Von Jeremy Cook
Aus Sicht unseres 21. Jahrhunderts verorten wir die Erfindung von Automatisierung und Robotern meist in der Zeit von Mitte/Ende der 1900er, mit einer Weiterentwicklung am Beginn der 2000er Jahre und einer konstanten Evolution in Richtung Perfektion (oder je nach Einstellung auch Dystopie) in unserer jetzigen Zeit. Allerdings sind moderne Roboter eine Evolution einer Idee von automatisierten Helfern, die weit zurück in die Antike reicht.
Wasseruhren und frühe Automatisierung (ca. 4000 v. Chr.)
Wasseruhren zählen zu den frühesten Zeitmessinstrumenten und zu den ersten Formen der von Menschen erfundenen frühen Automatisierung. Solche Uhren gab es im Nahen Osten ebenso wie auch in Asien möglicherweise schon im Jahr 4000 v. Chr. Sie werden auch in griechisch-römischen Texten beschrieben. Solche Uhren übertragen gewöhnlich Flüssigkeit zwischen Behältern mit Zeitmarkierungen und zeigen so den Tagesverlauf an.
Diese Wasseruhren bildeten die Bühne für andere wasserbasierte Automatisierungen, die oftmals Bewegungen durch Gewichtsänderungen von wassergefüllten Behältern erzeugten. Eine bemerkenswerte Wasserautomatisierung aus den 1100er Jahren v. Chr., die in der heutigen Türkei gefunden wurde, war der Pfauenbrunnen. Aus dem Pfauenschnabel floss Wasser für die Körperhygiene, während miniaturisierte „Diener“ nacheinander die Seife und ein Handtuch reichten, was alles mit Wasserkraft betrieben wurde.
Moderne Variante: Verbreitung automatischer Seifenspender
Seit 2020 herrscht in der Gesellschaft ein sehr viel stärkeres Bewusstsein für das Händewaschen, insbesondere in automatisierter Form. Die Menschen in der Antike hatten zwar keine PIR-Sensoren zum Einschalten eines Wasserhahns, Seifenspenders oder Händetrockners. Aber die Ähnlichkeit des kunstvollen Pfauenbrunnens und der von uns oft für selbstverständlich gehaltenen Automatisierung in öffentlichen Toiletten ist schon verblüffend.
Man könnte sogar behaupten, dass unsere modernen Vorrichtungen nicht viel mehr Automatisierung enthalten als der antike Pfauenbrunnen, aber vielleicht ist der Grad der Technik genau richtig für die gegebene Aufgabe. Auf der anderen Seite ließen sich hier noch IoT-Funktionen implementieren, um das Wartungspersonal zu informieren, wenn die Verbrauchsmaterialien zur Neige gehen oder wenn ein mechanisches Problem vorliegt.
Mechanismus von Antikythera (ca. 150 v. Chr.)
Der Mechanismus von Antikythera wurde im Jahr 1901 vor der griechischen Insel Antikythera gefunden. Er ist so ausgefeilt, dass man ihn zunächst für eine Fälschung hielt. Zwar ließ sich nur ein Teil des Systems rekonstruieren. Aber die 30 Zahnräder der Maschine dienten dazu, die Bewegung von Himmelskörpern über einen langen Zeitraum vorherzusagen, und moderne Nachbauten wurden in unterschiedlichen Formen konstruiert.
Die antiken Griechen, allen voran der geniale Erfinder und Mathematiker Archimedes (dessen Tod ungefähr im Jahr 212 v. Chr. ihn in die Nähe der ältesten Schätzungen der Konstruktion des Mechanismus von Antikythera rückt), waren begeistert von der Automatisierung. In ihren Erzählungen wimmelt es von mechanischen Kuriositäten, so dass es schwer sein kann, Tatsachen von Erfindung zu unterscheiden. So waren möglicherweise der Talos, ein gigantischer Roboter, der angeblich Felsbrocken warf und in dessen Adern angeblich flüssiges Metall floss, mit Sicherheit erfunden. Und wenn Pindar im 5. Jahrhundert vor Christus in seiner Beschreibung der Insel Rhodos über belebte Figuren in jeder öffentlichen Straße fabuliert, war das möglicherweise eine Übertreibung. Allerdings lässt die Existenz des Mechanismus von Antikythera den Schluss zu, dass diese frühen Roboterbeschreibungen trotz aller Übertreibungen dennoch ein Körnchen Wahrheit enthielten.
Moderne Variante: virtuelle Assistenten, Lieferkettenprobleme
Die Automatisierung im Sinne der Verarbeitung von Daten entwickelte sich weitaus schneller als physische, menschenähnliche Automatisierungen. Hierzu könnte man anmerken, dass Alexa/Google Home/Siri in den Haushalten sehr häufig sind, während Assistenten für die eigentliche Hausarbeit generell auf den gelegentlichen Roomba-Staubsaugerroboter beschränkt sind.
Betrachtet man den Aufwand zum Bau des Mechanismus von Antikythera, wird schnell klar, dass es allein das Werk eines einzelnen Genies wie Archimedes gewesen sein muss. Auch eine kleine Gruppe von Menschen hatte den Mechanismus nicht ersinnen können. Vielmehr bedurfte es einer ganzen Sammlung von Techniken, Werkzeugen und Materialien, die über Jahrhunderte immer weiter verfeinert worden waren. Unsere moderne Technik ist abhängig von einer umfangeichen Lieferkette zur Herstellung von einzelnen Produkten – von der profanen Toilettenpapierrolle bis zu den ausgereiftesten Computern. Die letzten Jahre haben uns vor Augen geführt, dass bei einem Ausfall oder einer Unterbrechung dieser Kette die moderne Technik schnell unerreichbar wird.
Gutenberg-Presse (1454)
Vor der Mitte der 1400er Jahre war das Vervielfältigen eines Flugblatts ein extrem arbeitsintensives Unterfangen, ganz zu schweigen von einem ganzen Buch. Deshalb waren Bücher äußerst selten und die Reichweite der darin enthaltenen Informationen war beschränkt. Dies alles änderte sich im Jahr 1454, als Johannes Gutenberg seine mobile Druckpresse mit beweglichen Lettern kommerziell nutzbar machte. Die neue Technik erleichterte die Möglichkeit der Übertragung von Informationen über größere Entfernungen und sogar Zeiträume – eine Revolution, deren Bedeutung für uns heute kaum zu schätzen ist.
Es war vielleicht kein Zufall, das die europäische Renaissance in den 1400er bis 1500er Jahren stattfand. Sie brachte eine Explosion in Wissenschaft, Kultur und Ingenieurskunst, die weitere technische Fortschritte beflügelte. Während die Druckpresse an sich kein Computer war, könnte man doch sagen, dass die auf einem Blatte gedruckten Worte durch die Verschiebung der Lettern „programmiert“ wurden.
Moderne Variante: mobiles Internet, Open Source
Ebenso wie die Gutenberg-Presse einen gewaltigen Fortschritt für den Zugriff auf Informationen bedeutete, brauchen wir heute nicht mehr in eine Bibliothek oder Buchhandlung zu gehen, um physische Medien zu besorgen, sondern können alles auf einer beliebigen Anzahl von Geräten abrufen. Man könnte sagen, dass das Zeitalter der On-Demand-Informationen dem Einwahlmodem und dem kabelgebundenen Ethernet begann, das Daten schnell auf unsere Mobiltelefone transportierte. Wir haben heute im wahrsten Sinne des Wortes die Informationen der Welt in der Hand.
Gleichzeitig erfolgte eine philosophische Wandlung in Richtung Open-Source-Technologie im Bereich der Entwicklung, wo Daten zwischen Menschen und Branchen ausgetauscht werden. Die Möglichkeit, eine Reihe von Designs anderer Entwickler zu sehen und für ein Projekt darauf aufbauen zu können, ist äußerst nützlich, wenn auch nicht in jeder Situation angemessen. Zu den modernen Open-Source Erfolgen zählen Softwareprojekte wie Linux oder KiCad. Und Open-Source-Hardware wie etwa Arduino-Experimentierplatinen und die RISC-V-Architecture haben dazu beigetragen, die Entwicklung einem breiteren Publikum zu erschließen.
Schrumpfende mechanische Uhren (1200er bis 1900er Jahre)
Mechanischen Uhren tauchten zuerst in den 1200er Jahren in Italien als Turmuhren auf und verbreiteten sich in der Folge in ganz Europa. Durch die stetige Fortentwicklung über Jahrhunderte hinweg, wurden die mechanische Uhren bis zur Mitte der 1900er von der Größe eines Zimmers immer weiter verkleinert, dass sie einfach als Armbanduhren getragen werden konnten.
Zwar ging die Entwicklung danach noch weiter, aber mit dem Aufkommen der elektronischen Armbanduhren in den späten 1900er Jahren gab es preisgünstige elektronische Alternativen zu den mechanischen Gegenstücken. Man könnte auch argumentieren, dass alles was kleiner ist, um im Abstand des Handgelenks noch erkennbar zu sein, unpraktisch ist.
Moderne Variante: schrumpfende Prozessorleistung, smarte Wearables
Die offensichtliche Parallele besteht hier darin, dass elektronische Computer, die einst einen gesamten Raum ausfüllten, letztlich immer weiter verkleinert wurden, bis sie unter einen Schreibtisch gestellt werden konnten und mittlerweile sogar in Form eines Smartphones in eine Kleidungstasche passen. Smartwatches liefern nicht nur die Zeitmessfunktionen ihrer mechanischen Vorläufer, sondern bieten darüber hinaus eine beeindruckende Computerleistung. Unternehmen beginnen sogar mit der Entwicklung smarter Ringe, obwohl diese Technologie derzeit noch in den Kinderschuhen steckt.
Schachtürke (1770)
Der Schachtürke war eine von Wolfgang von Kempelen am Ende der 1700er Jahre erschaffene Schachspielmaschine. Die Maschine war eine mechanische Nachbildung eines ottomanisch gekleideten Mannes und intelligent genug, um mit Menschlichen Gegner zu spielen – und zu gewinnen. Sogar eine Unterhaltung über eine Buchstabentafel war möglich. Die Vorrichtung war damals extrem populär und spielte sogar Schach mit Benjamin Franklin und Napoleon Bonaparte.
Dieses Gerät war natürlich eine brillante Fälschung. Denn im Inneren saß eine Person, die über Uhrwerksteuerung die Schachzüge auf die Bewegungen des Türken übertrug. Angesichts der hohen Spielstärke des Automaten musste die darin befindliche Person nicht nur das Spiel äußerst gut beherrschen, sondern durfte auch keine Platzangst haben.
Moderne Variante: „mechanischer Türke“ auf Amazon, Roboterchirurgie
Während die wirkliche Computerautomatisierung von Daten jeden Tag Fortschritte macht, gibt es nach wie vor einige Aufgaben, in denen noch die menschliche Interaktion notwendig ist. In diesem Fall kann man eine Plattform wie Amazon Mechanical Turk (MTurk) nutzen, um diese Aufgaben per Crowdsourcing von Menschen über das Internet ausführen zu lassen. Es ist nicht schwer zu verstehen, wie dies der Intelligenz des ursprünglichen schachspielenden Türken entspricht, die von einem realen Menschen über mechanische Verbindungen dargestellt wurde.
Eine weitere moderne Analogie zum „Schachtürken“ ist die robotergestützte Chirurgie. Sie wird oft auch zum Begriff „Roboterchirurgie“ verkürzt. Allerdings muss betont werden, dass der Roboter keine Entscheidungen trifft und in der Regel eine hochpräzise Verlängerung der Hand des Chirurgen darstellt. Solche Systeme können auch eine Technologie zur Tremor-Filterung beinhalten, die Chirurgen präzisere und gleichmäßigere Bewegungen ermöglicht als jemals zuvor. Wir können in Zukunft eine weitere Verbesserung dieser Technologie erwarten, vielleicht bis hin zu dem Punkt, an dem der menschliche Chirurg mehr die Rolle eines Beraters einnimmt und die Strategie des Roboters festlegt, während dieser die notwendigen Schnitte und Bewegungen mit absoluter Präzision ausführt.
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Heutige Innovationen sind Echos der Vergangenheit
Die 1800er Jahre brachten ein Reihe beeindruckender Automatisierungen hervor. Dazu zählen die stetige Fortentwicklung präziser Bearbeitungsmaschinen, die Dampfkraft und die Elektrizität. Dies mündete in die 1900er Jahre, in denen die praktische Automatisierung, wie wir sie heute kennen, ihren Ausgang nahm, beflügelt durch die Erfindung des Transistors.
Im derzeitigen Jahrtausend kann man die massenhaft hergestellten Smartphones als Spitze unserer Technologie ansehen. In naher Zukunft werden wir wahrscheinlich die weitere Reifung des maschinellen Lernens erleben, bei der eine Maschine auf eine Weise fast wie ein Mensch „denken“. Aber wie dies letztlich ausgeht, steht noch in den Sternen.
Ebenso wie die antiken Griechen mit ihren Automatisierungslegenden scheinen wir immer noch von unseren eigenen Legenden inspiriert zu werden (d. h. Science Fiction). Man kann nicht umhin, die Ähnlichkeit zwischen Mobiltelefonen, iPads und Wearable-Displays mit der entfernten Zukunftswelt von Star Trek zu bemerken. In Zukunft erleben wir vielleicht nützliche Humanoiden, fliegende Autos oder sogar ein automatisches Arztsystem, das uns ohne menschliche Interaktion heilt – alles populäre Gemeinplätze der Science-Fiktion-Literatur.
Mögen solche Ideen auch weit hergeholt erscheinen: Stellen Sie sich vor, sie hätten im Jahr 1980 jemandem gesagt, dass man für weniger als 50 US-Dollar pro Monat einmal den Zugang auf alle Informationen der Welt einfach und im wahrsten Sinne des Wortes in der Hand haben würde. Vielleicht leben wir auch schon in der Zukunft.