Nachhaltige Roboter sollen die Fehler der Plastik-Ära verhindern

Ein Roboter kriecht wie eine Wurzel durch den Boden, ohne ihn großflächig aufzureißen. Ein anderer bewegt sich allein durch Veränderungen bei Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Solche Maschinen könnten künftig Äcker, Wälder oder schwer zugängliche Regionen überwachen.

Ein internationales Forschungsteam fordert deshalb einen grundlegenden Kurswechsel. Sukho Song, Barbara Mazzolai und Mirko Kovač schlagen im Fachjournal Nature Machine Intelligence eine neue Forschungsrichtung vor: Sustainability Robotics. Beteiligt sind unter anderem das Istituto Italiano di Tecnologia in Italien und die Schweizer Forschungsanstalt Empa. Die Parallele zur Plastik-Ära stammt nicht aus dem Manifest selbst. Sie beschreibt jedoch ein Risiko, das Barbara Mazzolai ausdrücklich anspricht: Umweltfolgen dürfen nicht erst auffallen, wenn Millionen Geräte bereits produziert wurden.

Nachhaltige Roboter müssen früh anders entstehen

Lange galten Präzision, Geschwindigkeit und Selbstständigkeit als wichtigste Maßstäbe für einen guten Roboter. Diese Kriterien bleiben relevant, reichen nach Ansicht der Forscher aber nicht mehr aus. „Wir müssen von Anfang an darüber nachdenken, welche Auswirkungen dieser Roboter und diese Technologie auf die Umwelt, die Menschen und die Gesellschaft haben werden“, sagt Mazzolai. Dabei geht es auch um Folgen, die erst Jahre nach der Markteinführung auftreten.

Schon während der Entwicklung müssten Hersteller deshalb klären, wie viel Strom eine Maschine benötigt. Ebenso wichtig seien die verbauten Rohstoffe, ihre Herkunft und ihre spätere Entsorgung. Seltene oder schwer recycelbare Materialien können die Umweltbilanz eines Roboters erheblich verschlechtern. Auch Produktion, Reparaturfähigkeit und Lebensdauer gehören zu dieser Rechnung. Ein energiesparender Roboter ist kaum nachhaltig, wenn er nach kurzer Zeit ersetzt werden muss.

Drei Prinzipien sind wichtig für die neue Richtung

Für nachhaltige Roboter gelten drei Leitlinien:

Minimalinvasiv: Die Maschinen sollen Ökosysteme, gesellschaftliche Abläufe und wirtschaftliche Strukturen möglichst wenig beeinträchtigen. Das betrifft etwa Roboter, die Waldböden untersuchen, Meeresgebiete vermessen oder in der Landwirtschaft arbeiten. Ihr Einsatz darf keine neuen Umwelt- oder Folgeschäden verursachen.
Allgemein zugänglich: Robotik soll nicht auf reiche Staaten, große Unternehmen oder gut ausgestattete Kliniken beschränkt bleiben. Auch abgelegene Regionen und benachteiligte Bevölkerungsgruppen sollen von der Technik profitieren.
Symbiotisch: Menschen, Natur und Technik sollen gleichermaßen Vorteile erhalten. Roboter sollen daher nicht bloß einzelne Abläufe beschleunigen oder verbilligen, sondern einen gesellschaftlichen und ökologischen Nutzen schaffen.

Roboter sollen Nachhaltigkeit aktiv fördern

Neben einer ressourcenschonenden Konstruktion geht es um konkrete Aufgaben. Roboter könnten Umweltverschmutzung messen, landwirtschaftliche Flächen untersuchen oder Menschen in gefährlichen Gebieten unterstützen. Auch Einsätze in der medizinischen Versorgung und bei Naturkatastrophen gehören zu den denkbaren Anwendungen.

Mazzolai orientiert sich dabei an Pflanzen. Wurzeln dringen mit geringem Energieaufwand in den Boden ein und verändern ihre Richtung je nach Umgebung. Nach diesem Vorbild entstehen Roboter, die den Untergrund erkunden, ohne große Flächen aufzureißen.

Andere Konzepte ahmen Samen nach, die auf Feuchtigkeit oder Temperatur reagieren. Solche Maschinen könnten sich ohne herkömmliche Batterien bewegen und dadurch mit weniger Bauteilen und Ressourcen auskommen.

Die Natur liefert überraschend einfache Lösungen

„Die Natur muss viele Probleme lösen und dabei einen Kompromiss zwischen Effizienz, Anpassungsfähigkeit, Energieverbrauch und verfügbaren Materialien finden“, erklärt Mazzolai. Pflanzen hätten dafür sehr unterschiedliche Strategien entwickelt. Diese Lösungen könnten technische Systeme leichter, sparsamer und widerstandsfähiger machen. Denkbar sind künftig sogar biologisch abbaubare Roboter, die nach ihrem Einsatz kontrolliert zerfallen.

Solche Maschinen könnten Meere oder entlegene Landschaften überwachen, die Menschen kaum erreichen. Allerdings reicht eine umweltfreundliche Außenhülle allein nicht aus. Das Manifest verlangt eine Zusammenarbeit von Ingenieuren, Informatikern, Biologen, Medizinern, Agrarwissenschaftlern, Ökonomen, Ethikern und politischen Entscheidungsträgern. „Wir dürfen nicht nur darüber nachdenken, was der Roboter kann“, sagt Mazzolai. Auch seine Folgen für Gesellschaft und Umwelt müssten früh berücksichtigt werden.

Forscher wollen bekannte Fehler konsequent vermeiden

Die Autoren warnen vor einer zersplitterten Entwicklung ohne gemeinsame Regeln. Dadurch könnten neue Maschinen zwar einzelne Probleme lösen, zugleich aber hohen Ressourcenverbrauch, ungleichen Zugang oder unerwartete Schäden verursachen. Das erinnert an frühere technische Erfolge, deren langfristige Folgen erst spät berücksichtigt wurden. Kunststoffe erleichterten viele Bereiche des Lebens, wurden jedoch Jahrzehnte später zu einem weltweiten Abfallproblem.

Bei Robotern soll diese Reihenfolge vermieden werden. Ihr Nutzen müsste deshalb über den gesamten Lebenszyklus hinweg größer sein als die Belastungen durch Rohstoffe, Energieverbrauch, Herstellung und Entsorgung.

Kurz zusammengefasst:

Nachhaltige Roboter sollen wenig Energie und Rohstoffe verbrauchen, Ökosysteme möglichst wenig stören und sich später gut reparieren, recyceln oder abbauen lassen.
Das Konzept der „Sustainability Robotics“ verbindet nachhaltiges Roboterdesign mit Einsätzen für Umwelt, Landwirtschaft, Medizin und schwer zugängliche Regionen.
Drei Leitlinien prägen die Entwicklung: Roboter sollen minimalinvasiv, allgemein zugänglich und für Menschen sowie Natur gleichermaßen nützlich sein.

Übrigens: Wie nachhaltige Roboter Umweltprobleme konkret lösen können, zeigt der Roboterhund VERO an Italiens Stränden: Er saugt giftige Zigarettenstummel aus dem Sand. Die Maschine entfernt bis zu 90 Prozent der Kippen und könnte Reinigungskräfte sowie Küstenökosysteme entlasten – mehr dazu in unserem Artikel.