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Faszination Roboter

Im Jahr 1770 führte der Slowake Wolfgang von Kempelen seine schachspielende Maschine vor. Dieser Schachroboter in Gestalt eines puppenhaften Türken spielte gegen die Königin Maria Theresa von Österreich – und gewann viele Spiele. Wie war das möglich? Handelte es sich um einen frühen intelligenten Apparat? Und was sind eigentlich Roboter?

Ein Roboter ist im Grunde nichts anderes als eine Maschine, die eine vorgegebene Aufgabe erfüllen kann. Diese Maschinen sehen ganz unterschiedlich aus und haben auch verschiedene Fähigkeiten. Im Grunde wird bei Robotern zwischen zwei Varianten unterschieden: Es gibt autonome Roboter und solche, die von Menschen ferngesteuert werden. Autonome Roboter sind in gewisser Weise selbstständig. Mit Hilfe eines Computers können diese Roboter auf ihre Umwelt reagieren. Mittlerweile sind solche Computerprogramme sehr komplex und vermitteln den Eindruck, dass der Roboter selbst „denken“ kann und ohne Hilfe Entscheidungen trifft.

Viele Roboter sind aber noch halbautomatische Maschinen, die ferngesteuert werden oder den immer gleichen Bewegungsablauf durchführen. 

Zeitgenössische Darstellung des sogenannten Schachtürken
Als Roboter noch Automaten hießen

Der sogenannte "Schachtürke" erregte Ende des 18. Jahrhunderts Aufsehen. Allerdings mußten die Erfinder bei diesem Robotervorläufer noch schummeln: Im Tisch war neben der Mechanik ein Mensch verborgen.

Roboter sind keine Idee der Neuzeit

Schon in der griechischen Antike, um das Jahr 0 herum, machten sich Philosophen Gedanken über Maschinen, die selbst denken und handeln könnten. In vielen Geschichten über die Jahrhunderte hinweg taucht die Idee einer „klugen Maschine“ immer wieder auf. Sogar der berühmte Erfinder Leonardo DaVinci zeichnete Pläne für einen mechanischen Menschen! Umgesetzt hat er diese Pläne wohl nie, sodass erst vor etwa 150 Jahren die ersten roboterähnlichen Maschinen gebaut werden konnten. Besonders beliebt waren Roboter, die wie Menschen aussehen. Über komplizierte elektro-mechanische Systeme erweckten diese Automaten den Eindruck, lebendig zu sein. Mit der Einführung von Computern wurde es zunehmend einfacher, Maschinen zu bauen, die selbstständig Aufgaben ausführen konnten. Das Gebiet der Roboterforschung, die sogenannte Robotik, wird heute in unserer Welt immer wichtiger und Roboter immer häufiger.

Besonders oft werden Industrieroboter eingesetzt. Das sind schwere und große Maschinen, die Firmen in Fabriken verwenden. Sie führen meistens immer denselben Arbeitsschritt aus, z.B. das Verschweißen von Metall oder das Bewegen von Bauteilen mit ihren Greifern. Industrieroboter sind um ein Vielfaches stärker als ein Mensch, außerdem werden sie nicht müde und brauchen keine Pause. Der ideale Arbeiter also? Qualitätskontrollen oder komplexe Detailaufgaben müssen weiterhin von Menschen ausgeführt werden. Dennoch gibt es Fabriken, die mittlerweile fast ohne menschliche Mithilfe laufen.

Schweißroboter im Einsatz
Roboter im Dauereinsatz

Spezialisierte Industrieroboter stellen heute noch den größten Teil der "echten" Roboter.

Die idealen Arbeiter?

Transportroboter sind ebenfalls in großer Zahl vorhanden. In Lagerhäusern fahren sie Waren von Ort zu Ort, ohne dass sie von einer Person gesteuert werden. Mit Strichcodes oder Farbmarkierungen am Boden und an Regalen finden sie sich dabei zurecht. Doch nicht nur in Warenhäusern fahren Transporter automatisch. In Krankenhäusern ist es nötig, Essen und Medikamente rechtzeitig zu den Patienten zu bringen. Einige Kliniken haben deshalb ein Transport-System eingebaut. So werden Roboter mit Essen beladen und erhalten ihr Ziel, damit sie ohne weitere Beeinflussung auf die Station fahren können. Dazu rufen die Transportroboter sogar Aufzüge! Sie orientieren sich mithilfe von kleinen Funkempfängern und Codes sowie einem einprogrammierten Grundriss. Natürlich überwacht ein Computersystem, ob alle Roboter dorthin fahren, wo sie gebraucht werden. In den Gängen weichen sie Menschen und Hindernissen mit Kameras auf. So vermeiden sie Unfälle.

Marsrover Curiosity
Neugier macht erfinderisch

Der weitgehend autonome Mars-Rover "Curiosity" wurde auf dem Mars abgesetzt, um seinen vorprogrammierten Aufaben nachzugehen.

Viele der Maschinen, die wir auf fremde Planeten geschickt haben, sind teil-selbstständige Roboter. Die Rover „Curiosity“ (engl. Neugier) und „Opportunity“ (engl. Gelegenheit, Chance) fahren auf dem Mars herum und gehen vorprogrammierten Aufgaben nach. Dabei können sie zum Beispiel selbst entscheiden, welchen Weg sie nehmen, um wenig Energie zu verbrauchen. Weiter entfernte Weltraum-Roboter müssen auch deshalb weitgehend ohne Steuerung von der Erde auskommen, da die Übertragung der Signale per Funkverbindung zu lange dauern würde.

 

 

 

Der Vormarsch in den Alltag

Kleine und recht einfache Roboter kennt man auch heute schon aus dem Alltag: Staubsaugerroboter oder rasenmähende Apparate sind keine Seltenheit mehr. Diese Maschinen finden sich mit einfachen optischen Sensoren zurecht und können auch von alleine wieder zu ihrer Station zurückfinden, um ihre Akkus aufzuladen. Besonders bei großen Rasenflächen lohnt sich der Einsatz eines solchen Roboters.

Mähroboter Robomow RM 400
Im Alltag angekommen

Rasenmähende Apparate wied dieser sind keine Seltenheit mehr.

Gerade die selbstständige, also „autonome“ Bewegung eines Fahrzeugs zieht die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern und Ingenieuren immer mehr auf sich. Seit wenigen Jahren forscht man an Autos und LKWs, die fahren können, ohne von einem Menschen gesteuert zu werden. Dazu hat das Auto eine Vielzahl von Messinstrumenten wie Radar, Kameras und GPS (Satellitenpositionierung). Es kann Hindernisse erkennen, die Fahrspur einhalten, lenken und einparken. Sollte es möglich sein, diese Systeme ausreichend sicher und schnell zu konstruieren, könnte der Straßenverkehr sehr viel sicherer werden. Auch die Anzahl der Unfälle und Staus würde sich drastisch reduzieren. Der Verkehrsfluss könnte besser geregelt werden, sodass letztlich auch weniger Benzin verbraucht wird. Natürlich gibt es auch Probleme: Alle Teile des Autocomputers und der darauf laufenden Programme sind von einer Fehlfunktion nicht ausgenommen. Die rechtlichen Einschränkungen von selbstfahrenden Autos sind zurzeit ebenso wenig geklärt wie die Frage, ob solche Autoroboter auch bei schlechtem Wetter sicher fahren könnten. Doch in wenigen Jahren wollen deutsche und internationale Autofirmen zumindest Systeme anbieten, bei denen die Fahrer auf einer Autobahn die Kontrolle dem Auto überlassen können. Immerhin gibt es schon Tempomaten (sie halten das Tempo konstant), Spurassistenten und Abstandswarnungen – in wenigen Jahren könnten selbstfahrende Autos keine Zukunftsmusik mehr sein.

Für andere Aufgaben, die zum Beispiel sehr gefährlich für Menschen sind, setzt man heute auch Roboter ein. Gerade in Katastrophengebieten, wie nach einem Erdbeben, können Roboter zumindest halbautomatisch in den Ruinen oder aus der Luft nach Überlebenden suchen. Hierzu sind sie mit speziellen Wärmekameras ausgerüstet und können auch unsichere Gebäude betreten. Selbst für Operationen am Menschen lassen sich Miniaturroboter oder Roboterarme einsetzen. So sind hochpräzise und komplizierte Eingriffe in wesentlich kürzerer Zeit möglich. Der Arzt muss sich dafür nicht einmal im selben Raum befinden, sondern kann die vielfältigen Instrumente per Fernsteuerung bedienen. Mit anderen Robotern hingegen werden Bomben entschärft, auch im Krieg werden sie benutzt, zum Beispiel um automatisch Gebiete per Luftkameras zu überwachen.

Experimentierkasten Roboter-Control
Experimentierkasten Roboter-Control

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17.08.2015
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