Roboter
Als Roboter werden stationäre oder mobile Maschinen bezeichnet, die nach einem bestimmten Programm festgelegte Aufgaben selbständig erfüllen. Der Begriff Roboter wird umgangssprachlich auch für ferngesteuerte mobile Maschinen benutzt, die nicht autonom handeln können (z.B. Sprengstoff-Räumgeräte).
Geschichte
Wortherkunft
Der Begriff Roboter (tscheschich: robotnik) wurde vom Josef und Karel Čapek anfang des 20. Jahrhunderts in der Science-Fiction-Literatur geprägt. Abgeleitet wurde er vom slawischen Wort robota, das man mit Arbeit, Fronarbeit oder Zwangsarbeit übersetzt werden kann.
Vor der Prägung dieses Begriffes wurden Roboter zum Beispiel in den Werken von Stanisław Lem als Automaten oder Halbautomaten bezeichnet.
Der Begriff Roboter hat sich mit der Zeit stark verändert und sich damit mehr und mehr von seiner ursprüngliche Bedeutung entfernt.
Wortschöpfung
Zunächst wurde das Wort Roboter dazu benutzt, eigenständig handelnde menschenähnlich kostruierte Maschinen zu beschreiben. 1921 beschrieb Karel Čapek in seinem Theaterstück R.U.R. in Tanks gezüchtete menschenähnliche künstlichen Arbeiter. Mit seinem Werk greift Čapek das klassische Motiv des Golems auf. Heute würde man Čapeks Kunstgeschöpfe als Androiden bezeichnen.
Erste bewegte Bilder
Im 1927 erschienenen Film Metropolis wurde erstmals ein Roboter in einem Film gezeigt.
Robotergesetze
Einem größeren Publikum wurde der Begriff Roboter dann durch die Erzählungen Isaac Asimovs bekannt. 1942 beschrieb er in Runaround (English) zum ersten mal die drei Robotergesetze die auch heute noch häufig in der Science Fiction Literatur rezipiert werden. 1950 veröffentlicht er mit I, Robot eine Sammlung von Kurzgeschichten zu diesem Thema. Auch später beschäftigt sich Asimov immer wieder mit dem Thema Roboter.
Brockhaus 1959
Der Neue Brockhaus von 1959 definierte einen Roboter als einen künstlichen Menschen, der die Bewegungen, die er vollzieht, scheinbar selbstständig tut, was nach der damaligen Definition z. B. durch eine drahtlose Übertragung ermöglicht werden könne.
Star Wars und Enterprise
In der Star Wars Saga (1977 - 2005) spielen R2D2 und C3PO eine eher komidiatische Rolle. In der Serie Star Trek - The Next Generation (1987 - 1994) ist der Androide Data ein Führungsoffizier. Sein Traum ist es menschlicher zu werden.
Robotik
Technische Grundlagen
Technisch realisiert werden Roboter im Zusammenspiel der Disziplinen: Mechanik, Elektrotechnik und Informatik. Inzwischen hat sich aus der Verbindung dieser drei Disziplinen die Mechatronik entwickelt.
Autonom Systeme die eine gewisse Eigenständigkeit, beispielsweise bei der Wegfindung aufweisen, werden durch die Robotik erforscht hier liegt ein Schwerpunkt bei der Verbindung von Konzepte der Künstlichen Intelligenz (Teilgebiet der Informatik) und elektrotechnischer oder mechanischer Entwicklungen.
Roboterarten
Der Begriff „Roboter“ beschreibt ein weitgefächertes Gebiet. Die folgenden Roboterarten werden in diesem Artikel näher erläutert, und sofern vorhanden zu einem entsprechenden Artikel verlinkt:
- Humanoide Roboter
- Industrieroboter
- Portalroboter
- Serviceroboter
- Forschungsroboter
- Erkundungsroboter
- Laufroboter
- etc.
Viele Roboterarten können auch als fernsteuerbare Geräte ausgeführt werden.
Humanoide Roboter
Das Bild des Humanoiden Roboters in der Literatur wurde wie bereits erwähnt maßgeblich durch die Erzählungen Isaac Asimovs in den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts geprägt. Humanoide Roboter waren lange Zeit technisch nicht möglich.
Für die Entwicklung Humanoide Roboter musste zwei wichtige Probleme gelöst werden. Erstens muss ein mobiler, nicht ferngesteuerter Roboter seine Umwelt wahrnehmen und auf sie reagieren können. Zweitens: Soll sich ein Roboter auf zwei Beinen fortbewegen ist eine komplizierte Steuerung nötig, um die Maschine im Gleichgewicht zu halten. Seit 2000 (z.B. ASIMO von Honda) scheinen die grundlegenen Probleme gelöst. Inzwischen werden regelmäßig neue Entwicklungen in diesem Bereich vorgestellt.
Die Humanoiden können auch der Gattung Laufroboter zugeordnet werden, während man einige Serviceroboter eher als Fahrroboter bezeichnen müßte.
Industrieroboter
1954 meldete George Devol erstmals ein Patent für Industrieroboter an. Heutige Industrieroboter sind in der Regel nicht mobil. In ihrer Form und Funktion sind sie speziell auf eine oder wenige Einsatzgebiete festgelegt. Seit 1961 werden sie (zuerst bei General Motors) in Produktionslinien eingesetzt. In Deutschland werden Industrieroboter beispielsweise für Schweissarbeiten in der Automobilindustrie seit ca. 1970 eingesetzt. Weiterführende Informationen lesen Sie im Artikel Industrieroboter.
Zu den Industrierobotern zählen auch die sogenannten Portalroboter, die beispielweise bei der Produktion von Wafern, in Vergussanlagen oder in der Messtechnik eingesetzt werden.
Heute werden auch viele Handlingaufgaben durch Industrieroboter ausgeführt. Siehe dazu: Handlingsysteme
Forschungsroboter
Als Forschungsroboter bezeichnet man allgemein Roboter, die an Forschungseinrichtungen oder Forschungsinstituten zu Zwecken der Forschung konstruiert und gebaut werden.
ASIMO und Aibo
Ein Beispiel für einen Forschungsroboter ist der bereits erwähnte Humanoid ASIMO. Ein weiteres Beispiel ist der einem Hund ähnelnde Lauf- und Spielroboter Aibo von Sony.
Robocup
Um die Entwicklung der Robotik voranzutreiben werden seit 1997 Weltmeisterschaften im Roboterfußball ausgetragen. Beim RoboCup treffen sich Informatiker verschiedener Universitäten um die Software zur Steuerung und Hindernisserkennung im Wettstreit einen Praxiestest zu unterziehen.
Erkundungsroboter
Unter Erkundungsrobotern versteht man Roboter, die an Orten operieren, die für den Menschen (lebens-)gefährlich oder gar unzugänglich sind und ferngesteuert oder (teilweise) autark operieren. Dies gilt z. B. für Gebiete, in denen ein militärischer Konflikt ausgetragen wird. Aber auch für Gegenden, die bisher für den Menschen nur sehr schwer oder gar nicht erreichbar sind, wie z. B. die Mond- oder Mars- Oberfläche. Zur Erkundung enger Pyramidenschächte, in die Menschen nicht eindringen können, wurden schon mit Sensoren bestückte Roboter eingesetzt. Es wird auch darüber nachgedacht, einen sogenannten Cryobot, der sich durch Eis schmilzt, in den Wostoksee herab zu lassen. Dieser ist von der Außenwelt durch eine über 3 km dicke Eisschicht hermetisch abgeriegelt. Forscher vermuten in diesem ein unberührtes Ökosystem, was auf gar keinen Fall durch „oberirdische“ Mikroben kontaminiert werden soll.
Drohnen / Kampfroboter
Drohnen sind Roboter, die zu (meist militärischen) Aufkärungszwecken eingesetzt werden. Diese können sich in der Luft, zu Land oder auf/unter Wasser selbstständig oder autark bewegen. Beispiele hierfür sind die luftgestützte Global Hawk oder die landgestützte SWORDS. Diese können sowohl zur reinen Selbstverteidigung als auch zum aktiven Angriff auf Ziele Waffen mit sich tragen.
Rover / Lander
Als Rover versteht man in der Raumfahrt Roboter, die sich mobil auf der Oberfläche anderer Himmelskörper (z. B. Mond/Mars) fortbewegen. Beispiele hierfür sind die sowjetischen Lunochod-Mondmobile oder die Zwillingsroboter Spirit und Opportunity. Letztere können sich unabhängig von der Bodenkontrolle ihren Weg suchen. Auch nicht mobile Einheiten, sogenannte Lander, können als Roboter bezeichnet werden. Die Mondrover der Apollomissionen waren keine Roboter, weil sie direkt von Menschen gesteuert wurden.
Sonstige
Ebenfalls als Roboter bezeichnet man mobile Einheiten, die zum Aufspüren, Entschärfen oder Sprengen von Bomben oder Minen eingesetzt werden, wie z. B. der sogenannte TALON-Roboter. Auch gibt es Roboter, die in Trümmern nach verschütteten Menschen suchen können.
Literatur
- Gero von Randow: Roboter - Unsere nächsten Verwandten. Reinbek: Rowohlt 1997. ISBN 3-498-05744-8
