Was sind Roboter und Drohnen eigentlich
Roboter und Drohnen
Die allgemeine Vorstellung von Robotern ist hauptsächlich geprägt durch Bücher und Filme aus dem Bereich der Science-Fiction. Dort sind Roboter in der Bauform meist menschenähnlich, verfügen über eine beachtliche künstliche Intelligenz und sind zu vollkommen autonomem Handeln fähig – welches sich bei vielen Blockbustern auch gegen ihren Schöpfer richtet.
Dieses Bild von Robotern entspricht aber kaum der Realität. Die meisten heutzutage im Einsatz befindlichen Roboter – übrigens auch eine Benennung, die aus der Literatur stammt und in einem Drama von Čapek erstmals verwendet wurde – haben keinerlei Ähnlichkeit mit Menschen. Menschenähnliche Roboter, die es im Alltag in der oben beschriebenen Komplexität (noch) nicht gibt, werden in Abgrenzung zu anderen Robotern auch als Androiden bezeichnet. Daneben waren für alle Roboter früher auch die Benennungen „Automaten“ oder „Halbautomaten“ gebräuchlich.
Laut dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI) sind Roboter „universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen bzw. Winkeln frei (d. h. ohne mechanischen Eingriff) programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können
Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen.“ Gemeint sind damit natürlich in erster Linie Industrieroboter.
Laut einer Studie von McKinsey zeichnen sich Roboter dadurch aus, dass sie in den Bereichen herausstechen, die übermenschliche Geschwindigkeit, Stärke, Ausdauer und/oder Präzision innerhalb eines kontrollierten Bereichs erfordern. Auch diese Aussagen beziehen sich hauptsächlich auf Roboter, die in der Industrie eingesetzt werden.
Doch auch innerhalb und außerhalb der Industrie gibt es verschiedene Arten von Robotern. Diese können sowohl stationär montiert oder auch mobil sein. Im Haushalt bewegen sich beispielsweise Staubsauger-Roboter selbstständig durch die gesamte Wohnung oder einen markierten Bereich. Des Weiteren gibt es einen Unterschied zwischen traditionellen Robotern, die ausschließlich genau das tun, wozu sie programmiert sind, und neuartigen Robotern, die lernfähig sind und dementsprechend ihre Vorgehensweisen ändern bzw. anpassen können oder sogar zur Interaktion mit Menschen fähig sind.
Ihre Gestalt kann dabei so vielfältig sein wie ihr Einsatzgebiet. So gibt es sowohl Roboter, die ein Display besitzen, auf dem ein Gesicht mit verschiedenen Gesichtsausdrücken angezeigt wird, als auch Roboter, die nur aus verschiedenen Armen oder Achsen bestehen, mit denen Sie Tätigkeiten in der Industrie, aber auch in der Chirurgie ausführen können. Auch Exoskelette oder neuartige Prothesen, die die Funktionen verlorener Gliedmaßen vollständig übernehmen können und auf neuronale Impulse reagieren, werden unter dem Oberbegriff „Roboter“ zusammengefasst, auch wenn diese in der allgemeinen Vorstellung so gar nicht dem typischen Roboter entsprechen.
Alle diese Ausprägungsformen haben gemeinsam, dass sie in das Gebiet der Robotik fallen, die wissenschaftliche Disziplin, die sich mit Robotern und ihrer Konstruktion befasst. Die Robotik kann als Teilgebiet der Elektrotechnik, Informatik, Mechatronik und des Maschinenbaus angesehen werden.
Neben Robotern spielen auch Drohnen in der Industrie eine zunehmend wichtige Rolle. Unter dem Begriff „Drohne“ wird meist ein unbemanntes Fluggerät verstanden, das entweder über Funk gesteuert wird oder dessen Verhaltensweisen zuvor über ein Softwareprogramm programmiert wurde. Drohnen können unter anderem für Aufklärungsflüge eingesetzt werden und so zum Beispiel bei Rettungseinsätzen von Feuerwehr oder Polizei eine Hilfe darstellen. Doch auch im kommerziellen Bereich sollen zukünftig Drohnen eingesetzt werden, so zum Beispiel bei der Paketauslieferung.
Doch auch Drohnen haben sich längst vom unbemannten Fluggerät weiterentwickelt, so dass heute jede Art von unbemanntem Fahrzeug in diese Kategorie einsortiert werden kann. So befinden sich momentan auch Schiffe in Entwicklung, die komplett ohne Besatzung auskommen, sowie Autos, die ihren Weg ohne aktives Zutun des Fahrers finden. Damit sind Drohnen nicht nur auf relativ kleine, nur wenige Zentimeter bis Meter messende Fluggeräte begrenzt, sondern können durchaus größer sein, im Extremfall bis hin zu einem riesigen Containerschiff.
Geschichte der Robotik
Erste Versuche mit Automaten, die heute in das Forschungsgebiet der Robotik fallen würden, wurden bereits in der Antike durchgeführt. Heron von Alexandria entwickelte zum Beispiel Musikmaschinen oder beschrieb Konstruktionen für sich selbstständig öffnende Tempeltüren. Bis sich Roboter in bestimmten Lebensbereichen etabliert haben, dauerte es aber trotz dieser frühen Versuche noch mehrere Jahrhunderte.
Als erster Industrieroboter kann, bei großzügiger Auslegung des Wortes „Roboter“, der vollautomatische Webstuhl betrachtet werden, der 1740 erstmals zum Einsatz kam. Dieser wurde mittels Lochkarten gesteuert und konnte als erster Automat gemusterte Stoffe herstellen. Mehr als ein Prototyp wurde jedoch nicht hergestellt.
Anders sah es da schon bei dem 1960 vorgestellten Industrieroboter „Unimate“ der Firma Unimation aus. Unimate besaß einen Hydraulikantrieb und wurde beispielsweise bei General Motors für das Schweißen von Druckgussteilen eingesetzt. Während dieser Industrieroboter noch fest entlang der Fließbandfertigung montiert war, präsentierte das MIT 1968 den ersten mobilen Roboter. In den Folgejahren wurden Roboter immer häufiger in der Industrie eingesetzt. Laut Schätzungen des Maschinenbauverbands VDMA stehen aktuell rund 164.000 Roboter in deutschen Werkhallen. Und auch in unser Privatleben haben die Roboter in den letzten Jahren vermehrt Einzug gehalten: In Form von Spielzeug, wie beim Roboterhund Aibo der japanischen Firma Sony, oder als Haushaltsroboter, die uns einfache Hausarbeiten wie beispielsweise das Staubsaugen abnehmen.
In der Zukunft dürften sich Entwicklungen in der Robotik, die bereits in den letzten Jahren begonnen haben, weiter fortsetzen, so dass Roboter immer mehr Tätigkeitsbereiche von Menschen übernehmen können. Dies ist vor allem durch Fortschritte in der künstlichen Intelligenz, der maschinellen Sicht und generell der Sensorik und Hydraulik der Roboter möglich. Bereits heute haben Roboter viele Tätigkeitsbereiche übernommen, die für den Menschen potenziell gefährlich sind, harte körperliche Arbeit oder aber auch besonders viel Präzision erfordern. So wäre beispielsweise die Herstellung moderner Mikroprozessoren ohne Roboter nicht mehr möglich.
Wenn sich Sensorik und künstliche Intelligenz von Robotern weiter im Tempo der letzten Jahre verbessern, wachsen damit auch die potenziellen Einsatzmöglichkeiten. Auch wird es dadurch möglich, dass Roboter miteinander kommunizieren können, wie es bei einigen neuartigen Robotern bereits der Fall ist, und dass sich ihre Interaktion mit Menschen deutlich verbessert. Somit könnte die Sicherheit im Umgang mit Robotern wesentlich erhöht, Arbeiter weiter entlastet und die Produktivität weiter gesteigert werden.
Ob und vor allem in welchem Maße dies in der Zukunft eintritt, hängt jedoch nicht allein von den technischen Fortschritten in der Robotik ab. Auch die Akzeptanz und die Kosten der Roboter spielen eine entscheidende Rolle und könnten bei allem technischen Fortschritt verhindern, dass die Geschichte der Robotik sich im gleichen, rasenden Tempo wie in den letzten Jahren fortsetzt..
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