Kontakt zur Welt

Dieser Text ist der Print-Ausgabe 05/2009 von Technologie Review entnommen. Das Heft kann, genau wie die aktuelle Ausgabe hier online portokostenfrei bestellt werden.

Autisten tun sich schwer, mit ihren Mitmenschen zu kommunizieren, weil deren Reaktionen zu komplex sind. Im Rahmen des europäischen Projekts IROMEC wird nun erstmals ein Roboter entwickelt, der als digitaler Spielgefährte Hürden überwinden helfen könnte.

Die Kinder stürmen in den Festsaal, auf Füßen oder auf Rädern. Die meisten der Acht- bis Vierzehnjährigen von der Waldschule in Wiener Neustadt sitzen im Rollstuhl. Nur wenige unter ihnen können laufen. An diesem Februartag werden sie einen Spielzeugroboter kennenlernen, den Forscher speziell für sie gebaut haben. Sie drängen sich um Andreas Hochgatterer, als dieser das sieben Kilogramm schwere Vehikel auspackt, das mit seinem Bauch auf vier Rädern und dem Kopf an einen Käfer erinnert. "Wie heißt der denn?", fragt ein Junge. Hochgatterer, Ingenieur für Nachrichtentechnik und Elektronik von den Wiener Austrian Research Centers, der sich für die Arbeit mit den Kindern zusätzlich zum Erziehungswissenschaftler hat ausbilden lassen, wird verlegen. An einen Namen haben er und seine Kollegen nicht gedacht.

Der anonyme Roboter ist der Prototyp eines Hightech-Spielzeugs, das eigens für behinderte Kinder erfunden wurde. Im Herbst wollen Ingenieure aus sechs EU-Ländern ein fertiges Modell präsentieren. Die Europäische Kommission hat das Team dafür im Projekt IROMEC (Interactive RObotic social MEdiators as Companions) mit 3,2 Millionen Euro ausgestattet.

Der Roboter summt leise und rollt los. Zwei Kinder folgen sofort im Rollstuhl, holen ihn ein, andere rutschen hinterher, klatschen in die Hände und lachen. Als der metallene Gefährte stehen bleibt, fasst ihn ein Junge an, streicht über den Monitor und liebkost ihn. Ein anderer stößt mit dem Roboter zusammen. Nicht weiter schlimm, die Maschine weicht aus. Einige Kinder, darunter Marietta, sitzen scheu am Rand und schauen dem Treiben aus sicherem Abstand zu. Marietta ist Autistin. Sie tut sich schwer, mit anderen Menschen in Kontakt zu treten. Meistens spielt sie allein, in sich versunken. Ärzte gehen davon aus, dass sie ihre Umwelt in einer Fülle von Details wahrnimmt, ohne das Wesentliche herauszufiltern. Schätzungen zufolge leidet jedes 60. Kind in Deutschland an der Entwicklungsstörung Autismus. Das Geräusch eines Reißverschlusses nimmt ein autistisches Kind genauso intensiv wahr wie das Läuten der Schulglocke.

Doch welchem Laut soll es Aufmerksamkeit schenken und welchem folgen? Die Betroffenen sind mit der komplexen Realität oft überfordert und vereinsamen zusehends, wenn ihnen nicht geholfen wird. "Das Schlimme ist, dass der Mangel an sozialer Interaktion auch ihre Entwicklung beeinträchtigt", erklärt Karin Schumacher, die als Psychotherapeutin in Berlin autistische Kinder betreut. Die IROMEC-Forscher wollen gerade sie mit ihrem elektronischen Gefährten aus der Isolation befreien. Doch Marietta spielt nicht mit. Zunächst.

Die Lehrerin schaltet sich ein. Alle fünfzehn Schüler sollen einen Kreis bilden, um gemeinsam mit dem Roboter zu spielen, dem verschiedene Spiele einprogrammiert wurden. Eines lautet "Turn taking". Ein Mitspieler dreht den Roboter herum, entweder mit den Händen oder per Knopfdruck, und schickt ihn zu einem anderen Kind, ähnlich einem Ball, der im Kreis hin und her geworfen wird. Als die Lehrerin Marietta fragt, ob sie einen Pass wagen möchte, bleibt deren Gesicht wie so oft reglos. Doch schließlich siegt die Neugier. Zweimal sendet sie den Gefährten zu einem Mitschüler. Der Roboter bedankt sich mit einem Smiley auf dem Bildschirm.

Lars, ein querschnittsgelähmter Junge, der sich nur langsam auf den Knien rutschend fortbewegen kann, ist ganz vernarrt in ein anderes Spiel, das der elektronische Spielkamerad in petto hat. Es heißt "Make me move" und bringt das Gerät zum Tanzen. Einmal auf eine Taste drücken, und es bleibt stehen, zweimal, und es dreht sich, dreimal, und es fährt los. Für etliche Kinder ist das zu anspruchsvoll. Lars hat das Spiel schnell durchschaut.

Dass Spielen für die Entwicklung enorm wichtig ist, weiß auch Projektleiter Gernot Kronreif vom österreichischen Produktions- und Automationsforschungsunternehmen Profactor. "Umso schlimmer ist es, dass behinderte Kinder davon ausgeschlossen sind, weil es für sie kaum geeignetes Spielzeug gibt." Schwerbehinderte Kinder können sich zwar durchaus mit einem Teddybär vergnügen, aber schon beim Ballspiel, Holzklötze stapeln oder Versteckspiel sind sie außen vor, weil sie meist nicht schnell genug rennen, greifen oder begreifen können. Sie laufen dadurch Gefahr, zu vereinsamen und kognitiv ins Hintertreffen zu geraten. Als Leiter des Bereichs für Serviceroboter bei Profactor ist Kronreif entschlossen, diesen Missstand zu beheben und Spielspaß in die Kinderzimmer zu bringen. Daneben soll das Gerät die geistige und körperliche Aktivität anregen, Kinder aus der Reserve locken, ihre Kommunikation und Kreativität fördern.

"Bei dem Test konnten wir gut sehen, dass wir mit dem Prototyp auf dem richtigen Weg sind", meint Kronreif. Jungen wie Mädchen wurden in Bewegung versetzt, folgten dem Gerät und fassten es an. Die Forscher haben verstärkt nonverbale Kommunikation beobachtet: Die Kinder nahmen sich an die Hand, lachten, klatschten und tauschten Blicke aus. Von einem therapeutischen Nutzen will Kronreif jedoch partout nicht sprechen, obwohl die britischen Projektpartner genau das zum obersten Ziel erklären und längst den Begriff eines "Therapie- und Bildungsroboters" verbreiten. Ihrer Meinung nach soll das Spielzeug die Entwicklung der Kinder beschleunigen. Eines Tages könnte es so zum Instrument einer robotergestützten Behandlung von Autismus und Bewegungsstörungen reifen.

"Wir haben noch keine klinische Studie, die beweist, dass Roboter helfen. Aber wir haben überzeugende und ermutigende Hinweise aus sechs Jahren Forschung mit Schulkindern, die zeigen, dass Roboter ein großes Potenzial dazu haben", sagt Kerstin Dautenhahn, Professorin für künstliche Intelligenz an der Universität im britischen Hertfordshire.

Ende der neunziger Jahre bemerkte sie ebenso wie andere Forscher, dass autistische Kinder am Computer ihre Schüchternheit ablegen und ausgesprochen experimentierfreudig vorgehen. Sie zeigen Anzeichen von Freude und begeistern sich für die Aufgaben am Monitor. "Maschinen sind vorhersagbarer und durchschaubarer als Menschen. Deshalb überfordern sie die Kinder nicht so sehr", erklärt Dautenhahn. Diese Beobachtung brachte sie damals auf die Idee, Spielzeugautomaten zu erfinden, die als Mittler zwischen Autisten und Menschen auftreten und die Kinder so aus der Isolation holen. Mit der mädchenhaften Puppe "Robota" und dem Jungen "Kaspar" machte Dautenhahn einen Anfang, für den sie weltweit gefeiert wurde. In Videoaufzeichnungen studieren Dautenhahn und ihr Kollege, der Informatiker Ben Robins, wie autistische Kinder auf den Roboter im Beisein eines Forschers oder Therapeuten reagieren. Viele Kinder schlüpfen aus ihrem Kokon, wenn sie sich mit Kaspar beschäftigen und ihn nachahmen. Sie lachen, stoßen freudige Laute aus und sprechen die ferngesteuerte Puppe an.

Im Februar trug Robins auf einer Konferenz im mexikanischen Cancún die Highlights unter dem Titel "Von der Isolation in die Kommunikation" vor. Dabei erzählte er von der sechsjährigen autistischen Kelly, die in Frankfurt erstmals dem ferngesteuerten Kaspar begegnete. Nachdem Kelly sich an die Puppe gewöhnt hat, berührt sie ihr Gesicht und ihre Augen. Sie wird immer mutiger in ihrer Interaktion. Die Therapiesitzung gipfelt darin, dass Kelly den Arm ausstreckt und den Betreuer berührt. Die anwesende Mutter ist von ihrer eigenen Tochter überrumpelt. Noch vor dem Experiment hatte sie den Forschern unmissverständlich klargemacht, dass sie das Unterfangen für aussichtslos halte. "Wie man auch versucht, mit ihr in Kontakt zu treten, es kommt nie etwas von ihr zurück." Doch sie hat sich getäuscht. Als sehr bewegendes Erlebnis beschreibt sie später Kellys Reaktion auf Kaspar. "Solche Augenblicke lösen unbeschreibliche Glücksgefühle aus", sagt Dautenhahn.

Mit ähnlichen Erfolgen rühmen sich japanische Forscher um Hideki Kozima vom National Institute of Information and Communications Technology. Seinen schneemannähnlichen gelben Roboter "Keepon" hat er mittlerweile an zwei- bis vierjährigen Autisten getestet: "Sie gingen mit Keepon eine Zweierbeziehung ein, die sich dann zur Dreierbeziehung mit dem Betreuer erweiterte", beschrieb Kozima das Geschehen in der Zeitschrift "Progress in Brain Research".

Es ist dasselbe, was Dautenhahns Gruppe aus den Videos herausliest: Im Spiel mit dem Roboter wachsen autistische Kinder über sich hinaus, legen ihre Scheu ab und treten sogar mit dem anwesenden Therapeuten in Kontakt. Immer mehr Autismusforscher befürworten aufgrund solcher Erkenntnisse eine Spieltherapie für die Betroffenen. Allerdings gibt es erst eine Handvoll Studien, die darauf hindeuten, dass der elektronische Spielgefährte autistischen Kindern guttut. Kein Wunder, ist doch die Robotik bei den Ärzten bislang noch nicht angekommen, die Forschung wird vorwiegend von Ingenieuren vorangetrieben.

Der IROMEC-Roboter ist der erste, der für und im Austausch mit behinderten Kindern entwickelt wird und nicht nur Autisten, sondern alle geistig und körperlich behinderten Kinder in seinen Bann ziehen soll. Das stellt die Entwickler vor eine gewaltige Aufgabe, denn jedes Kind ist anders, es darf weder über- noch unterfordert werden. Beispielsweise bereitet das Spiel, das den Roboter tanzen lässt, Lars viel Vergnügen. Andere Kinder können damit indes nichts anfangen. "Diesen unterschiedlichen Anforderungen können wir nur gerecht werden, indem wir einen modularen Roboter entwickeln, der über viele Spielszenarien verfügt", sagt Robins. Er könnte in Zukunft laufend um neue Spiele erweitert werden.

Damit das IROMEC-Gerät möglichst vielen Kindern mit unterschiedlichen Fähigkeiten Spaß bereitet, haben die Forscher sämtliche Erfahrungen mit elektronischem Spielzeug zusammengetragen. So lernte man von Kaspar, dass ein Gesicht zwar hilft, eine Beziehung zum Gerät aufzubauen. Aber ein allzu menschliches Aussehen verwirrt die Kinder und kann sogar Furcht einflößen. Kein Einzelfall, wie Sibylle Enz, Psychologin an der Universität Bamberg, beobachtet hat: "Viele Menschen fühlen sich unwohl, wenn ein Roboter zu sehr einem Menschen oder einem Tier ähnelt, weil sie unwillkürlich emotional auf die Maschine reagieren, aber zugleich merken, dass sie nicht echt ist." Enz prophezeit deshalb ein Ende des aus Japan stammenden Trends, die Automaten immer naturgetreuer zu gestalten. "Die Beziehung zwischen Maschine und Mensch kann nur eine andere sein als die zwischen zwei Menschen." Ebendieser Unterschied hilft autistischen Kindern: Der Roboter dient als Trittbrett für den ersten Schritt, auf andere Personen zuzugehen. Für diese Funktion muss der Gehilfe weder menschlich noch tierisch aussehen.

Die bisherigen Experimente bestärkten die Forscher darin, ein mobiles Spielzeug zu entwickeln, wie in der Literatur vielfach gefordert wird, obwohl sich nahezu alle Vorgänger nicht vom Fleck rühren. "Ein fahrendes System animiert die Kinder zur Bewegung und unterstützt so ihre motorischen Fähigkeiten", begründet Kronreif. Er ersann mit seinen Partnern eine Reihe von Spielszenarien, die körperliche Aktivität fordern. Doch nicht alle Ideen, die in der Theorie begeisterten, überzeugten im Experiment. Beispielsweise kreisen mehrere Kinder bei "Catch me if you can" den Roboter ein, bis er weder vor noch zurück kann. Lange Zeit galt das Spiel als einer der Favoriten und wurde mit Lob überschüttet. Lehrerin Beate Mitterecker von der Waldschule in Wiener Neustadt erinnert sich: "Es war toll zuzuschauen, wie sich die Kinder mit Zeichen verständigen, um den Roboter in die Enge zu treiben." Doch Rollstuhlschüler und Gehende mussten getrennt spielen, da sonst die rennenden Kids im Vorteil waren. Deshalb wurde das Spiel gestrichen. Der fertige Roboter wird es nicht beherrschen.

Stattdessen hat das Szenario "Follow me" das Rennen gemacht. Dabei folgt der Roboter einem Kind in einem gewissen Abstand. Noch vor wenigen Monaten warf diese Idee schier unüberwindbare technische Probleme auf. Bei den Tests im Herbst funktionierte das Spiel mehr schlecht als recht. "Die Kinder konnten zum Beispiel nicht nachvollziehen, wem der Roboter folgt", berichtet Kronreif freimütig. Solche Schwierigkeiten konnten teils mit einigen Vereinfachungen und einer Webcam beseitigt werden. Jetzt heftet sich der Spielgefährte an die Fersen jenes Kindes, das ihm am nächsten ist. Auf dem Bildschirm erscheint das Bild des Verfolgten, damit er Bescheid weiß. Wenn ein anderes Kind näherkommt, wechselt der Roboter die Bezugsperson.

Im Sommer bekommt der Roboter noch zwei Arme. Dann sollen Imitationsspiele einstudiert werden, die sich bei Kaspar bewährt haben. Die Maschine winkt, der Mitspieler winkt zurück, beide klatschen abwechselnd. Nachahmen gilt als zentrales Element des Lernens – und insbesondere autistischen Kindern fällt es leichter, einen Roboter zu imitieren als einen Menschen. Eine Funktion darf dem IROMEC-Roboter am Ende des Projektes nicht fehlen, wenn es nach Kronreif geht: Er soll mit seinen Armen Legosteine stecken, damit behinderte Kinder endlich diesem Klassiker im Kinderzimmer nachgehen können. Schon vor drei Jahren entwickelte der Österreicher ein System mit einem vom Kind per Knopfdruck gesteuerten Arm, der Legoklötze greifen und aufeinandersetzen kann. Mehrere Geräte wurden zwischenzeitlich an österreichischen Schulen verwendet. Für einen Dauereinsatz müsste das System jedoch noch weiterentwickelt werden.

Bleibt die Frage, ob das neue Hightech-Spielzeug nach Ablauf des IROMEC-Projektes in einem Winkel des Wiener Labors verschwinden wird. Entrüstet reagiert Kronreif: "Nein, nein, wir haben die konkrete Absicht, das System zu verkaufen" – und zwar an Pflegeheime, Schulen und Behindertenwerkstätten. Schon in den nächsten Wochen werde der Roboter vervielfältigt und parallel in fünf Ländern getestet. Über den Verkaufspreis hat sich der Projektleiter bereits Gedanken gemacht: maxi- mal 10000 Euro. "Schließlich ist der potenzielle Käuferkreis finanziell nicht gerade üppig ausgestattet", gibt er zu bedenken. Die Pädagogin Beate Mitterecker glaubt, dass der Roboter auf dem Markt eine Chance haben könnte. Jedenfalls hält sie 10000 Euro für einen vertretbaren Preis, so- fern mehrere Schüler davon profitieren. Schon heute werde für technische Hilfsmittel, Computer, Spezialgeräte und Software ähnlich tief in die Tasche gegriffen.

Ideal wäre der rollende Roboter ihrer Meinung nach für die Nachmittagsbetreuung, um die Kinder sinnvoll zu beschäftigen. Im Schulunterricht kann sie sich den technischen Gehilfen dagegen nicht vorstellen: "Der Zeitaufwand wäre zu groß. Ein Grund dafür ist, dass so komplexe technische Hilfsmittel oft störanfällig sind und ausfallen." Mitterecker bezeichnet sich allerdings selbst als technikbegeistert und verfügt über eine Spezialausbildung in unterstützter Kommunikation. Ihre Kollegen täten sich dagegen mit den Elektronikgeräten schwer und hätten Hemmungen, diese einzusetzen, wendet sie ein. Einige satteln moralische Einwände darauf: Behinderte Kinder würden nicht ausreichend gefördert, wenn man ihnen einen Roboter vor die Nase setzt. "Insbesondere zwischenmenschliche Fähigkeiten werden an einem Roboter wohl kaum geübt", kritisiert Psychotherapeutin Schumacher.

Für Mitterecker gehen solche Befürchtungen an der Sache vorbei. "Es ist doch klar, dass man Kinder mit dem Roboter nicht allein lassen kann." Andererseits sind doch auch Computer aus der Welt von Behinderten nicht mehr wegzudenken. Stumme verschaffen sich mithilfe des PCs Gehör in der Welt. Autisten lernen an einem Computerprogramm, Gesichtsausdrücke zu deuten. So möchte man ihnen die Verwirrung über die Mimik eines Mitmenschen nehmen und ihnen helfen, Lachen, Trauer oder Wut zu begreifen. Den Kindern in der Waldschule scheint die Skepsis einiger Erwachsener sowieso fern zu liegen. Lars will unbedingt wissen, wann die Forscher endlich wiederkommen. Die Schüler brennen darauf, erneut mit dem drolligen Roboter herumzutollen. In einigen Wochen wird es so weit sein, verrät Hochgatterer. Als Hausaufgabe muss sich der Forscher bis dahin einen Namen für ihren Spielkameraden einfallen lassen. (bsc)