Von Gero von Randow

Still ist es geworden um die Roboter. Die artistischen Darbietungen der ehemaligen Messestars lassen niemanden mehr erstaunen, und wir trauen ihnen inzwischen fast jede Fertigkeit zu. Gewiß, Roboter schweißen und schleifen, bohren und lackieren unermüdlich die Massenware etwa in Automobilwerken, doch nur mit Mühe lassen sie sich auf wechselnde Wagentypen umstellen. Weitgehend versperrt ist ihnen die Montage und damit ein besonders kostenintensiver Fertigungsbereich. Die derzeit verfügbaren Roboter sind zu stur, als daß sie sich in der zumeist komplexen und schnellbewegten Montagewelt zurechtfänden. Wenn ihren Eisenfäusten etwas in die Quere kommt, dann wird’s gefährlich. Industrieroboter, so will es das Gesetz, müssen deshalb eingesperrt werden wie die Raubtiere im Zirkus.

Das öffentliche Interesse an der Industrie-Automation wandte sich anderen Themen zu wie der "Fabrik der Zukunft" oder der "Computerintegrierten Fertigung". Die "ganzheitliche Sicht" soll das Zusammenwirken programmgesteuerter Systeme im Arbeitsprozeß erfassen. Wer da noch an einzelnen Apparaten bastelt, wird kaum zur Avantgarde gerechnet. Die Roboter haben den Glanz des Spektakulären verloren.

Das könnte bald wieder anders werden. Roboterforscher nehmen Anlauf, um die nächsten Hindernisse auf dem Weg zum "autonomen Mehr-Robotersystem" zu überwinden – so jedenfalls sieht es Professor Eckhard Freund, Leiter des Instituts für Roboterforschung an der Universität Dortmund. Sein Ziel: Systeme mehrerer Roboter, die einfach und schnell auf komplizierte und wechselnde Aufgaben programmiert werden können und sich auch in unvorhergesehenen Situationen sinnvoll verhalten.

Das klingt gut; doch da wären noch scheinbar banale Bedingungen zu erfüllen – zum Beispiel die Forderung, daß die gleichzeitig agierenden Roboter einander nicht ins Gehege kommen. Trivial ist dies keineswegs. "Kollisionsvermeidung" fällt uns schon beim Autofahren schwer, und spätestens bei sechsachsigen Robotern wird sie unüberblickbar.

Kollisionsvermeidung beginnt schon, ehe sich die Roboter in Bewegung setzen. Ihre Bahnen werden mit Hilfe sprachlich formulierter Befehle oder mit Bildschirmgraphiken programmiert. Doch selbst der modernste Zentralcomputer ist kein Laplace’scher Genius, der alles kennt und vorhersehen kann. Zudem ist eine Fabrik kein Organismus, dessen Zustände sich allesamt vorausberechnen lassen; und sollten sie wohldefiniert sein, könnten sie nur mit einem enormen rechnerischen Aufwand berücksichtigt werden. Die Kollisionsvermeidung wird daher durch die Steuerung der Bewegungsbahnen während des Betriebes ergänzt. Diesem "online-Verfahren" gilt das besondere Interesse von Professor Freund.

Die online zu verarbeitenden Ausgangsdaten kommen direkt von den Sensoren des Roboters und indirekt von den Steuerungsapparaten, die seine Bewegungsachsen führen. Aber wie können die vorgeplanten Bahnen der Roboter, ihre unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Kräfte, die Prioritäten und die jeweils aktuellen Bewegungsdaten, zu kollisionsfreien Routen verarbeitet werden? Die herkömmliche Antwort lautet: durch Probieren. Der Rechner spielt mehrere Varianten durch und nähert sich schrittweise einem Bahnmodell, das kollisionsfrei ist und auch andere Funktionsgrößen, etwa Geschwindigkeit und Genauigkeit, optimiert. Das kann allerdings lange dauern, zu lange für die meisten Aufgaben in der Industrie.