Roboter erobern die Welt

Wäre es nicht schön, einen Gehilfen zu haben, der uns alle unerwünschten Arbeiten abnimmt und uns bei Bedarf unterstützt? Dieser Gedanke beschäftigt die Menschen schon seit vielen Generationen – und motiviert für die Entwicklung von Robotern, die heute vielfältige Aufgaben erfüllen.

Roboter

Bild: CanStockPhoto

"Technische Gehilfen" gibt es bereits seit mehreren Jahrhunderten, zuerst nur für Vorführungen und als Spielzeuge, später auch, um Arbeiten zu übernehmen.

"Dessinateur" Jaquet-Droz

Der "Dessinateur" (französisch für "Zeichner"), ein fast 250-jähriger Roboter! Die höchst raffinierte mechanische Puppe kann vier verschiedene Zeichnungen anfertigen. Sie wurde von den Uhrmachern der Familie Jaquet-Droz konstruiert und ist heute im Musée d'Art et d'Histoire in Neuchâtel ausgestellt. Bild: Rama/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Der Begriff «Roboter» wurde im Jahr 1921 vom tschechischen Schriftsteller Karel Čapek geschaffen. Er bezeichnete damit eine Puppe, die Bewegungen scheinbar selbständig ausführte. Vorläufer waren die wie Menschen gestalteten Automaten des 18. Jahrhunderts. Der "Dessinateur" (Zeichner) beispielsweise ist eine mechanische Puppe, die anspruchsvolle Zeichnungen aufs Papier bringen kann.

Roboter heute

Roboter lösen heute ganz verschiedene Aufgaben. Einerseits stehen sie im Einsatz, wo es monotone Arbeiten zu verrichten gilt. Andererseits können sie gefährliche oder für den Menschen unmögliche Arbeiten übernehmen. Meist werden sie dafür speziell konstruiert. Man unterscheidet beispielsweise Industrieroboter, Medizinroboter, Spielzeugroboter, mobile Roboter, humanoide (menschenähnliche) Roboter und andere.

Roboter führen zum Beispiel folgende Aufgaben aus:

  • Bewegen und Halten von schweren Lasten
  • Kontrollieren von engen Kanälen und Rohrleitungen
  • Inspektionen in gefährlicher Umgebung (brennende Häuser, Minenfelder usw.)
  • Positionieren von kleinsten Teilen
  • Bearbeitung und Montage von Bauteilen (z. B. Autos)

Was ist ein Roboter?

Es gibt verschiedene Definitionen von Robotern. In allen Fällen handelt es sich um eine technische Einrichtung, die Bewegungen nach Vorgaben ausführt. Roboter müssen schnell, genau und zuverlässig sein, und man muss sie natürlich programmieren können. Die Robotertechnik vereint die Wissenschaften Maschinentechnik, Elektronik und technische Informatik mit dem Ziel, den Menschen das Leben leichter zu machen. Bereits heute arbeiten Roboter am Fliessband, spielen Fussball und werden zur Bewachung eingesetzt.

High-Tech-Roboter

Roboter sind an sich schon High-Tech-Geräte. Doch man möchte die Grenzen ihrer Möglichkeiten und ihres Einsatzbereiches laufend erweitern. Deshalb sucht man auch neue Prinzipien, die es erlauben, einen Roboter noch schneller zu machen. Dies kann man auf verschiedene Arten anpacken. Man kann beispielsweise die bewegten Teile leichter machen oder sie anders anordnen. Dies nennt man Parallelkinematik: Dabei werden verschiedene Arme koordiniert bewegt. Die Berechnung der Bewegungen wird dadurch aufwendiger, doch kann der Roboter seine Aufgabe dafür schneller erledigen (z.B. das Verpacken von Pralinés).

Aus Sicherheitsgründen waren Roboter bisher meistens durch ein Gitter von den Menschen getrennt. Dies verhindert jedoch eine gegenseitige Unterstützung. In Zukunft soll diese Grenze so weit wie möglich reduziert werden, sodass Roboter und Menschen direkt zusammenarbeiten können beziehungsweise dass Roboter Aufgaben selbständig erledigen können, z. B. bei der Pflege von Menschen.

Auch in der Industrie sind verschiedene Entwicklungen im Gange. Sie laufen unter dem Begriff "smart factory" oder "Industrie 4.0". Damit sollen die Vorteile des Datenaustausches über Netzwerke innerhalb und ausserhalb von Unternehmen optimal ausgenützt werden, indem der Zustand sämtlicher Maschinen und Produkte zu jeder Zeit bekannt ist und beeinflusst werden kann.

Quelle:
Prof. Heinz Domeisen, Institut für Mechatronik und Automatisierungstechnik (IMA), Hochschule für Technik Rapperswil
Überarbeitete Fassung aus Technoscope 3/06: Roboter. Technoscope ist das Technikmagazin der SATW für Jugendliche

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