Veröffentlicht am: 2. März 2025 / Update vom: 2. März 2025 – Verfasser: Konrad Wolfenstein
Hainer mit AI – Humanoider Roboter “Hainer” an der TU Darmstadt – Deutschlands modernster Forschungsroboter – Bid: TU Darmstadt / Video-Screenshot
Hainer – Deutschlands fortschrittlichster Roboter startet in Darmstadt durch
Künstliche Intelligenz trifft auf Innovation: Ein neues Gesicht in der Robotik
Die Technische Universität Darmstadt hat Ende Februar 2025 einen außergewöhnlichen neuen Mitarbeiter vorgestellt: einen hochmodernen humanoiden Roboter, der als einzigartig in Deutschland gilt und weltweite Aufmerksamkeit erregt. Der 1,75 Meter große und 95 Kilogramm schwere Roboter, offiziell aus der “Talos-Reihe” stammend, wurde in Darmstadt auf den Namen “Hainer” getauft – ein Wortspiel aus dem typischen Darmstädter Spitznamen “Heiner” und “AI” für künstliche Intelligenz. Mit der Vorstellung dieses Roboters hat die TU Darmstadt gleichzeitig den Startschuss für ihr neues Labor für Humanoide Robotik gegeben und positioniert sich damit an der Spitze der Forschung zu menschenähnlichen autonomen Systemen in Deutschland.
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Technische Besonderheiten und Fähigkeiten des Roboters
Der unter dem Namen “Hainer” (ausgeschrieben: “Humanoid AI Nexus For Experimental Research”) bekannte Roboter zeichnet sich durch eine Reihe von beeindruckenden technischen Merkmalen aus, die ihn von herkömmlichen Robotern deutlich unterscheiden. Mit seinen 32 Gelenken, sieben strategisch platzierten Kameras (eine am Kopf, zwei an jeder Hand und eine an jedem Fuß) und austauschbaren Greifern kann er komplexe Bewegungen durchführen und mit seiner Umgebung interagieren. Seine beeindruckende Rechenleistung wird durch einen integrierten KI-Beschleuniger noch verstärkt, wodurch er auch komplexe Abläufe planen und durchführen kann.
Das entscheidende Alleinstellungsmerkmal von Hainer ist jedoch seine Drehmoment-Regelung. Anders als konventionelle Roboter, die lediglich vorprogrammierte Positionen einnehmen können, ermöglicht diese Technologie dem Roboter, seine Kräfte präzise zu kontrollieren und dadurch flüssigere, menschenähnlichere Bewegungen auszuführen. Professor Jan Peters, Leiter des Fachgebiets für Intelligente Autonome Systeme an der TU Darmstadt, betont diesen entscheidenden Unterschied: “Er kann mit seinen 32 Gelenken drehmomentgesteuert agieren und ist dadurch viel flexibler”.
Die Leistungsfähigkeit des Roboters ist beachtlich. Er kann pro ausgestrecktem Arm sechs Kilogramm heben, Treppen steigen, auf unebenem Terrain laufen und mit seinen Greifhänden verschiedene Objekte manipulieren. Bei der offiziellen Vorstellung demonstrierte Hainer bereits einige seiner Fähigkeiten, darunter das fließende Bewegen seiner Arme in verschiedene Richtungen, das Gehen zu einem Tisch, das Greifen und Weiterreichen kleiner Gegenstände sowie das Balancieren auf einem Wackelbrett.
Das neue Labor für Humanoide Robotik
Mit der Anschaffung des Roboters hat die TU Darmstadt gleichzeitig ein neues interdisziplinäres Forschungslabor für Humanoide Robotik ins Leben gerufen. Dieses Labor stellt eine Plattform dar, um die komplexen Wechselwirkungen zwischen motorischen Fähigkeiten, kognitiver Wahrnehmung und Mensch-Roboter-Interaktion zu erforschen. Die Einrichtung dieses Labors unterstreicht die strategische Ausrichtung der TU Darmstadt, Spitzenforschung im Bereich der Künstlichen Intelligenz und Robotik zu betreiben.
Die interdisziplinäre Ausrichtung des Labors spiegelt sich in der Beteiligung verschiedener Fachgebiete wider. Neben dem Fachgebiet für Intelligente Autonome Systeme von Professor Jan Peters sind unter anderem die Fachgebiete Simulation, Systemoptimierung und Robotik (Professor Oskar von Stryk), Interactive Robot Perception & Learning (Professorin Georgia Chalvatzaki), das Artificial Intelligence and Machine Learning Lab (Professor Kristian Kersting), sowie Fachgebiete aus den Bereichen Elektrotechnik und Humanwissenschaften beteiligt. Diese breite Zusammenarbeit ermöglicht eine vielschichtige Herangehensweise an die Forschungsfragen und bündelt unterschiedliche Expertisen.
Geleitet wird das Labor von Dr. Oleg Arenz, der mit seinem Team den Roboter für Grundlagenforschung zu Lernproblemen auf verschiedenen Ebenen einsetzen will. Die Anschaffungskosten für den Roboter, zukünftige Erweiterungskomponenten für mehr Agilität und Dynamik sowie die Laborausstattung belaufen sich auf insgesamt etwa 1,8 Millionen Euro und werden je zur Hälfte von der TU Darmstadt und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) getragen.
Forschungsschwerpunkte und Visionen
Das Forschungsteam um Dr. Arenz und Professor Peters verfolgt mit Hainer ambitionierte Ziele im Bereich der lernenden Robotik. Ein zentrales Forschungsinteresse liegt im Zusammenspiel der hardwarenahen Motorregelung mit abstraktem Denken durch Künstliche Intelligenz. Der Roboter bietet dafür einzigartige Voraussetzungen, da er besonders vielseitige Aufgaben bewältigen kann – er kann nicht nur laufen, sondern dabei auch mit schweren Gegenständen und Werkzeugen hantieren, was ihn von anderen humanoiden Robotern unterscheidet.
Ein wichtiger Aspekt der Forschung ist das Lernen durch Nachahmung. Professor Peters erklärte, dass der Roboter zunächst durch diese Methode lerne – so habe er bereits Tischtennisspielen und das Jonglieren mit fünf Bällen erlernt. Als nächstes Ziel soll Hainer das Schlagzeugspielen erlernen, wie Dr. Arenz ankündigte. Peters ist zuversichtlich, dass der Roboter auch bald in der Lage sein wird, ein Buch zu lesen und dessen Inhalt wiederzugeben.
Die Vision der Forscher reicht jedoch weit über diese unmittelbaren Ziele hinaus. Professor Peters prognostiziert, dass humanoide Roboter wie Hainer in fünf bis zehn Jahren eigenständig arbeitsfähig sein könnten, beispielsweise an gefährlichen Arbeitsplätzen oder in der Pflege. Diese Einschätzung unterstreicht das enorme Potenzial, das die Wissenschaftler in der Entwicklung solcher Robotersysteme sehen.
Professorin Georgia Chalvatzaki, die ebenfalls am Labor beteiligt ist, erforscht im Rahmen des ERC-geförderten Projekts “SIREN” die Prinzipien, die der komplexen Interaktion zwischen Roboter und Umgebung zugrunde liegen. Das Projekt schlägt eine neue systemische Sichtweise vor, wie Roboter lernen können: eine ganzheitliche Darstellung des Roboters und seiner Umgebung als integriertes System. Die Ergebnisse sollen es humanoiden mobilen Manipulatoren ermöglichen, sich in unstrukturierten, menschenähnlichen Umgebungen eigenständig zurechtzufinden und anspruchsvolle Aufgaben zu erfüllen.
Internationale Wettbewerbssituation und Herausforderungen
Die Anschaffung des Roboters Hainer positioniert die TU Darmstadt in einem internationalen Wettbewerbsumfeld. Weltweit gibt es derzeit nur fünf weitere Forschungsstandorte mit einem solchen Roboter, was die Exklusivität und Bedeutung dieser Investition unterstreicht. In Deutschland ist der Darmstädter Hainer der einzige seiner Art.
Professor Peters weist jedoch auf eine wachsende internationale Konkurrenz hin, besonders aus China und den USA. Er berichtet, dass in China bereits 100 bis 200 Firmen an ähnlichen Technologien forschen, und erwartet, dass in den USA in naher Zukunft viel Geld in diesen Bereich investiert werden wird. Diese globale Wettbewerbssituation verdeutlicht die strategische Bedeutung der Forschung an humanoiden Robotern.
Als Hürden für die weitere Entwicklung und kommerzielle Herstellung in Deutschland nennt Peters drei wesentliche Faktoren: den Mangel an Informatikern (“wir bräuchten eine Verhundertfachung”), die komplizierte Bürokratie (“in Deutschland muss man ein Jahr lang Formulare ausfüllen, wofür in den USA ein Blatt genügt”) und Schwierigkeiten bei der Kapitaleinwerbung. Diese Herausforderungen müssen bewältigt werden, um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können.
Trotz dieser Hürden arbeiten Forscher der TU Darmstadt bereits mit der Ausgründung “telekinesis.ai” an Robotern, die von mittelständischen Unternehmen eingesetzt werden könnten. Während die herkömmliche Generation von Industrierobotern nur bestimmte Handlungen ausführen kann, soll die neue Generation Künstliche Intelligenz einbeziehen und eine Vielzahl verschiedener Tätigkeiten ausführen können.
Demografischer Wandel und die Rolle der KI-gestützten Roboter
Die Entwicklung humanoider Roboter wie Hainer wirft Fragen nach ihrer künftigen Rolle in unserer Gesellschaft auf. Professor Peters ist überzeugt: “Wir werden es erleben, dass Roboter Teil des Alltags werden”. Er beschreibt eine Zukunft, in der Roboter beispielsweise ein YouTube-Lernvideo ansehen und die betreffende Tätigkeit danach sofort ausführen können – ein Potenzial, das “alles Mögliche” umfassen könnte.
TU-Präsidentin Tanja Brühl betont den gesellschaftlichen Nutzen dieser Forschung: “Wir wollen die Welt ein bisschen besser machen mit der Wissenschaft”. Sie sieht die nächste Generation von Wissenschaftlern in der Verantwortung, die Robotik voranzubringen. Diese Aussage unterstreicht die langfristige Perspektive, die die TU Darmstadt mit ihrer Forschung verfolgt.
Angesichts des demographischen Wandels und der schrumpfenden Bevölkerung in vielen Ländern könnten Roboter als Arbeitskräfte zunehmend wichtiger werden. Diese gesellschaftliche Relevanz verleiht der Forschung an humanoiden Robotern eine zusätzliche Dimension jenseits des rein wissenschaftlichen Interesses.
Professor Peters weist jedoch auch auf die ethischen Aspekte dieser Entwicklung hin: “Man müsse Robotern Ethik mitgeben”. Diese Aussage unterstreicht das Bewusstsein der Forscher für die Verantwortung, die mit der Entwicklung autonomer Systeme einhergeht.
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Robotik der nächsten Generation: Hainer und die Lösung globaler Herausforderungen
Mit der Anschaffung des humanoiden Roboters Hainer und der Gründung des Labors für Humanoide Robotik hat die TU Darmstadt einen bedeutenden Schritt in der Erforschung menschenähnlicher autonomer Systeme getan. Die technischen Fähigkeiten des Roboters, insbesondere seine Drehmoment-Regelung, eröffnen neue Möglichkeiten für die Grundlagenforschung im Bereich der lernenden Robotik und der Mensch-Roboter-Interaktion.
Die interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fachgebiete und die internationale Einbettung der Forschungsaktivitäten verdeutlichen den ganzheitlichen Ansatz, den die TU Darmstadt verfolgt. Die Vision der Wissenschaftler, dass humanoide Roboter in absehbarer Zukunft eigenständig arbeitsfähig sein könnten, zeigt das Potenzial dieser Technologie auf.
Die Herausforderungen, die mit der Weiterentwicklung humanoider Roboter in Deutschland verbunden sind – Fachkräftemangel, Bürokratie und Finanzierungsfragen – verdeutlichen jedoch, dass der Weg zu einer breiten Anwendung solcher Systeme noch Hindernisse bereithält. Dennoch lässt die Entschlossenheit der beteiligten Wissenschaftler und die strategische Ausrichtung der TU Darmstadt darauf schließen, dass die Forschung an humanoiden Robotern wie Hainer einen wichtigen Beitrag zur technologischen Entwicklung in diesem Bereich leisten wird.
Wie Professor Peters es zusammenfasst: “Wir werden es erleben, dass Roboter Teil des Alltags werden.” Mit Projekten wie dem humanoiden Roboter Hainer trägt die TU Darmstadt dazu bei, diese Zukunftsvision Schritt für Schritt Realität werden zu lassen.
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