ETH Zürich und die Zukunft der Robotik: Wo Forschung auf Realität trifft

Die ETH Zürich: Weltklasse-Robotik aus der Schweiz

Wenn Robotikforscher weltweit von Schweizer Robotik sprechen, meinen sie fast immer die ETH Zürich. Mit über 30 aktiven Robotik-Forschungsgruppen, mehr als 500 Doktoranden in diesem Bereich und einem jährlichen Forschungsbudget von über CHF 150 Millionen ist die ETH eine der produktivsten Robotik-Forschungsinstitutionen der Welt.

Doch was macht die ETH-Robotik so besonders? Es ist die Kombination aus fundamentaler Grundlagenforschung und pragmatischem Anwendungsfokus – gepaart mit einer Startup-Kultur, die Forschungsergebnisse schnell in marktfähige Produkte überführt.

Das Autonomous Systems Lab (ASL): Roboter, die denken

Das Autonomous Systems Lab unter Leitung von Professor Roland Siegwart ist eines der renommiertesten Robotik-Labors weltweit. Hier entstanden Technologien, die heute in Marsrovern, autonomen Fahrzeugen und Drohnen weltweit zum Einsatz kommen.

Aktuelles Flaggschiffprojekt: ANYmal, ein vierbeiniger Laufroboter, der in Industrieanlagen selbstständig Inspektionen durchführt. ANYmal kann Treppen steigen, sich nach Stürzen selbst aufrichten und in Umgebungen navigieren, die für Räder unzugänglich sind. Seit 2023 ist ANYmal kommerziell erhältlich – über das ETH-Spin-off ANYbotics, das mittlerweile über 200 Mitarbeiter beschäftigt.

Robotics Systems Lab (RSL): Lernen durch Erfahrung

Das Robotics Systems Lab unter Professor Marco Hutter hat eine Methode entwickelt, die die Robotik grundlegend verändert: Reinforcement Learning in der Simulation. Anstatt Roboter mühsam zu programmieren, lernen sie durch Millionen von simulierten Versuchen, wie sie sich in der realen Welt bewegen sollen.

Das Ergebnis: Roboter, die in wenigen Stunden Bewegungsstrategien erlernen, für die menschliche Programmierer Monate gebraucht hätten – und die dabei Lösungen finden, die kein Mensch je programmiert hätte. Ein ANYmal-Roboter, der mit dieser Methode trainiert wurde, konnte nach einem Beinverlust spontan eine neue Gangart entwickeln – ohne je darauf trainiert worden zu sein.

Computational Robotics Lab (CRL): Weiche Roboter für eine harte Welt

Nicht alle Roboter müssen aus Metall sein. Das Computational Robotics Lab unter Professor Stelian Coros erforscht Soft Robotics – Roboter aus flexiblen, weichen Materialien, die sich an ihre Umgebung anpassen können.

Anwendungen reichen von medizinischen Endoskopen, die sich durch den menschlichen Körper schlängeln, bis zu Greifern, die empfindliche Objekte wie Obst oder Eier handhaben können, ohne sie zu beschädigen. Besonders spannend: Roboter aus biologisch abbaubaren Materialien, die nach ihrer Nutzung einfach kompostiert werden können.

Vision for Robotics Lab (V4RL): Sehen lernen

Damit Roboter autonom agieren können, müssen sie ihre Umgebung verstehen. Das Vision for Robotics Lab unter Professor Davide Scaramuzza entwickelt Algorithmen, die Robotern ermöglichen, aus Kamerabildern ein präzises 3D-Bild ihrer Umgebung zu erstellen – in Echtzeit, auch bei schlechten Lichtverhältnissen und schnellen Bewegungen.

Die hier entwickelte Event-Kamera-Technologie ist eine Revolution: Statt Bilder mit fester Framerate aufzunehmen, registriert sie jede Helligkeitsänderung einzelner Pixel sofort – mit einer Zeitauflösung von Mikrosekunden. Das ermöglicht Robotern und Drohnen, auch bei extremen Geschwindigkeiten präzise zu navigieren.

Von der Forschung zum Startup: Das ETH-Ökosystem

Die ETH Zürich hat in den letzten 10 Jahren über 50 Robotik-Startups hervorgebracht, die zusammen mehr als CHF 2 Milliarden an Venture Capital eingesammelt haben. Neben ANYbotics sind besonders Wingtra (landwirtschaftliche Drohnen), Sevensense (autonome Navigation) und Rapyuta Robotics (Cloud-Robotik) hervorzuheben.

Das ETH Zürich Technology Transfer und der ETH Entrepreneur Club schaffen ein Ökosystem, das Grundlagenforschung und kommerzielle Anwendung verbindet – ein Modell, das weltweit kopiert wird.

EPFL: Die zweite Säule der Schweizer Robotikforschung

Neben der ETH Zürich ist die EPFL in Lausanne eine weitere Weltklasse-Institution. Das Biorobotics Laboratory (BioRob) unter Professor Auke Ijspeert entwickelt Roboter, die von biologischen Systemen inspiriert sind – von schlangenhaften Robotern, die durch Trümmer kriechen, bis zu Exoskeletten für die Rehabilitation.

Die Reconfigurable Robotics Lab (RRL) der EPFL erforscht modulare Roboter, die sich je nach Aufgabe selbst umkonfigurieren können – ein Konzept, das die Grenzen zwischen Roboter und Werkzeug aufhebt.

Ausblick: Die nächsten Durchbrüche

Schweizer Robotikforscher arbeiten an Entwicklungen, die in den nächsten 5-10 Jahren die Welt verändern werden:

Neuromorphe Robotik: Prozessoren, die das menschliche Gehirn nachahmen, ermöglichen Robotern, mit einem Bruchteil des heutigen Energieverbrauchs zu lernen und zu entscheiden.

Schwarmrobotik: Hunderte kleiner Roboter, die ohne zentrale Steuerung kollektiv komplexe Aufgaben lösen – inspiriert von Ameisenkolonien und Vogelschwärmen.

Human-Robot Teaming: Roboter, die nicht nur Befehle ausführen, sondern menschliche Absichten antizipieren und proaktiv unterstützen.

Die Schweiz investiert in diese Zukunft – und die Früchte dieser Investition werden die Welt von morgen prägen.