Robotik für die Welt von morgen
In Zürich-Oerlikon liefert ein hundeähnlicher Roboter von dem ETH Zürich Spin-off RIVR Essen aus. ANYmal wiederum inspiziert Raffinerien und Chemieanlagen und meldet Lecks oder Unregelmässigkeiten an die Leitstelle. Die Forschung hinter diesen Entwicklungen kommt aus dem «Center for Robotics» der ETH Zürich rund um Marco Hutter. Und der Robotikforscher denkt weiter – bis ins Weltall.
Dull, dirty, dangerous: Diese «Drecksjobs» – langweilig, schmutzig oder gefährlich – sollen künftig Maschinen statt Menschen erledigen – zumindest, wenn es nach Marco Hutter geht. Der Maschinebauingenieur leitet an der ETH Zürich das «Center for Robotics» (ETH RobotX) und beschäftigt sich seit Langem mit beweglichen Maschinen. 2009 baute er für seine Masterarbeit einen kleinen Roboter, der hüpfen konnte. Später kam ein Vierbeiner dazu, der zuerst «mehr schlecht als recht» lief, wie er sich erinnert. Tempi passati: Längst klettern die Roboter aus der RobotX-Innovationsschmiede über Hindernisse. Sie sind agil und wendig wie ihre tierischen Vorbilder.
«Robotik ist letztlich die Fortsetzung der Automatisierung, nur dass die Systeme heute nicht an Fabrikhallen gebunden sind.»
«Robotik ist letztlich die Fortsetzung der Automatisierung, nur dass die Systeme heute nicht an Fabrikhallen gebunden sind», sagt Hutter, Professor an der ETH Zürich. Seine Roboter sehen, hören und reagieren selbstständig. ANYmal, das wohl bekannteste Modell, prüft Ventile, misst Temperaturen und erkennt Anomalien in Kraftwerken, Minen oder Chemieanlagen. «An der ETH Zürich zeigen wir, was technisch möglich ist», betont er, «der Rest ist Sache der Industrie oder von unseren Start-ups.»
Hier spricht der Forscher, der zwar die Anwendung vor Augen hat, aber vor allem noch ungelöste Probleme angehen will. «Wir machen Grundlagenforschung, die einen direkten Nutzen bringen soll.» Genau das ist der Ansatz von RobotX, einem Zentrum, das Mechanik, Elektronik und Informatik zusammenführt – und bei Bedarf Architektur, Medizin oder Umweltwissenschaften einbindet. «Je mehr Fähigkeiten Roboter haben, desto mehr Disziplinen interessieren sich dafür. Dahinter steht auch ein grosses gesellschaftliches Bedürfnis», sagt der Leiter von RobotX.
In der Gesellschaft herrscht auch Skepsis
Doch in dieser Gesellschaft herrscht auch Skepsis: Eine Welt, in der Maschinen selbstständig entscheiden, weckt Ängste. «Neue Technologien haben immer Angst ausgelöst», sagt Hutter dazu, «und trotzdem haben wir Menschen uns jedes Mal angepasst.» Aktuell ist es wohl die künstliche Intelligenz, die am meisten Anpassungen fordert. Schon in den Anfängen nutzte Hutter maschinelles Lernen, um die Roboter zu programmieren.
Doch seitdem hat sich viel getan. Heute werden die Roboter mittels neuronaler Netzwerke gesteuert. Dabei lernt der Roboter in einer virtuellen Simulation, wie er sich über komplexe Hindernisse zu bewegen hat, und kann das danach in der echten Welt ausführen. Auch die Autonomie hat sich stark verbessert: Die Roboter können sich heute eine Karte herunterladen, das Gelände interpretieren und selbst herausfinden, wie sie durch die Welt navigieren müssen.
Dabei wird vermehrt auf sogenannte Large-Language- und Large-Vision-Modelle gebaut, die mit Unmengen an Text- und Videodaten aus dem Internet trainiert wurden. «Unsere Welt ist sehr komplex, da können wir dem Roboter das Verhalten für jede mögliche Situation nicht manuell einprogrammieren.»
Die Fortschritte in KI und Hardware haben auch die Entwicklung in der Robotik stark beschleunigt. Mit dieser Geschwindigkeit können wir in der Schweiz manchmal kaum Schritt halten, wenn es darum geht, die Hightech Erfindungen auch in die Praxis umzusetzen und zu skalieren. «Die Welt dreht sich sehr schnell», sagt der Forscher. Während in China riesige Robotikzentren innerhalb kürzester Zeit aufgebaut werden und in den USA Milliarden in Robotik-
Start-ups investiert werden, braucht es bei uns häufig ein wenig länger und man muss im kleineren Stil denken.
Trotzdem glaubt der Professor an den Standort Zürich. RobotX sei ein Magnet für Talente, und die Schweiz ein Ort, an dem langfristig gedacht werden kann. «Die ETH Zürich gibt uns die Freiheit und das Vertrauen. Das sind die wichtigsten Grundlagen für erfolgreiche Forschungsgruppen», sagt er. Innovation müsse schnell möglich sein, Forschung dagegen brauche einen langen Atem. «Wenn wir nach drei Jahren hätten aufhören müssen, gäbe es Roboter wie ANYmal oder Start-ups wie ANYbotics heute nicht», so Hutter.
Die ETH Zürich generell und Initiativen wie RobotX im Speziellen stärken neben dem Forschungsstandort auch den Wissenschaftsstandort Schweiz enorm. So schafft es Zürich, renommierte Unternehmen oder internationale Forschungsinstitutionen wie das «Robotics and AI Institute» (RAI) anzuziehen.
Was die Zukunft der Robotik betrifft, hat Hutter klare Vorstellungen: Die Maschinen werden vielseitiger und intelligenter – und dringen in neue Bereiche vor. Medizin, Landwirtschaft, Weltraum. «Wir bauen gerade einen Vierbeiner, der auf dem Mond in eine Lava-Röhre klettern soll», sagt er. «Das ist keine Spielerei. Es geht darum, neue wissenschaftliche Entdeckungen zu machen und Voraussetzungen zu schaffen, damit wir vielleicht einmal auf anderen Planeten leben können.» Sein Traum: mobile Roboter, die unsere Arbeit und unseren Alltag erleichtern.