Einige der Nachrichten über künstliche Intelligenz nehmen das Star Wars-Universum in dem Sinne vorweg, dass die Menschen von autonomen Robotern umgeben sind. Sie werden den Menschen geistige und körperliche Arbeit abnehmen, aber der Film lässt ein grundlegendes Problem wohlwollend im Unklaren. Was macht Roboter ‚gehen‘.
Die einen waren voller Bewunderung, die anderen voller Entsetzen über die Nachricht, dass im Frühjahr 2025 ein Roboter in Menschengestalt einen Halbmarathon in Peking laufen wird. Die Zeit betrug zwei Stunden und 40 Minuten. Das war zwar langsamer als der Sieger des Rennens, der etwas mehr als eine Stunde für die Strecke benötigte, aber dennoch kein schlechtes Ergebnis. Viele Amateur-Marathonläufer wären stolz auf sich, wenn sie diese Zeit unterbieten könnten.
So konnte “Robi der Roboter” 21 Kilometer lang das Tempo der begeisterten Läufer mitgehen. Das gute Ergebnis wurde von einer Sache überschattet. Nämlich die Tatsache, dass während dieser „sportlichen Leistung“ die Batterie dreimal gewechselt werden musste. Darüber kann man großzügig hinwegsehen, solange man die Roboter testet oder sie zur Unterhaltung benutzt.
Aber wenn wir ihnen ernsthaft einen Teil der täglichen Arbeit der Menschen anvertrauen wollen, weisen sie auf ein großes Problem hin. Nämlich die Frage des Energieverbrauchs von Robotern. Das hat James Pikul, Professor an der Universität von Wisconsin-Madison, in einem Artikel in The Conversation untersucht. Im Film schließt Luke das Ladekabel auch an den R2-D2 an, aber es ist nicht klar, wie lange er mit einer einzigen Batterieladung auskommt.
Die Vorführungen zeigen Roboter mit erstaunlichen Fähigkeiten, aber das ist nur die Fassade
In Propagandavideos sehen wir Roboter, die die Bewegungen von Tieren oder sogar Menschen mit erstaunlicher Genauigkeit nachahmen. Natürlich führen sie komplexe Aufgaben mit viel größerer Präzision aus als Menschen. Manchmal sind sie auch besser koordiniert und effizienter als „biologische Systeme“.
Aber wenn wir uns die Ausdauer ansehen, stellen wir fest, dass Roboter schlecht abschneiden. Es ist nicht so, dass sie während ihrer Tätigkeit ermüden. Sie sind einfach in kurzer Zeit erschöpft. Genauer gesagt, geht ihnen die Kraft aus. Pikul hat sich mit diesem Thema eingehend beschäftigt. Warum sind die künstlichen Systeme den Lebewesen in diesem Bereich so weit voraus?
Der Schwerpunkt der Forschung liegt derzeit auf der Verbesserung von Batterien, aber es wird auch eine ziemlich bizarre Möglichkeit erforscht. Man untersucht die Möglichkeit, Roboter zu schaffen, die essen, d. h. die die Energie, die sie zum Funktionieren brauchen, durch Stoffwechsel erzeugen.
Acht-Stunden-Schicht als Einwand gegen den Roboterlehrling
Dank der Fortschritte in den Bereichen Biomechanik, Motorsteuerung und -regelung können moderne Roboter die Bewegungen von Tieren und Menschen erstaunlich gut nachahmen. Die Roboter Spot von Boston Dynamics und Atlas, die den Menschen imitieren, können mit einer bisher unvorstellbaren Geschicklichkeit gehen, laufen und kriechen. Ihre Motoren sind stärker als ihre Muskeln.
Die Ausdauer ist eine andere Sache. Spot zum Beispiel kann mit einer einzigen Akkuladung 90 Minuten lang laufen. Danach muss er für fast eine Stunde an das Ladegerät angeschlossen werden. Was ist das im Vergleich zu der Tatsache, dass ein Arbeiter bis zu 12 Stunden auf dem Laufband laufen kann, wenn er muss. Ein Arbeitshund, der z. B. in Katastrophengebieten nach Menschen sucht, kann ebenfalls viele Stunden lang arbeiten.
Roboter werden wie alle mobilen Geräte, vom Smartphone bis zum Elektroauto, von Lithium-Ionen-Batterien angetrieben. Sie sind zuverlässig und weit verbreitet, aber ihre Entwicklung ist langsam. Beim derzeitigen Tempo könnte sich ihre Leistung in einem Jahrzehnt verdoppeln.
Man kann über Fett schimpfen, aber es ist ein großartiger Energiespeicher
Tiere speichern Energie in Form von Fett. Es hat eine hervorragende Energiedichte: neun KWh pro Kilogramm. Ein Schlittenhund speichert also 68 KWh Energie, wenn er gut in Form ist. Die Lithium-Ionen-Batterie eines Tesla Model 3 Elektroautos hingegen speichert bei voller Ladung 0,25 KWh Energie pro Kilogramm.
Das bedeutet, dass Spot selbst mit einem besonders effizienten Motor Dutzende Male aufgeladen werden müsste, um die Ausdauer eines Schlittenhundes zu erreichen. Und das Wiederaufladen ist nicht immer möglich. In abgelegenen Gebieten oder in Katastrophengebieten gibt es keine Stromquelle.
Sicher, man kann mehr Batterien in Roboter einbauen, aber das bedeutet mehr Gewicht. Die Konstrukteure müssen ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Gewicht und Ausdauer finden. So macht beispielsweise die Batterie von Spot 16 Prozent seines Gewichts aus. Die Verwendung von Solarzellen wird in Erwägung gezogen, aber sie können einen sehr schlechten Ersatz darstellen. Es ist kein Zufall, dass Pflanzen, die auf sie angewiesen sind, nicht verwildern.
Und Ausdauer ist wichtig. Wenn wir von Robotern erwarten, dass sie sich den ganzen Tag um ältere Menschen kümmern, Lagerhallen beladen oder auf dem Feld an der Seite von Menschen arbeiten, müssen sie in der Lage sein, viele, viele Stunden lang einsatzbereit zu bleiben.
Alternative Energiequellen sind mehr Sder weniger noch Science Fiction
Es wird mit völlig neuen Arten von Batterien experimentiert. Lithium-Schwefel- und Metall-Luft-Lösungen sind in der Presse. Einige Systeme enthalten sogar Tierfett. Laut The Conversation soll die Lebensdauer dieser Batterien mit der Ausdauer von Tieren mit geringem Fettgehalt mithalten können.
Doch auch die nächste Generation von Batterien wird ihre Grenzen haben. Sie können schwer aufzuladen sein, sich im Laufe der Zeit erheblich verschlechtern oder komplex und daher teuer in der Herstellung sein. Ähnlich verhält es sich mit der Schnellladung: Sie erzeugt viel Wärme, ist nicht gut für die Haltbarkeit der Batterien und erfordert eine eingebaute Infrastruktur.
Diese Zwänge haben einige Forscher dazu veranlasst, mit metall- oder chemiefressenden metabolischen Energiequellen zu experimentieren. Zu diesem Zweck wollen sie künstliche Mägen in Roboter einbauen. Andere experimentieren mit Flüssigkeiten, die die Funktionen von Blut, Energietransport, Kühlung und Heizung nachahmen würden. Dies würde die Batterie ersetzen.
Im Hinblick auf Letzteres gibt es nur eine pikante Frage. Wenn Gott oder nennen Sie Mutter Natur dieses Problem durch Millionen von Jahren der „Entwicklung“ gelöst hat, warum nutzen wir dann nicht, was sie uns gegeben hat? Den Mensch?
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