Humanoider Roboter

Eingeschränkt funktionsfähiges Vorführmodell eines humanoiden Roboters (1932)

Der an der Universität Tokyo entwickelte humanoide Roboter Kotarō (2008)

Die Idee des Baus eines künstlichen Menschen ist alt. Die griechische Mythologie berichtet, dass der Schmiedegott Hephaistos u. a. menschenähnliche Maschinenwesen gebaut habe. 1495 skizziert Leonardo da Vinci einen simplen Automaten, der wie ein Soldat in Rüstung aussieht. 1738 baut Jacques de Vaucanson einen mechanischen Flötenspieler. Bis zu diesem Zeitpunkt bezeichnet man solche mechanischen, menschenähnlichen Maschinen als Automaten.

Den Begriff Roboter prägte 1921 Karel Čapek, ein tschechischer Schriftsteller, in seinem Theaterstück R.U.R. (Rossum’s Universal Robots), das über künstliche Menschen handelt. Abgeleitet ist der Begriff Roboter dabei vom slawischen Wort rabota, das Arbeit bedeutet. 1927 schuf Fritz Lang in seinem Film Metropolis einen Maschinenmenschen mit weiblichem Aussehen, der im Verlauf des Films die Gestalt eines täuschend menschenähnlichen Androiden verliehen bekam.

Eine prototypische Realisierung, den humanoiden Roboter Elektro, stellte 1939 die Firma Westinghouse auf der Weltausstellung in New York vor.

1962 konstruierte der Wiener Claus Scholz einen humanoiden Roboter, den MM 7, der bereits sehr komplexe Bewegungsabläufe umsetzen konnte (Türen öffnen, Boden fegen oder Getränke aus einer Flasche in ein Glas einschenken). Er arbeitete allerdings nicht völlig autonom, sondern war sowohl für Stromversorgung als auch für Steuerbefehle von einer externen Einheit abhängig, mit der er über Kabel verbunden war. Der MM 7 ist erhalten und im Technischen Museum Wien untergebracht. Eines der größten Probleme, mit denen Scholz zu kämpfen hatte, war die Fortbewegung, die bei MM 7 und dessen Nachfolgemodell MM 9 nicht befriedigend gelöst werden konnte. Hier einen erfolgversprechenden Ansatz zu finden, war der nächsten Forschergeneration vorbehalten.

1970 schlug Miomir Vukobratović das Zero-Moment-Point-Prinzip vor. Mit Hilfe dieses Prinzips konnten die Bedingungen für statisch stabiles Laufen erfüllt werden. 1973 baute die Waseda-Universität den Wabot-1 und begann ein langjähriges Forschungsprogramm. 1980 wurde das MIT Leglab gegründet. 1984 spielte der Wabot-2 auf einer elektrischen Orgel. Seit 1986 arbeitete Honda an der E-Serie, aus der später die P-Serie und ASIMO hervorging. Parallel dazu werden seit circa 1990 passiv dynamische Läufer entwickelt, bei denen ein neuerer Ansatz für das Laufen verwendet wurde. Seit ca. 2004 laufen, gehen und rennen Roboter schneller und flexibler.

Der Entwicklung humanoider Roboter liegen zwei Hauptmotive zugrunde:

Bisher hat kaum eine Entwicklung Marktreife erreicht, es handelt sich eher um Studien und Mittel des Marketings. Zu den aktuellen Fähigkeiten gehören unter anderem:

• gehen, rennen[4], auf einem Bein hüpfen, tanzen[5], bewegte Hindernisse umlaufen[6], Treppen steigen[7], in unwegsamem Gelände laufen, Tür öffnen, heftige Stösse von außen ausbalancieren, nach Hinfallen wieder aufstehen[8]
• Tablettwagen schieben, Tablett entgegennehmen, transportieren, übergeben, servieren[9]
• Gebärdensprache[10]
• Trompete spielen[11], Geige spielen[12], in Band Musik spielen[13]
• Rad fahren[14][15], Ball fangen und werfen[16][17]
• Getränke einschenken[18], Spülmaschine ein- und ausräumen[19], Tätigkeiten im Haushalt wie z. B. Kochen[20], Fenster wischen und den Boden kehren[21], Lasten tragen, Kisten aufheben und einräumen[8]

Humanoider Roboter von Toyota 2005

• ASIMO (Honda) – in Vermietung 2000–2022
• Atlas von Boston Dynamics[22]
• HOAP-1 und -2 (Fujitsu)[23] – eine humanoide Roboter-Serie, welche auch kommerziell zu Forschungszwecken vertrieben wird, etwa 2007
• Toyota-Roboter (Toyota) – Unterhaltungsroboter 2007,[24] Weiterentwicklung T-HR3 2017,[25] CUE3 spielt Basketball (2020 Freiwürfe), CUE4 im Jahr 2020[17]
• Qrio (Sony) – Weiterentwicklung im März 2006 eingestellt
• Wakamaru (Mitsubishi) – im Verkauf
• Ri-Man, Japan 2006
• REEM A-C von Pal Technology ab 2006
• Pepper im Verkauf 2015–2021
• PETMAN von Boston Dynamics[26] Prototyp eines Humanoiden Roboters, eingesetzt beim Testen von Schutzanzügen des US-amerikanischen Militärs
• Nao, Spielzeugroboter von Aldebaran Robotics etwa 2013
• Alpha 1S von UBTECH
• Tesla Bot: zwei Prototypen 2022

Cronos hat eine dem menschlichen Skelett nachempfundene „Knochenstruktur“.

• Cronos, Labor für künstliche Intelligenz Universität Zürich im Rahmen des ECCE-Robot Projekt der EU
• RobotCub, italienisch/britisches universitäres Konsortium
• COG, Kismet, Massachusetts Institute of Technology
• ERATO Synergistic Robotics, Universität Osaka
• HUBO Labs am KAIST in Südkorea bauen und forschen an lebensgroßen humanoiden Robotern

In Deutschland forschen unter anderem folgende – meist universitäre – Einrichtungen mit humanoiden Robotern:

• Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (NimbRo)
• Freie Universität Berlin (FUmanoids)
• Beuth Hochschule für Technik Berlin (Forschungslabor Neurorobotik, Roboter Myon)
• Technische Universität Berlin (DAI Labor)
• Technische Universität Darmstadt (Darmstadt Dribblers)
• Universität Bremen (B-Human)
• HTWK Leipzig (HTWK Robots)
• Technische Universität Dortmund (DoH!Bots)
• Universität der Bundeswehr München (HERMES)
• Karlsruher Institut für Technologie (ARMAR III)
• Technische Universität München (Johnnie, Lola)
• Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (Rollin' Justin[27], TORO[28])

Die Beuth Hochschule für Technik Berlin bietet den bisher bundesweit einzigen Studiengang zu humanoider Robotik an.[29][30] Daneben lässt sich das Thema in übergeordneten Studiengängen wie der Robotik, Automation und Regelungstechnik verschiedener Einrichtungen vertiefen. Im internationalen Kontext bietet beispielsweise das einen Imperial College London einen entsprechenden Master-Studiengang an.[31]

• Militärroboter

Commons: Humanoide Roboter – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Boris Hänßler: Die Humanoiden kommen. In: Spektrum der Wissenschaft, 11. Oktober 2013.