Serviceroboter sind im privaten Umfeld sehr beliebt

Bis 2020 wird dem Markt für Service-Roboter von der International Federation of Robotics (IFR) ein Wachstum von durchschnittlich 35 Prozent prognostiziert. Gerade im Leben älterer Menschen können Roboter helfen, Alltagshürden zu meistern. Im Juli dieses Jahres wurde das vom BMBF geförderte Forschungsprojekt „RoPHa“ gestartet. Unter der Koordination des Fraunhofer IPA mit den Partnern Roboception, Artiminds und der Universität Bremen sollen Technologien für Serviceroboter so weiterentwickelt werden, dass die Systeme alltägliche Handhabungsaufgaben sicher und interaktiv ausführen können.

Fahrerlose Transportsysteme sind die Bestseller unter den Servicerobotern im professionellen Anwendungsbereich. Zusammen mit den Branchen Sicherheit, Landwirtschaft, Medizin und Öffentlichkeitsarbeit sowie anderen logistischen Systemen verzeichnete der Verkauf von industriellen Servicerobotern 2016 insgesamt einen Anstieg von 24 Prozent. Darunter fallen beispielsweise Roboter, die in der Lage sind, in der Landwirtschaft den Melkvorgang zu unterstützen oder gar bei Operationen zu assistieren. Der Umsatz stieg um 2 Prozent auf 4,7 Milliarden US-Dollar.

Besonders beliebt sind nach wie vor Serviceroboter im privaten Gebrauch wie Saug-, Wisch- oder Rasenmähroboter, die fast zwei Drittel der privat genutzten Serviceroboter ausmachen. Weitere Roboter für den häuslichen Gebrauch sind Unterhaltungs- und Freizeitroboter. Der Umsatz konnte durch einen Anstieg von 15 Prozent auf 2,6 Milliarden US-Dollar erhöht werden. Mit 6,7 Millionen verkauften Einheiten im Jahr 2016 stellen die Serviceroboter im persönlichen und häuslichen Bereich die größte Gruppe dar.

Europa einer der führenden Lieferanten von Servicerobotik

Vor allen in den Bereichen der Landwirtschaft, Bau und Konstruktion ist Europa 2016 einer der führenden Lieferanten von Servicerobotik und bedient mit knapp 90 Prozent der in diesen Sektoren ausgelieferten Servicerobotern nahezu die ganze Welt. Auch bei Unterwassersystemen (67 Prozent) und Sicherheitsanwendungen (53 Prozent) kommen die meisten Hersteller aus Europa – noch vor Asien, Australien und Amerika. In der Medizinrobotik teilt sich Europa (52 Prozent) mit Amerika (46 Prozent) den Markt. Die Auslieferung von Servicerobotern im privaten Gebrauch ist mit 4 Prozent vergleichsweise niedrig, stieg jedoch 2016 um 29 Prozent.

Aufhorchen lässt die IFR-Prognose für die Zukunft. Bis zum Jahr 2020 sollen allein im Bereich der Logistik die Verkaufszahlen mit dann 189.700 verkauften Robotern erstmals in den sechsstelligen Bereich vordringen. Von der Landwirtschaft abgesehen, die stark von der finanziellen Situation der Landwirte abhängt, wird für professionell genutzte Serviceroboter ein durchschnittlicher Anstieg zwischen 20 und 25 Prozent pro Jahr für den Zeitraum 2018 bis 2020 erwartet. Der prognostizierte Umsatz liegt soll bei 19 Milliarden US-Dollar liegen. Im privaten Nutzungsbereich sind sogar ein durchschnittlicher Anstieg zwischen 30 und 35 Prozent sowie ein Umsatz in Höhe von 11,3 Milliarden US-Dollar wahrscheinlich.

Servicerobotik zur individuellen Unterstützung im Alter

Vor dem Hintergrund der demographischen Entwicklung in Deutschland ist die Unterstützung älterer und pflegebedürftiger Menschen ein wichtiges Einsatzfeld von Service- und Assistenzrobotern. Dafür ist es entscheidend, dass der Roboter nicht nur informatorisch, sondern auch aktiv bei alltäglichen Aufgaben im privaten Alltag unterstützen kann. Im Forschungsinteresse stehen im neuen Projekt „RoPHa – Robuste Perzeption für die interaktive Unterstützung älterer Nutzer bei Handhabungsaufgaben im häuslichen Umfeld“ deshalb Aufgaben, die aufgrund altersbedingter Krankheiten, Muskelschwäche oder unbeabsichtigter Bewegungen häufig schwerfallen. So soll ein auf die Bedürfnisse des Menschen zugeschnittenes robotisches Hilfsmittel entstehen, das die Selbstständigkeit im Alltag deutlich verbessert.

Für gesunde Menschen ist das zielgerichtete Agieren im häuslichen Umfeld problemlos, weil sie ihre Umgebung umfassend wahrnehmen und deuten und ihre Handlungen auf beliebige geplante Aktionen hin ausrichten können. Für Serviceroboter hingegen ist dies eine Herausforderung. Die Informationen über private Lebensräume sind komplex und ändern sich oft dynamisch. Sie können unscharf, unvollständig oder gar widersprüchlich sein, was eine korrekte Aufgabenausführung erschwert. Deshalb verfolgen die Projektpartner den Ansatz, dass der Mensch mit dem Roboter interagiert und durch Sprachkommandos weitere Informationen bereitstellt. Diese soll der Roboter verstehen und in angemessene Aktionen umsetzen können. Der Input des Menschen soll zu einer besseren Lösung der Aufgabe beitragen und helfen, die zukünftige Aufgabenausführung besser an den Nutzer anzupassen.

Hilfebedürftigen Menschen Speisen und Getränke mundgerecht bereitstellen

Die (weiter-)entwickelten Technologien zur Wahrnehmung und Handhabung bei Servicerobotern setzen die Projektpartner für ein Anwendungsszenario ein, bei dem Care-O-bot 4 einer hilfsbedürftigen Person mundgerecht Speisen und Getränke bereitstellt. Dabei soll der Roboter das Essen zunächst aus der Küche an den Tisch bringen. Diesen sowie auch die dort sitzende Person und alle darauf befindlichen Objekte hat er kontinuierlich über seine Sensoren »im Blick«. Die Person kann nun über Sprachkommandos oder ein Touchpad-Interface Aufforderungen mitteilen wie »Reiche mir das Glas« oder »Führe die Gabel zu meinem Mund«. Sowohl über das Touchpad als auch über Zeigegesten erfährt der Roboter, welche Objekte oder Bissen die Person gerade wünscht. Fehlen ihm Informationen, erfragt er diese. Anhand dieses Szenarios möchten die Projektpartner zeigen, dass mit den entstehenden Technologien eine intuitive, sichere und robuste wahrnehmungsgesteuerte Ausführung auch von Manipulationsaufgaben möglich wird, die Menschen auf natürliche Art und möglicherweise auch vage formulieren.

Die bedarfsgerechte Entwicklung der vorgesehenen Roboterfunktionen stellt einen wichtigen Aspekt von RoPHa dar. Dafür findet im ersten Projektabschnitt eine ausführliche Analyse relevanter Handhabungsaufgaben in einer Altenpflegeeinrichtung statt. In zwei Iterationen erproben die Projektpartner den Roboter zudem im Kontext eines praxisnahen Anwendungsszenarios. (ig)