Was ist Robotik?

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Der Begriff Robotik (auch Robotertechnik) bezeichnet ein Themengebiet, das sich mit der Erforschung von Robotern befasst. Roboter sind automatisierte Geräte, die für spezielle physische Aufgaben konzipiert wurden.

Eine wissenschaftlichere Definition lautet:

„Roboter sind sensumotorische Maschinen zur Erweiterung der menschlichen Handlungsfähigkeit. Sie bestehen aus mechatronischen Komponenten, Sensoren und rechnerbasierten Kontroll- und Steuerelementen. Die Komplexität eines Roboters unterscheidet sich deutlich von anderen Maschinen durch die größere Anzahl von Freiheitsgraden und die Vielfalt und den Umfang seiner Verhaltensformen.“  (Zitiert nach Christaller et al 2001, S. 18)

Grob vereinfacht bestehen Roboter aus einem „Gehirn“ und einem Körper, wobei das „Gehirn“ den Körper über Algorithmen steuert. Sensoren dienen Robotern zur Erfassung der Umwelt und Achspositionen. Aktoren hingegen (Antriebselemente) ermöglichen das Handeln innerhalb dieser erfassten Umgebung.

Einsatzgebiete von Robotern

Die Anwendungsbereiche von Robotern sind vielseitig. Abhängig vom Verwendungszweck gibt es verschiedene Arten von Robotern. Zum einen gibt es die Erkundungsroboter, die vor allem an schwer zugänglichen Orten im Weltraum und unter Wasser oder auch im Militär (in Form von Drohnen) zum Einsatz kommen.  Zum anderen gibt es Industrieroboter, die bei der Fertigung in Fabriken oder beim Picken von Waren in Warenlagern verwendet werden. In der Medizin werden Roboter als Medizinroboter eingesetzt, die zuverlässiger und genauer als Menschen arbeiten. Im Haushalt haben sie sich als Serviceroboter in Form von Staubsauger- und Rasenmährobotern etabliert. In einigen Hotels kommen sie inzwischen beim Zimmerservice zum Einsatz. Spielzeugroboter dienen der Unterhaltung und Pflegeroboter als Hybrid aus Medizin- und Servicerobotern werden in der Pflege von Menschen eingesetzt.

Aktuell herrscht Euphorie beim Thema selbstfahrender Autos. Die wichtigsten Bestandteile des Roboters (Sensoren, Motoren und Computer) sind unsichtbar in das Fahrzeug eingebettet, sodass die Assoziation mit einem Roboter nicht unbedingt gleich auf der Hand liegt. Fortschritte in der Hardware und der Rechenleistung haben diese Entwicklung ermöglicht. Experten zufolge wird es jedoch noch einige Jahre dauern, bis die Technologie vollständig ausgereift ist.

Technische Herausforderungen in der Robotik

Aktuell gibt es drei große Herausforderungen im Bereich der Robotik:

1. Roboter verstehen ihre Umwelt und was um sie herum passiert noch nicht gut genug.
2. Die Interaktionsfähigkeit von Robotern mit Menschen und anderen Robotern ist noch beschränkt.
3. Es ist sehr zeitaufwendig neue Roboter zu bauen, da es nur wenige Experten mit einem umfassenden Wissen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Robotik und Informatik gibt.

Roboter können zwar schon fahren, aber noch nicht wirklich laufen. Es mag auf den ersten Blick erstaunen, dass ein auf zwei Beinen laufender Roboter deutlich schwieriger zu entwickeln ist als ein langsames selbstfahrendes Auto. Der Grund für die Schwierigkeit liegt darin, dass die Interaktion zwischen einem laufenden Roboter und seiner Umwelt unglaublich komplex ist. Seine Fähigkeiten reichen noch nicht aus, um seine Umwelt vollständig zu verstehen und zu erfassen. Eine weitere Problematik besteht im Halten des Gleichgewichts und im Platzieren des Fußes beim nächsten Schritt. Das ist auf zwei Beinen ungleich schwieriger als auf vier Rädern.

Mein Fazit: Roboter können unsere Lebensqualität in vielen Bereichen deutlich verbessern. Wir sollten uns daher mit dem Gedanken anfreunden, in Zukunft mit ihnen zu interagieren und effizient mit ihnen zusammenzuarbeiten.

Quellen:

https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what_is_robotics_k4.html

www.wired.com/2016/02/editors-letter-march-2016/

MIT Sloan & MIT CSAIL Artificial Intelligence: Implications for business strategy program

Bild: DALLE 2