Roboter - Infrarot-, Ultraschall-, Lasersensoren. Nähert sich jemand der Maschine, wird sie zahm und bewegt sich nur noch wie in Zeitlupe. Sie kann auch so programmiert werden, dass sie bei Gefahr sofort innehält.

Die eindrucksvollste Art der Kollisionsvermeidung erlebt der in den Arbeitsbereich eindringende Besucher, wenn der Roboter mit einer Art sensorischer Aura ausgestattet ist. Dann arbeitet er einfach weiter und weicht dem Menschen flexibel und geradezu elegant aus. Trotz solcher technischer Vorkehrungen bleibt ein Risiko, frei von Remplern wird die Zukunft nicht sein. »Welches Risiko akzeptabel ist, entscheidet die Gesellschaft«, sagt Michael Huelke, der am IFA das Referat »Neue Technologien, Mensch und Technik« leitet. Bekanntlich akzeptieren die Leute ja ein relativ hohes Verletzungsrisiko im Straßenverkehr und im (Abenteuer-)Urlaub. Am weniger freiwillig aufgesuchten Arbeitsplatz liegt ihre Toleranzschwelle viel niedriger.

Die Geschichte der Zwischenfälle zeigt, dass Roboter durchaus verheerend zulangen können. Selbst eingezäunte Greifarme müssen gereinigt, gewartet und neu programmiert werden, und dabei haben sich auch immer wieder Unfälle ereignet. Das US-Institut für Sicherheit und Gesundheit am Arbeitsplatz (NIOSH) registrierte am 21. Juni 1984 den ersten tödlichen Vorfall. Damals wurde ein Arbeiter totgequetscht, als er einen Roboter säubern wollte. In Schweden packte 2007 ein Roboter - statt wie üblich schwere Steine - den Kopf eines Arbeiters, der dadurch verletzt wurde. Unlängst bohrte im österreichischen Feldkirch ein Roboter einem Arbeiter ein Loch in den Arm. Und in einem Aschaffenburger Heizkraftwerk wurde ein Mensch gefährlich verletzt, als ihn ein Verpackungsroboter auf die Brikettieranlage warf. Seit das Militär Kampfroboter einsetzt, gab es immer wieder auch heikle Situationen in den eigenen Reihen. In Südafrika starben 2007 gar bei einer Übung zehn Soldaten, als eine computergesteuerte Kanone plötzlich zu ihnen herumschwenkte und ihr Magazin verschoss.

Im friedlichen Fabrikalltag wären schon kleinste Rempeleien und Stöße relevant. Wie sie aber genau zu bewerten sind - das wollen Roboterhersteller wie Kuka und ABB nun wissen. Wo liegt die Grenze zwischen einem akzeptablen Stupser und der intolerablen Kollision? Denn danach richten sich die Robotergeschwindigkeit, seine maximale Kraft und die Arbeitsplatz gestaltung. Wie weh unerwünschter Mensch-Maschine-Kontakt in der Arbeitswelt tun darf, ist Gegenstand der ISO-Norm 10218, die vom IFA maßgeblich gestaltet wird. Klar ist, so Experte Huelke: »Es darf nie Blut fließen oder einen Knochenbruch geben.« Allenfalls blaue Flecke, Hautrötungen und leichte Schürfwunden seien tolerabel. Doch welche Kollisionskraft genau zu welchen Beschädigungen führt, darüber weiß man noch wenig. Gesicherte Ergebnisse zu massiven Gewalteinwirkungen und schlimmen Verletzungen bietet die Verkehrsunfallforschung. Zu weniger schlimmen Verletzungen existieren Studien aus Japan. »Dort sind auch Versuche möglich, die hier ethisch unzulässig wären«, sagt Huelke. Über den Bereich der geringen Schmerzen und der Schmerzschwelle dagegen weiß man fast nichts. Genau hier sollen die Algometer-Untersuchungen in Mainz Klarheit schaffen.

Eine Vorstellung davon, wie ein Schmerzschwellen-Kataster aussehen könnte, bietet die vorläufige Version einer ISO-Norm für kollaborierende Roboter. Sie orientiert sich an den bewährten Grenzwerten für Quetschkräfte an Türen und Toren, die zum Beispiel Aufzugs- und Bustüren betreffen. Hier gilt als Grenzwert eine Kraft von 150 Newton (circa 15,3 Kilopond). Wenn die Kanten nicht scharf sind und der Druck sich verteilt, kommt das für Arm, Hand und Unterschenkel ungefähr hin. Das Gesicht dagegen ist viel empfindlicher. Man schätzt, dass es nur eine Kraft von 65 Newton aushält, der Kehlkopf sogar nur 35. Einigermaßen unempfindlich für den neuen mensch-maschinellen Alltag sind Arbeiter nur in einer Körperregion: Mit 210 Newton darf Kollege Roboter ihnen ungestraft in den Hintern treten.

Aus DIE ZEIT :: 19.01.2011

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