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Robuster gegen das Virus : Die rettenden Roboter kommen

  • -Aktualisiert am

Das interessiert auch die Kanzlerin: Angela Merkel besuchte im Mai 2019 die Munich School of Robotics and Machine Intelligence. Bild: dpa

Die Corona-Pandemie zeigt, wie wichtig Technologie ist, um Gesellschaft und Wirtschaft widerstandsfähiger zu machen. Ein Gastbeitrag.

          7 Min.

          Intelligente Roboter haben das Potential, unseren Alltag schon in naher Zukunft nachhaltig zu erleichtern. Im Kampf gegen das neuartige Coronavirus wird besonders deutlich, welche Weichen in Forschung, Entwicklung und Translation gestellt werden müssten, damit wir diese größtenteils noch in den Kinderschuhen steckende Schlüsseltechnologie zum Wohle der Gesellschaft und zur Sicherung ihrer flächendeckenden Versorgung einsetzen können. Derzeit opfert sich das medizinische Personal auf und muss Risiken ausgesetzt werden. Das müsste nicht sein, hätten wir unsere Hausaufgaben gemacht und die nötigen Roboterwerkzeuge rechtzeitig bis zur Marktreife entwickelt. Hier kommt ein Fahrplan in sechs Abschnitten.

          Teil I: Die Ungewissheit

          In Zeiten der Corona-Krise sitze ich – wie im Grunde alle Kolleginnen und Kollegen – in den eigenen vier Wänden und übe, in audiovisueller Vernetzung mit der Welt, einen Großteil meiner Tätigkeiten von meinem Laptop aus. Diese privilegierte Situation verdeutlicht mir eine große Schwachstelle unseres gefeierten Informationszeitalters mit all seinen großen wie kleinen Versprechen: Die Abhängigkeit unserer Gesellschaft von der physischen Präsenz zahlreicher systemrelevanter Menschen an neuralgischen Punkten ist so umfassend – seien es Ärzte, Pflegepersonal, Verkäufer oder Angestellte in Logistik und Produktion –, dass aktuell ganze Volkswirtschaften und Märkte in beängstigender Form ins Wanken gebracht werden; wohlgemerkt auch jene, welche mehr ,digital‘ als ,real‘ existieren. Je länger die Ausgangs- und Kontaktbeschränkungen andauern, desto prekärer wird die Situation für uns alle. Medizinische Versorgung, soziale Interaktion und Versorgung des Alltags sind auch im Digitalzeitalter noch abhängig von körperlicher Präsenz.

          Teil II: Eine phantastische Idee

          Derzeit achten die wenigen Menschen auf den Straßen darauf, zwei Meter Abstand voneinander zu halten. Ganze Familien sind getrennt, da die Gefahr besteht, dass Enkelkinder ihre Großeltern mit dem gefährlichen Erreger Sars-CoV-2 anstecken. Unter solchen Umständen wird der uralte Traum, Raum und Zeit sicher zu überbrücken, also innerhalb eines Wimpernschlags an einen anderen Ort teleportiert zu werden, jedoch ohne meinen Körper einer Gefahr aussetzen zu müssen, verlockender denn je. Im Hier und Jetzt müsste dadurch ohnehin überlastetes medizinisches Personal sich nicht zusätzlich dem Risiko einer Infektion aussetzen, Menschen in ländlichen Regionen oder mit eingeschränkter Mobilität hätten garantierten Zugang zu medizinischer und – gerade ältere Menschen – zu pflegerischer Versorgung. Die Zahl der Neuinfektionen mit Covid-19 ginge mit so einer bahnbrechenden Technologie logischerweise erheblich zurück oder hätte gar nicht erst solche Ausmaße annehmen können. Nun ist das Beamen, wie wir es aus Science-Fiction-Filmen und -Literatur kennen, (leider) nur eine phantastische Idee.

          Teil III: Die Forschung

          In diesem Zusammenhang stellt sich offensichtlich die Frage, was denn die so hochgelobte KI-Forschung außer Unmengen an Datenanalysen oder Diagnosevorschlägen Konkretes für uns tun kann, um Patienten zu versorgen und das Gesundheitspersonal zu unterstützen. Die Verbindung von Robotik und Künstlicher Intelligenz zu sogenannten KI-Robotern – mit dem Menschen als Mittel- und Knotenpunkt einer vernetzten Zukunft – ist Kernelement und gleichzeitig Motor der nächsten Transformation von Leben und Arbeit, sofern wir das wollen. Im Sommer des vergangenen Jahres durfte ich den bayerischen Ministerpräsidenten Markus Söder im Rahmen seiner Hightech-Agenda ein wenig beraten. Unter anderem unterstützt er nun ein Konzept, mit dem innerhalb der nächsten zehn Jahre die erste mit ihren Arbeitern interagierende KI-Fabrik auf der ganzen Welt in Betrieb genommen werden soll. In dieser KI-Fabrik würden die Menschen sich von zu Hause aus über ein durch jedermann benutzbares KI-Portal zur Maschinenkontrolle und Maschinensteuerung über das Internet der Zukunft in Echtzeit in die KI-Fabrik einklinken. Sie werden dann mit dem Eindruck, direkt vor Ort zu sein, ihrer Arbeit nachgehen, aber dennoch das Mittagessen sowie die gemeinsamen Abende mit der Familie verbringen – ohne zeitraubende Arbeitswege. Wenn es um gefährliche Arbeiten geht, müsste sich kein Mensch mehr einem unnötigen Risiko aussetzen. Fähigkeiten von Experten wären immer und überall für jeden verfügbar.

          Teil IV: Wunsch und Realität

          So futuristisch die KI-Fabrik noch klingen mag, wir haben in Deutschland tatsächlich längst eine Technologie entwickelt, die physische Präsenz vor Ort ablösen und genau dieses Szenario Wirklichkeit werden lassen kann. Kliniken, Labore und Fabriken könnten schon heute vollständig mit intelligenten, vernetzten Robotern ausgestattet sein, welche uns Menschen die sogenannte multimodale Telepräsenz ermöglichen würden – wären sie nach dem Stand der Technik digitalisiert. Mit einem KI-Portal der ersten Generation könnten diese ferngesteuerten Körper als eine Erweiterung unseres Laptops aus der digitalen Welt in die physische Welt, und damit uns selbst, fungieren. Der Mensch könnte dann vieles aus der sicheren Distanz durch Roboter als Avatare durchführen. Wären solche Technologien schon kommerziell verfügbar, wären zum Beispiel flächendeckend automatisierte Corona-Tests längst denkbar. Auch andere Tätigkeiten, von denen wir so stark abhängig sind, wären dann sicher und bequem aus dem Homeoffice durchführbar. Wenn diese Anwendungen aktuell auch noch in den Kinderschuhen stecken, so ist diese Vorstellung doch sehr viel realistischer, als das viele annehmen. Fest steht: Der Einsatz mitsamt fortführender Entwicklung dieser Technologie wäre der nächste Schritt von der „Information Society“ zur „Interaction Society“. Natürlich wird uns vieles im Vergleich zur Science-Fiction auf absehbare Zeit noch recht einfach vorkommen. Aber dies wäre eben der erste Schritt in die skizzierte Zukunft, deren offensichtlicher Bedarf uns aktuell durch eine der größten Krisen unserer Zeit deutlicher vor Augen geführt wird, als es ein Film oder ein Buch das tun könnten.

          Teil V: Die Umsetzung

          Doch wo stehen wir jenseits von hehren Zielen und mahnenden Worten konkret? Drei Beispiele möchte ich geben: Gemeinsam mit dem Unternehmen Franka Emika und dem Klinikum rechts der Isar hat die Technische Universität München in kürzester Zeit einen funktionierenden Prototyp für einen robotergestützten Rachenabstrich entwickelt und erprobt. Diese automatisierte mobile Covid-Teststation hat das Potential, medizinisches Personal zu entlasten und vor Infektion mit dem neuartigen Virus zu schützen. Im Rahmen einer klinischen Studie wird derzeit mit Probanden, die bei Verdacht auf eine Infektion getestet werden, die grundsätzliche Effektivität und Anwendbarkeit eines solchen autonomen Analyseautomaten überprüft. Durch solche Automaten und nachgelagerte Schnelltests, die ja kürzlich angekündigt wurden, besteht die Möglichkeit, Screening-Tests in hohem digitalisierten Durchsatz effektiv und unter zugleich höchstem Schutz des medizinischen Personals durchzuführen.

          Zweitens finalisieren wir gegenwärtig ebenfalls mit Franka Emika einen weiteren Prototyp eines intelligenten Teleassistenzsystems, das in Krankenzimmern zur Verfügung stehen soll und entweder auf Abruf der Patienten oder auf Ansteuerung durch medizinisches Personal Routineaufgaben mit hohem Ansteckungsrisiko erledigt – man denke etwa an das Abhorchen durch die Ärztin oder die Messung von Blutdruck, Blutsättigung oder Temperatur durch eine aus der Distanz zugeschaltete Pflegekraft.

          Das dritte Beispiel ist ein wenig weiter entfernt auf der Zeitachse, jedoch genauso realistisch in Stufen umsetzbar: In unserem Geriatronik-Projekt in Garmisch-Partenkirchen entwickeln wir intelligente und sichere Assistenzroboter maßgeschneidert für Senioren. Sie sollen die Mobilität im Alter möglichst lange erhalten und zwischenmenschliche Interaktionen und Kommunikation erleichtern. Einfach bedienbare, adaptive Helfer stellen sich direkt auf den Nutzer ein und werden so die Unabhängigkeit im Alter wie auch im Krankheitsfall erhöhen. Das zweite zentrale Ziel der Geriatronik ist die Entlastung von Pflegekräften im Alltag. Durch Unterstützung in körperlich belastenden Situationen soll die allgemeine Arbeitssituation im Pflegebereich verbessert werden. Stellen Sie sich vor, diese Technologien würden schon jetzt nicht nur in unseren Forschungslaboren zur Verfügung stehen, sondern wären allgemein zugänglich. Das Pflegepersonal hätte mehr Kapazitäten für Zuwendung sowie komplexe Fälle. Die ärztliche Versorgung sowie der Kontakt zu Angehörigen wären für die zahlreichen Senioren, die derzeit in ihren Pflegeheimen oder zu Hause in Quarantäne eingesperrt sind, ein wichtiger Schritt zurück in den Alltag. Diese Technologie wäre offensichtlich sowohl geeignet für die sichere telemedizinische Diagnostik im Isolationsfall als auch als pflegerisches Unterstützungswerkzeug aus der Ferne für die sichere Therapie im Quarantänefall.

          Teil VI: Handlungsbedarf

          Eine solche Technologie wird tiefgreifenden Einfluss auf Wirtschaft, Gesellschaft und die Wissenschaft Deutschlands, Europas und der Welt haben, da sie alle Komponenten des täglichen Lebens in nie dagewesener Form nicht nur durch Information, sondern auch durch physische Interaktion miteinander verknüpft. Vorreiter in der dafür benötigten industriellen Systemtechnologie ist immer noch Deutschland – auch in Zeiten, in denen das maschinelle Lernen und Data Science als rein softwaregetriebene, sozusagen „körperlose KI“ nahezu ausschließlich in den Vereinigten Staaten und China entwickelt und umgesetzt werden. In komplexen „KI-Systemen mit Körper“ hingegen werden Mechatronik, Robotik und Sensorik mit industriellen Algorithmen und Software zusammengeführt. Das Ergebnis heißt im Fachjargon „Embodied AI“, also verkörperte KI. Sie erlaubt die einfache Programmierung, Vernetzung und maschinelles Lernen – und steht für intelligente Robotik made in Germany.

          Nun stelle ich mir aber die Frage, warum in Deutschland, obwohl wir so gut aufgestellt sind, aktuell nicht mehr passiert. Hier ist ganz klar auch der Staat gefragt, um diese Konzepte und Technologien in den flächendeckenden Einsatz zu bringen. Dafür nötig ist dringend mehr Vernetzung, etwa eine umfassende 5G-Infrastruktur, zudem mehr Ausbildung und Weiterbildung auf dem Gebiet der Robotik. Universitäre Forschung auf diesem Gebiet, aber auch Unternehmen müssen strategisch gefördert und etablierte Forschungsstrukturen aufgebrochen werden – auch um Technologie-Souveränität auf diesen Gebieten zu erreichen. Technologien müssen denjenigen helfen, die unser soziales und menschliches System am Leben halten. Wir können in absehbarer Zeit medizinisches Personal unterstützen und schützen sowie die flächendeckende medizinische Versorgung verbessern. Es ist im Grunde empörend, dass von diesen Berufsgruppen – obgleich sie schon vor Corona überlastet waren – weiter eingefordert wird, sich zu gefährden. Anstatt lediglich Ärzte wieder aus dem Ruhestand zu reaktivieren, obwohl sie sogar zur Risikogruppe gehören, Pflegepersonal in der Organisation der Kinderbetreuung alleinzu- lassen und die Fallzahlen zusätzlich dadurch zu steigern, dass Personal gezwungen wird, sich einem erhöhten Infektionsrisiko auszusetzen, muss ohne Verzögerung und Zaudern gehandelt werden. Mit Hochdruck muss an Maßnahmen und Technologien gearbeitet werden, um beim nächsten Mal gewappnet zu sein – und die Versorgung der Gesellschaft auch in zukünftigen Krisensituationen sicherzustellen. Digitale Helfer werden nicht nur jetzt in der Corona-Krise gebraucht. Menschen sind nicht entbehrlich. Und genau darum muss ihre unnötige physische Präsenz vor Ort durch technologische Hilfsmittel entbehrlich gemacht werden.

          Sami Haddadin ist Direktor der Munich School of Robotics and Machine Intelligence an der Technischen Universität München (TUM) und Inhaber des Lehrstuhls für Robotik und Systemintelligenz.

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