1. Körperlichkeit
2. Form ist entscheidend
3. Durch Fortbewegung die Welt erfahren

Körperlichkeit
Ein intelligentes Geschöpf muss mit der realen Welt interagieren können und dazu braucht es einen Körper. Umschrieben wird dieser Grundsatz der so genannten „New Artificial Intelligence“ mit dem Begriff „Embodiement“.

„Man versteht das Hirn nicht, wenn man den Körper nicht begreift“, fasst Rolf Pfeifer, Leiter des Labors für künstliche Intelligenz der Universität Zürich, den wichtigen Forschungsgrundsatz zusammen.
Aus diesem Grund wird in der Intelligenzforschung seit den 80er Jahren häufig mit Robotern gearbeitet.
Die Roboter, die im Labor für künstliche Intelligenz der Universität Zürich gebaut werden, orientieren sich sehr stark am Vorbild der Natur. „Wir versuchen, natürliche Formen von Intelligenz zu verstehen, indem wir sie nachbauen“, so Pfeifer.

Natürliche Systeme entwickeln ihre Fähigkeiten durch direkte Interaktion mit ihrer Umwelt. Beim Bau von Robotern ist daher die so genannte Selbstorganisation ein zentrales Thema: Vorgegeben ist lediglich das Ziel, das der Roboter erreichen soll. Wie er dieses Ziel erfüllt, ist ihm überlassen. Er agiert autonom und ist lernfähig. Anders Roboter, die den Rasen mähen oder in einer Fabrik Fliessbandarbeit leisten: Sie handeln nach vorprogrammierten Verhaltensmustern.

Form ist entscheidend
Körperform, Sensorik, Muskeln, Material und Grösse des Roboters sind entscheidend dafür, wie er mit seiner Umwelt zugange kommt und die ihm gestellten Aufgaben meistert.
Bezieht man all diese Eigenschaften mit ein, entstehen komplexe Möglichkeiten, einen Roboter zu bauen. Das Spiel mit diesen Möglichkeiten trägt sehr viel zum Verstehen der kognitiven Aufgaben bei.

Ein wichtiges Schlagwort in der Roboterforschung ist „cheap design". Es bedeutet, mit wenig Aufwand grosse Wirkung zu erzielen, beispielsweise durch die Wahl des geeigneten Materials oder durch das Ausnutzen physikalischer Gesetze.
Auch hier ist das Vorbild wieder die Natur: Viele Prozesse im menschlichen Leben laufen automatischer ab, als wir uns das vorstellen.
„Müsste das menschliche Hirn alles zentral steuern, es wäre heillos überfordert“, so Pfeifer.

Durch Fortbewegung die Welt erfahren
„Um das Phänomen Intelligenz zu begreifen, müssen wir zuerst einmal die grundlegenden Interaktionen mit der Umwelt begreifen“, so Pfeifer.
Im Projekt „Running dog“ wurde anhand anatomischer Studien ein Hundekörper möglichst genau nachgebaut. Proportionen und Gewicht des Skeletts, Zahl und Position der Gelenke, Eigenschaften und Platzierungen der Muskeln – das alles sollte dem natürlichen Vorbild möglichst ähnlich sein.

Ziel ist es, dass der Hund verschiedene Fortbewegungsarten beherrscht: gehen, trotten, rennen – und das ohne viel Motoren und Rechenleistung.
Das Hundeskelett ist aus Aluminium und besitzt 28 Gelenke, die von „künstlichen Muskeln“ kontrolliert werden.
Diese bestehen aus einer Feder und einem Draht, der von einem Motor angetrieben wird. Dieser Motor bewegt nur die Oberschenkel, die mit Federn mit den Unterschenkeln verbunden sind: Das Bein wird durch das Rückschnellen der Feder und das natürliche Gewicht des Beins gestreckt – so wie es in der Natur auch geschieht.

Der aus Filmen bekannte, seltsame Robotergang kommt daher, dass auch das Abwärtsschwingen des Beins gesteuert ist und nicht wie beim natürlichen Gehen das Gewicht der Gliedmasse ausgenützt wird. Mit dem Roboter „Fork Leg“ wird die menschliche Geh-Bewegung erforscht. Er ist mit Elektromotoren ausgerüstet und hat die Fähigkeit, viele verschiedene Bewegungsarten auszuführen.

Neben der Fortbewegung ist die Orientierung entscheidend für intelligentes Verhalten – in einer komplexen Umgebung nicht einfach, weder für Mensch, Tier noch Roboter.

Viele Insekten sind überraschend navigationsfähig, trotz ihres eher kleinen und einfachen Gehirns.
Bienen oder Fliegen verlassen sich beim Navigieren hauptsächlich auf visuelle Information, das obwohl das Verarbeiten solcher Information – nach herkömmlichem Ansatz – grosse Rechenleistung erfordert.
Es muss also einfachere Mechanismen für die Verarbeitung visueller Information geben. Der fliegende Roboter Melissa soll dieses Geheimnis lüften.