"Beseelte" Roboter

Welche Art von Robotern baut wohl jemand, der Animator, Jazz-Musiker und Roboter-Techniker ist? Solche, die verspielt sind, reagieren können und ausgefallen sind. In Demonstrationsfilmen zeigt Guy Hoffmann seine Familie ungewöhnlicher Roboter -- darunter zwei musikalische Roboter, die es mögen, mit Menschen zusammen eine Jam-Session abzuhalten. (Aufgenommen beim TEDxJaffa)

Das ist mein Job:
Entwurf, Konstruktion und Erforschung

von Robotern,
die mit Menschen kommunizieren.

Aber diese Geschichte
beginnt nicht mit Robotern,

sondern mit Animation.

Als ich den Kurzfilm "Die kleine Lampe"
vom Pixar Studio zum ersten Mal sah,

war ich erstaunt,
wie viel Emotion sie doch

in so etwas Einfaches

wie eine Schreibtischlampe
stecken konnten.

Schauen Sie sie doch nur mal an.

Am Ende des Films haben Sie
Mitgefühl für Einrichtungsgegenstände.

(Lachen)

Und ich sagte mir:
Ich muss lernen, wie man das macht.

Also traf ich eine wirklich schlechte
Entscheidung für meine Karriere.

Das dachte meine Mutter zumindest.

(Lachen) Und ich ...

ich verließ einen gemütlichen
Technik-Job in Israel --

bei einer netten Software-Firma --
und zog nach New York,

um dort Animation zu studieren.

Und dort lebte ich

in einem abbruchreifen Apartmenthaus
in Harlem -- in einer WG.

"Abbruchreif" nicht im übertragenen Sinn --

eines Tages brach wirklich
die Decke über uns ein --

im Wohnzimmer.

Für sämtliche New Yorker Reportagen
über Verletzungen der Bauordnung

stellten sie den Reporter vor unser Haus.

Diese Kulisse sollte zeigen,
wie schlecht es um die Dinge steht.

Tagsüber ging ich also zur Schule

und abends zeichnete ich Bild für Bild
Bleistiftanimationen.

Und ich lernte
zwei überraschende Lektionen.

Eine davon war:

Wenn man Emotionen wecken will,

kommt es nicht so sehr drauf an,
wie etwas aussieht,

alles steckt in der Bewegung,
im Timing,

wie sich die Dinge bewegen.

Und das Zweite war etwas,
das einer der Lehrer uns verraten hatte.

Der Urheber des Wiesels
in "Ice Age" übrigens.

Und er sagte:

"Beim Animieren seid ihr nicht Regisseur,
sondern Schauspieler."

Wenn ihr die richtige Bewegung
für eine Figur finden wollt,

denkt nicht über sie nach,
versetzt euch in sie hinein.

Stellt euch vor einen Spiegel,

spielt sie vor einer Kamera --
wie ihr mögt.

Und dann transportiert das
zurück in eure Figur.

Im Jahr drauf landete ich beim MIT

in der Gruppe "Roboter-Leben",
eine der ersten Gruppen,

die die Beziehung zwischen
Menschen und Robotern erforschten.

Und ich hatte immer noch diesen Traum,

eine wirkliche, physikalische,
Lampe à la "Luxo Jr." zu bauen.

Aber die Roboter bewegten sich
überhaupt nicht

auf diese einnehmende Weise,

die ich von meinen Animationsstudien
gewohnt war.

Stattdessen waren sie --

Wie soll ich das ausdrücken?
Sie waren irgendwie roboterhaft.

(Lachen)

Ich dachte: Was passiert wohl, wenn ich all
mein Wissen von der Animations-Schule

in den Entwurf
meiner Roboter-Tischlampe stecke?

Also ging ich und entwarf Bild für Bild,

um diesen Roboter

so anmutig und einnehmend
wie möglich zu gestalten.

Wenn Sie dem Roboter zuschauen,
wie er mit mir kommuniziert,

auf einem Schreibtisch,

während ich ihn gerade redesigne --

Ohne die Kenntnis von sich selbst

schaufelt er irgendwie sein eigenes Grab,
indem er mir hilft.

(Lachen)

Ich wollte ihn nicht so sehr
als ein mechanisches Ding haben,

das mir Licht gibt,

eher als eine Art Lehrling,
der mir zur Hand geht,

der immer da ist, wenn man ihn braucht,
aber nicht stört.

Der mir z.B., wenn ich
nach einer Batterie suche,

die ich nicht finden kann,

auf fast unmerkliche Art zeigt,
wo die Batterie ist.

Hier sehen Sie mich verwirrt.

Ich bin kein Schauspieler.

Und beachten Sie bitte,

wie die gleiche
mechanische Konstruktion einmal --

allein durch ihre Bewegung --
freundlich und hilfsbereit erscheint,

und im anderen Fall
gewalttätig und provokant.

Es ist dasselbe Ding,
nur die Bewegung ist anders.

Schauspieler: "Soll ich dir was sagen?
Soll ich dir was sagen?

Der ist doch schon tot!

Er liegt doch nur da!
Mit leblosen Augen!"

(Lachen)

Aber sich anmutig zu bewegen,
ist nur ein Baustein des Konstrukts

"Mensch-Roboter-Interaktion".

Zu der Zeit arbeitete ich
an meiner Promotion,

Thema: "Mensch-Roboter-Teamwork",

d.h. Menschen und Roboter,
die als Team zusammenarbeiten.

Ich studierte die Technik,

die Psychologie, die Philosophie
von Teamarbeit.

Und gleichzeitig befand ich mich ja

in meiner ganz eigenen
Teamwork-Situation,

zusammen mit einem guten Freund,
der auch hier ist.

Und in der Situation können wir
uns leicht Roboter vorstellen,

die schon in Kürze
mit uns gemeinsame Sache machen.

Es war nach einem Passahfest.

Wir stapelten gerade
eine Menge Klappstühle.

Ich war erstaunt, wie schnell wir dabei
unseren eigenen Rhythmus fanden.

Jeder machte seinen Teil.

Wir mussten unsere Aufgaben
nicht explizit aufteilen.

Wir mussten nicht mal drüber reden.

Es passierte einfach so.

Und ich dachte:

Bei Menschen und Robotern
geht das gar nicht.

Wenn Menschen und Roboter interagieren

ist es eher so wie beim Schachspiel.

Der Mensch tut etwas,

Der Roboter analysiert,
was der Mensch getan hat,

und entscheidet dann,
was er als nächstes macht,

plant es, und führt es aus.

Der Mensch wartet derweil,
bis er wieder an der Reihe ist.

Also ganz so wie beim Schachspiel.

Und das macht Sinn.
Denn Schach ist klasse

für Mathematiker und Informatiker.

Da geht es darum,
Informationen zu analysieren,

Entscheidungen zu fällen
und durchzuplanen.

Ich wünschte mir aber einen Roboter,
der weniger wie ein Schachspieler ist,

eher wie ein Macher,

der tickt wie ich,
und der mit mir zusammenarbeitet.

Und so traf ich dann die zweite schreckliche
Entscheidung für meine Karriere.

Ich beschloss,
ein Semester Schauspiel zu studieren.

Ich brach meine Doktorarbeit ab
und nahm Schauspielunterricht.

Ich war wirklich mal
auf der Bühne mit dabei.

Hoffentlich gibt's davon kein Video mehr.

Und ich holte mir jedes verfügbare Buch
über die Schauspielkunst,

selbst eines aus dem 19. Jahrhundert,

das bekam ich in der Bibliothek.

Ich war erstaunt. Mein Name
war erst der zweite auf der Leihliste.

Der Eintrag davor
stammte von 1889. (Lachen)

Das Buch hatte wohl
100 Jahre lang gewartet,

wiederentdeckt zu werden ...
für Roboter-Technik.

Dieses Buch lehrte Schauspieler,

wie sie jeden Muskel ihres Körpers
bewegen mussten,

um die Emotion zu treffen,
die sie ausdrücken wollten.

Noch bedeutender war das,

was ich über "Method Acting" lernte.

Das wurde sehr populär
im 20. Jahrhundert.

"Method Acting" bedeutet, dass man
nicht mehr jede Muskelbewegung plant.

Stattdessen nutzt man den eigenen Körper,
die adäquate Bewegung zu finden.

Man nutzt die eigenen
Sinnes-Erinnerungen,

die Emotionen zu rekonstruieren,

eine Art Denken mit dem Körper, um
den passenden Ausdruck zu finden.

Improvisation mit dem Szenen-Partner.

Und das passierte just zu der Zeit,
als ich über den Trend

in der Psychologie hörte,
den man "Embodied Cognition" nennt.

Auch da geht es um die gleichen Ideen.

Wir benutzen unseren Körper zum Denken.

Wir denken nicht nur mit dem Gehirn.
Mit der Bewegung unserer Körper

geben wir dem Gehirn
ein Feedback zurück,

aus dem dann
unser Verhalten generiert wird.

Das schlug ein wie ein Blitz.

Ich ging zurück in mein Büro

und schrieb diesen Artikel --
den ich nie richtig veröffentlicht habe:

"Acting Lessons for Artificial Intelligence".
(Schauspielunterricht für Künstliche Intelligenz)

Und nur einen Monat später

führte ich zum ersten Mal
ein Theaterstück auf,

in dem ein Mensch mit einem Roboter
zusammen auftritt.

Sie haben vorhin
eine kurze Szene daraus gesehen.

Und ich dachte mir:

Wie können wir ein KI-Modell bauen,

am Computer, im Rechenmodell,

mit dem wir Ideen wie Improvisation
modellieren können,

Ideen wie Risiken eingehen,
Chancen ergreifen,

ja sogar Fehler machen.

Vielleicht verbessert das
die robotischen Teamkollegen.

So arbeitete ich eine ganze Zeitlang
an diesen Modellen

und implementierte sie
auf etlichen Robotern.

Hier sehen Sie ein sehr frühes Beispiel

mit Robotern, wo versucht wird,
die eingebettete KI so zu nutzen,

dass sie meine Bewegungen
so genau wie möglich imitieren,

wie in einem Spiel.

Schauen wir uns das Ding mal an.

Sie sehen, wenn ich es necke,
geht es darauf ein.

Es ist ein bisschen so,
wie man es bei Schauspielern sieht,

wenn sie einander nachmachen,

um sich untereinander
richtig zu synchronisieren.

Dann machte ich ein weiteres Experiment.

Ich holte Leute von der Straße und gab ihnen
die Roboter-Tischlampe zur Benutzung.

So testete ich die Idee der
"Eingebetteten Künstlichen Intelligenz".

Ich nutzte zwei verschiedene Steuerungen
in äußerlich gleichen Robotern.

Der Roboter ist wieder die Lampe,

und ich habe in sie zwei
unterschiedliche Gehirne reingesteckt.

Bei der einen Hälfte der Leute

war die eingebaute Steuerung
eher traditionell.

Ein berechnendes Roboter-Gehirn:

Es wartet bis es dran ist,
analysierte alles, und plant.

Nennen wir es: "Rechner-Gehirn".

Das andere war mehr das Gehirn
des Schauspielers, des Risikonehmers.

Nennen wir es: "Abenteurer-Gehirn".

Manchmal handelt es, ohne das geringste
von dem zu wissen, was es wissen müsste.

Manchmal macht es Fehler
und korrigiert sie dann.

Und ich gab den Leuten
diese mühsame Aufgabe,

fast 20 Minuten lang

mussten sie zusammenarbeiten,

irgendwie ähnlich wie in einer Fabrik,

immer wieder dasselbe wiederholen.

Und es stellte sich heraus, dass die Leute

den Abenteurer-Roboter wirklich liebten.

Sie dachten, er sei intelligenter,

engagierter, ein besseres Teammitglied,

das mehr zum Erfolg des Teams beiträgt.

Sie nannten das Ding sogar
"er" und "sie",

während die Leute den Roboter
mit dem Rechner-Gehirn "es" nannten,

Niemand bezeichnete den je
mit "er" oder "sie".

Wenn die Leute nach der Aufgabe

über den Abenteurer-Roboter sprachen,
sagten sie:

"Am Ende waren wir gute Freunde,
und haben uns abgeklatscht, gedanklich."

Was immer das heißen mag.

(Lachen) Klingt schmerzhaft.

Während die Leute bei dem
mit dem Rechner-Gehirn sagten:

"Das war wie mit einem faulen Azubi."

Das Ding machte nur das, was es tun sollte,
und kein bisschen mehr.

Das ist doch eigentlich das,
was man von Robotern erwartet.

Daher war ich überrascht,
dass die Leute höhere Erwartungen

an Roboter hatten als das, was jeder in der
Robotertechnik denkt, was sie tun sollten.

Und so dachte ich,
es ist vielleicht an der Zeit,

ähnlich, wie Method Acting
die Ansicht über Schauspielkunst

im 19. Jahrhundert gewandelt hat,

von einer sehr kalkulierten

geplanten Art des Auftretens

zu einer intuitiveren, risikoreicheren und körperlicheren Art des Ausdrucks.

Vielleicht ist es an der Zeit, dass Roboter

nun dieselbe Art der Revolution
durchmachen.

Ein paar Jahre später --

ich hatte meinen nächsten Forschungs-Job
an der Georgia Tech in Atlanta,

und arbeitete in einer Gruppe,

die mit Musik-Robotern hantierte.

Und ich dachte mir:
Musik? Das ist doch genau das Richtige,

um sich Teamarbeit, Koordination,

Timing, Improvisation anzuschauen.

Und wir hatten da schon diesen Roboter,
der Marimba spielte.

Marimba, für jeden wie mich

war es dieses große hölzerne Xylophon.

Und als ich das untersuchte,

suchte ich nach anderen Arbeiten
in Mensch-Roboter-Improvisation.

Ja, es gibt tatsächlich
noch andere Studien dazu.

Aber die waren auch
so ein wenig wie Schachspiele.

Der Mensch spielt vor,

der Roboter analysiert, was gespielt wurde,

und improvisiert seinen eigenen Teil.

Musiker nennen
diese Art des Zusammenspiels

"Call and Response"
(Vorsänger und Chor-Antwort)

Das fällt auch gut unter das Thema
"Roboter und Künstliche Intelligenz".

Aber ich dachte:
Wenn ich die gleichen Ideen nutze,

wie im Theaterstück
und in den Teamwork-Studien,

dann könnte ich es vielleicht hinkriegen,
dass die Roboter zusammen improvisieren

wie eine Band.

Jeder spielt unabhängig voneinander,
und niemand unterbricht je sein Spiel.

So probierte ich das Gleiche noch mal,
diesmal mit Musik.

Wobei der Roboter nicht wirklich weiß,

was er spielen soll.

Ganz wie bei der Bewegung des Körpers,

nutzt er die Chance zum Spielen,

und macht, was mich meine
Jazz-Lehrerin mit 17 lehrte:

"Wenn man improvisiert,

weiß man manchmal nicht,
was man macht,

man macht es einfach."

So versuchte ich, einen Roboter zu bauen,

der nicht wirklich weiß, was er tut,
sondern einfach weitermacht.

Schauen wir doch ein paar Sekunden
bei dieser Performance zu,

wo der Roboter
dem menschlichen Musiker zuhört

und improvisiert.

Sehen Sie, wie auch
der Musiker auf das reagiert,

was der Roboter macht,

und auf sein Verhalten reagiert.

An manchen Stellen ist er sogar erstaunt,
womit der Roboter daherkommt.

(Musik)

(Applaus)

Musiker sein, heißt doch
nicht nur Noten spielen,

sonst ginge doch niemand
zu einem Live-Konzert.

Musiker kommunizieren auch
mit ihren Körpern,

mit den anderen Bandmitgliedern,
mit dem Publikum,

sie nutzen auch ihre Körper,
die Musik auszudrücken.

Ich dachte: "Wenn wir schon einen
Roboter-Musiker auf der Bühne haben,

warum ihn dann nicht zu einem
ausgewachsenen Musiker machen?"

Ich begann mit dem Design eines
sozial ausdrucksfähigen Kopfes

für den Roboter.

Der Kopf beeinflusste
die Marimba nicht wirklich,

er brachte nur zum Ausdruck,
wie die Musik war.

Hier sind ein paar gekritzelte Entwürfe
aus einer Bar in Atlanta,

die an einem gefährlichen Ort lag ...
genau auf halbem Wege

zwischen Labor und meiner Wohnung.
(Lachen)

Und so verbrachte ich dort wohl

durchschnittlich 3 bis 4 Stunden am Tag.

Denk ich mal. (Gelächter)
Und ...

ich kehrte zu meinen Animationstools zurück,
um herauszubekommen,

nicht nur, wie ein Roboter-Musiker
wohl aussehen müsste,

sondern vor allem auch,
wie er sich bewegen würde,

etwa um zu zeigen, dass ihm
das Spiel des anderen nicht gefällt

oder vielleicht sogar,
welchen Beat er selbst gerade fühlt,

im Moment. (Lachen)

Wir schafften es schließlich, das Geld für den Bau
des Roboters zu bekommen. Das war schön.

ich zeige Ihnen nun
eine ganz ähnliche Performance,

nur diesmal mit einem
sich sozial ausdrückenden Kopf.

Achten Sie darauf,

wie der Roboter uns wirklich zeigt,

wie er den Beat vom Menschen aufnimmt.

Damit gibt er auch dem Musiker einen Wink,
dass der Roboter erkennt, was der macht.

Und beachten Sie den Wandel

in seinen Bewegungen,
sobald er sein eigenes Solo beginnt.

(Musik)

Jetzt schaut er mich an, ob ich auch zuhöre.

(Musik)

Achten Sie wieder
auf den Schlussakkord des Stückes,

diesmal kommuniziert
der Roboter mit seinem Körper,

der sein eigenes Ding dreht.

Und wenn alles bereit ist,

koordiniert er den Schlussakkord mit mir.

(Musik)

(Applaus)

Ich hoffe, Sie sehen,
wie sehr das überhaupt nicht --

wie sehr dieser Teil des Körpers,
der das Instrument gar nicht berührt,

tatsächlich bei
der musikalischen Performance hilft.

Und irgendwann -- wir sind in Atlanta --
da war klar, dass mal ein paar Rapper

in unser Labor kommen würden.

Es kam also dieser Rapper vorbei

für eine Jam-Session mit dem Roboter.

Und hier sehen Sie den Roboter

auf den Beat eingehen.

Beachten Sie,
wie unwiderstehlich es ist,

bei den Kopfbewegungen
des Roboters mitzumachen.

Man möchte glatt
den eigenen Kopf mitbewegen.

Beachten Sie auch den Rapper:
Er konzentriert sich voll auf sein iPhone,

aber sobald der Roboter sich zu ihm
hinwendet, dreht er sich zurück.

Nur am Rande seines Blickwinkels,

gerade so im Augenwinkel ...
Er hat wirklich Einfluss.

Der Grund ist:
Wir können Gegenstände nicht ignorieren,

die sich in unserer Umgebung bewegen,

Wir sind darauf fest verdrahtet.

Wenn Sie also ein Problem haben,
sagen wir, mit Ihrem Partner,

der zu viel auf sein iPhone
oder auf sein Smartphone schaut,

sollten Sie vielleicht
einen Roboter dabei haben,

um dessen Aufmerksamkeit zu bekommen.
(Lachen)

(Musik)

(Applaus)

Ich möchte Ihnen noch
den letzten Roboter vorstellen,

an dem wir gearbeitet haben,

Er entstand aus etwas Überraschendem:
Wir stellten fest, dass die Leute

irgendwann nicht mehr darauf achteten,
dass der Roboter intelligent genug war,

zu improvisieren und zuzuhören,

und alle die Dinge, deren Entwicklung
mich Jahre gekostet hatte.

Ihnen gefiel einfach, dass der Roboter
Spaß an der Musik hatte. (Lachen)

Sie sagten auch nicht,
dass sich der Roboter zur Musik bewege,

Sie sagten:
"Dem Roboter macht die Musik Spaß."

Und wir dachten: "Warum sollten wir
diese Idee nicht hernehmen,

um noch einen neuen Gegenstand
zu entwerfen?"

Diesmal war es keine Tisch-Lampe,
sondern ein mobiler Lautsprecher,

so ein Ding,
wo man sein Smartphone reinsteckt.

Ich dachte: "Was würde passieren,

wenn der Docking-Lautsprecher
die Musik nicht nur abspielt,

sondern auch noch Freude daran hat?"
(Lachen)

Hier wieder einige Animationsversuche

aus der Frühphase. (Lachen)

Und so schaut dann das Endprodukt aus.

("Drop It Like It's Hot" von Snoop Dogg)

Etliches Kopfnicken ...

(Applaus)

und viele nickende Köpfe im Publikum,

Wir sehen auch hier:
Roboter beeinflussen Menschen.

Und das ist nicht nur Spaß und Spiel.

Ein Grund für mein Engagement
in Sachen Roboter,

die ihren Körper
zur Kommunikation einsetzen,

sich körperlich bewegen --

Ich weihe Sie jetzt in ein Geheimnis ein,
das wir Roboter-Techniker noch hüten --

Jeder von Ihnen wird einmal
mit einem Roboter zusammenleben,

irgendwann in Ihrem Leben.

Irgendwann in Ihrer Zukunft wird es
einen Roboter in Ihrem Leben geben.

Und wenn nicht in Ihrem Leben,
dann im Leben Ihrer Kinder.

Ich möchte, dass diese Roboter

anpassungsfähiger, einnehmender
und taktvoller werden

als sie heute scheinbar sind.

Und darum denke ich,
dass Roboter vielleicht

weniger wie Schachspieler und mehr

wie Schauspieler
oder Musiker sein sollten.

Vielleicht sollten sie im Stande sein,
Risiken einzugehen und zu improvisieren.

Und vielleicht sollten sie fähig sein,
zu erahnen, was man von ihnen möchte.

Vielleicht müssen sie im Stande sein,
Fehler zu machen

und diese zu korrigieren.

Denn schließlich sind wir Menschen,

und vielleicht sind Roboter,
die nicht ganz so perfekt sind,

geradezu perfekt für uns Menschen.

Vielen Dank.

(Applaus)