„Roboter“ – Versionsunterschied
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In der Einleitung steht: |
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{{Dieser Artikel|gibt einen allgemeinen Überblick. Eine Auflistung spezieller Roboter findet sich im Abschnitt [[#Roboterarten]].}} |
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"Vor der Prägung dieses Begriffes wurden Roboter zum Beispiel in den Werken von Stanisław Lem als Automaten oder Halbautomaten bezeichnet." |
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'''Roboter''' sind stationäre oder [[Mobilität|mobile]] [[Maschine]]n, die nach einem bestimmten [[Computerprogramm|Programm]] festgelegte Aufgaben erfüllen. Allerdings hat sich die Bedeutung im Laufe der Zeit gewandelt. Der Begriff Roboter (tschechisch: ''robot'') wurde von [[Josef Čapek|Josef]] und [[Karel Čapek]] Anfang des 20. Jahrhunderts durch die [[Science-Fiction]]-[[Literatur]] geprägt. Der Ursprung liegt im slawischen Wort ''robota,'' welches mit Arbeit, [[Fronarbeit]] oder [[Zwangsarbeit]] übersetzt werden kann. 1921 beschrieb Karel Čapek in seinem Theaterstück [[R.U.R.]] in Tanks gezüchtete menschenähnliche künstliche Arbeiter. Mit seinem Werk greift Čapek das klassische Motiv des [[Golem]]s auf. Heute würde man Čapeks Kunstgeschöpfe als [[Android (Roboter)|Androiden]] bezeichnen. Vor der Prägung dieses Begriffes wurden Roboter zum Beispiel in den Werken von [[Stanisław Lem]] als [[Automat]]en oder Halbautomaten bezeichnet. |
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Das kann nicht stimmen, der Begriff stammt aus den 20er/30er Jahren, aber Lem schrieb seine Romane und Kurzgeschichten 30 Jahre später. |
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== Definitionen == |
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Während der Entwicklung von Handhabungsgeräten, die immer komplizierter wurden, kamen Entwickler auf die Idee, sie Roboter zu nennen. Spätestens ab diesem Zeitpunkt wurde das Wort Roboter, welches ursprünglich nur für [[Humanoider Roboter|humanoide Roboter]] verwendet wurde, fast beliebig für verschiedene Geräte benutzt. Entsprechend unterschiedlich ist die Definition eines Roboters von Land zu Land. So kommt es, dass 1983 von Japan 47.000 dort installierte Roboter gemeldet wurden, von denen nach VDI-Richtlinie 2860 nicht einmal 3000 als Roboter gegolten hätten.<ref>Michael Naval: ''Roboter-Praxis''. Vogel, Würzburg 1989, ISBN 3-8023-0210-9</ref> |
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Quelle: |
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=== Definition nach VDI-Richtlinie 2860 === |
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selber Artikel, unten, Bibliografie. |
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{{Zitat|Industrieroboter sind 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.|[[VDI-Richtlinie|VDI]] 2860}} |
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=== Definition nach Robot Institute of America (RIA) === |
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{{Zitat|Ein Roboter ist ein programmierbares Mehrzweck-Handhabungsgerät für das Bewegen von Material, Werkstücken, Werkzeugen oder Spezialgeräten. Der frei programmierbare Bewegungsablauf macht ihn für verschiedenste Aufgaben einsetzbar.}} |
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=== Definition nach JARA === |
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Die [[Japan Robot Association|Japan Robot Association (JARA)]] gibt die folgenden Merkmale vor. |
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* Manual Manipulator: Handhabungsgerät, das kein Programm hat, sondern direkt vom Bediener geführt wird. |
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* Fixed Sequence Robot: Handhabungsgerät, das wiederholt nach einem konstanten Bewegungsmuster arbeitet. Das Ändern des Bewegungsmusters ist relativ aufwendig. |
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* Variable Sequence Robot: Handhabungsgerät, wie vorher beschrieben, jedoch mit der Möglichkeit, den Bewegungsablauf schnell und problemlos zu ändern. |
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* Playback Robot: Der Bewegungsablauf wird diesem Gerät einmal durch den Bediener vorgeführt und dabei im Programmspeicher gespeichert. Mit der im Speicher enthaltenen Information kann der Bewegungsablauf beliebig wiederholt werden. |
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* Numerical Control Robot: Dieses Handhabungsgerät arbeitet ähnlich wie eine NC-gesteuerte Maschine. Die Information über den Bewegungsablauf wird dem Gerät über Taster, Schalter oder Datenträger zahlenmäßig eingegeben. |
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* Intelligent Robot: Diese höchste Roboterklasse ist für Geräte gedacht, die über verschiedene Sensoren verfügen und damit in der Lage sind, den Programmablauf selbsttätig den Veränderungen des Werkstücks und der Umwelt anzupassen. |
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== Geschichte der Roboter == |
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siehe [[Robotik#Geschichte|Geschichte der Robotik]] |
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2004 waren zwei Millionen Roboter im Einsatz.<ref>[http://www.golem.de/0612/49631.html golem.de:] Bill Gates: Ein Roboter in jedem Haushalt bis 2013</ref> Die deutsche Roboterbranche steigerte 2007 den Umsatz um 13 Prozent. Auch in den kommenden Jahren wird ein Wachstum von 5 bis 10 Prozent erwartet.<ref>[http://www.heise.de/newsticker/Roboterbranche-boomt-Deutsche-Firmen-rechnen-mit-starkem-Wachstum--/meldung/108793 heise.de:] Roboterbranche boomt: Deutsche Firmen rechnen mit starkem Wachstum</ref> Die EU fördert Forschungsarbeiten, die bis 2010 ermöglichen könnten, dass Roboter für einfache Tätigkeiten in Krankenhäusern eingesetzt werden, Krankenbettentransport, Essensausgabe, Reinigungsarbeiten.<ref>[http://www.golem.de/0701/50150.html golem.de:] Roboterkrankenschwestern schwirren ab 2010 durch die Gänge: EU fördert Forschungsarbeit</ref> Bis Ende 2008 soll ein Prototyp als Erntehelfer auf Obstplantagen entwickelt werden.<ref>[http://www.heise.de/newsticker/meldung/91636 heise.de:] USA: Roboter sollen Erntehelfer ersetzen.</ref> [[General Motors]] plant erste unbemannte PKW im Test ab 2015 und in der Serienproduktion ab 2018.<ref>[http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,527135,00.html ''Autofahrer ab 2018 überflüssig''.] In: ''[[Spiegel Online]]'', 7. Januar 2008</ref> <ref>[http://www.golem.de/0801/56869.html golem.de:] CES: General Motors plant Autos ohne menschliche Fahrer</ref> Ab 2010 sollen [[humanoide Roboter]] vermarktet werden.<ref>[http://www.spiegel.de/netzwelt/spielzeug/0,1518,521975,00.html ''Toyotas Fiedel-Robbi''.] In: ''[[Spiegel Online]] – Netzwelt'', 7. Dezember 2007 – „bereits ab 2010 will das Unternehmen sogenannte ‚Partner-Roboter‘ vermarkten.“</ref> |
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{{lückenhaft|Das Jahr 2010 ist vorbei. Hat das mit dem geplanten Vorhaben von Toyota geklappt? --[[Benutzer:Flominator|Flominator]] 17:29, 15. Jan. 2012 (CET)}} |
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== Kulturgeschichte == |
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{{Hauptartikel|Kulturgeschichte der Roboter}} |
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In der Literatur und anderen Medien wird der Roboter vor allem als ''Maschinenmensch'' thematisiert beziehungsweise als autonomes Maschinenwesen, das dem Menschen als Helfer oder aber als Bedrohung gegenübersteht. Der heute im allgemeinen Sprachgebrauch verwurzelte Begriff „Roboter“ entstammt ursprünglich einem Theaterstück der 1920er Jahre und ist ein Beispiel für die Wechselwirkung zwischen der Fiktion und dem realem Fortschritt der Technik. Roboter treten bereits in der Frühzeit des Films auf und sind – in unterschiedlichster Gestalt – ein wiederkehrendes Thema der Science-Fiction. |
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== Robotik == |
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{{Hauptartikel|Robotik}} |
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Durch die häufige Thematisierung von Robotern in Film und Literatur, wurde auch die Wissenschaft aufmerksam auf diese Art der Maschinen. Das wissenschaftliche Gebiet, das sich mit der Konstruktion von Robotern beschäftigt, heißt [[Robotik]]. Der Begriff wurde 1942 von Isaac Asimov in seinem Buch „Runaround“ erstmals erwähnt. Ein allgemeines theoretisches wissenschaftliches Gebiet, welches sich mit Robotern beschäftigt, gibt es nicht. Sie sind meist Teilgebiete der Elektrotechnik, Informatik, Mechatronik oder des Maschinenbaus. |
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=== Technische Grundlagen === |
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Technisch realisiert werden Roboter hauptsächlich im Zusammenspiel der Disziplinen: [[Mechanik]], [[Elektrotechnik]] und [[Informatik]]. Inzwischen hat sich aus der Verbindung dieser drei Disziplinen die [[Mechatronik]] entwickelt. Um autonome Systeme zu entwickeln, die eine gewisse Eigenständigkeit, beispielsweise bei der [[Wegfindung]] aufweisen, werden immer mehr wissenschaftliche Disziplinen in die [[Robotik]] eingebunden. Hier liegt ein Schwerpunkt bei der Verbindung von Konzepten der [[Künstliche Intelligenz|Künstlichen Intelligenz]] oder der [[Neuroinformatik]] (Teilgebiete der Informatik) und ihrer biologischen Vorbilder [[Biokybernetik]] (Teilgebiet der Biologie). Aus der Verbindung von Biologie und Technik entstand wiederum die [[Bionik]]. |
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Wichtigste Bestandteile eines Roboters sind die Sensoren, zur Erfassung der Umwelt und der Achspositionen, die Aktoren, zum Agieren innerhalb der erfassten Umgebung, die Robotersteuerung und das mechanische Gestell inklusive der Getriebe des Roboters. Ein Roboter muss nicht unbedingt vollständig autonom handeln können, darum unterscheidet man [[Autonome mobile Roboter|autonome]] und ferngesteuerte Roboter. |
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{{Siehe auch|Synchrodrive}} |
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==== Roboterkinematiken ==== |
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Der mechanische Aufbau eines Roboters wird mit Hilfe der Kinematik beschrieben. Dabei sind folgende Kriterien von Bedeutung: |
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* Bewegungsform der Achsen |
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* Anzahl und Anordnung der Achsen |
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* Formen des Arbeitsraumes (Kartesisch, Zylindrisch, Kugelig) |
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Außerdem wird unterschieden in offene Kinematiken und geschlossene Kinematiken. Eine offene Kinematik ist dadurch gekennzeichnet, dass alle Achsen der kinematischen Kette hintereinander liegen, so wie an einem menschlichen Arm. Es ist also nicht jedes Glied der Kette mit zwei anderen Gliedern verbunden. In einer geschlossenen Kinematik hingegen ist jedes Glied mit mindestens zwei anderen Gliedern verbunden (Beispiel: Hexapodroboter). |
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Die Begriffe Vorwärtskinematik und Inverse Kinematik (auch Rückwärtskinematik) bezeichnen die mathematische Modellierung der Bewegung von Robotersystemen. In der Vorwärtskinematik werden für jedes Gelenk der kinematischen Kette Einstellparameter vorgegeben (je nach Gelenktyp Winkel oder Strecken) und die daraus resultierende Position und Orientierung des Endeffektors im Raum wird berechnet. Bei der Rückwärtskinematik werden dagegen Position und Orientierung des Endeffektors vorgegeben und die erforderlichen Einstellparameter der Gelenke werden berechnet. ([[#Mathematische Beschreibung von Robotern|Vorwärtstransformation und Rückwärtstransformation]]) |
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===== Bewegungsform der Achsen ===== |
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Hier wird zwischen translatorischen und rotatorischen Achsen unterschieden. |
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===== Anzahl und Anordnung der Achsen ===== |
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Zur Beschreibung von Robotern wird sowohl die Anzahl als auch Anordnung der Achsen herangezogen. Hierbei sind die Reihenfolge und die Lage der Achsen zu berücksichtigen. Diese können im Falle einer seriellen (offenen) Kinematik wie mit den so genannten Denavit-Hartenberg Parametern (dh-Parameter) beschrieben werden. |
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===== Formen des Arbeitsraumes ===== |
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Obige Kriterien in Verbindung mit den Abständen der Achsen zueinander oder deren ''Verfahrwege'' ergeben die Form und Größe des Arbeitsraumes eines Roboters. Gebräuchliche Arbeitsräume sind: Kubus, Zylinder, Kugel oder Quader. |
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==== Mathematik und Roboter ==== |
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===== Häufig verwendete Koordinatensysteme bei Industrierobotern ===== |
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Die wichtigsten Koordinatensysteme (KOS) bei Robotern sind |
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* das ''Basis- oder Welt-KOS'', das sich in der Regel im Roboterfuss befindet, |
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* das ''Tool-KOS'', das sich im Roboterflansch befindet. Bezüglich dieses KOS ist der Tool Center Point (TCP) einzumessen, der den Arbeitspunkt des montierten Tools beschreibt. Der TCP kann in der Regel aus den [[CAD]]-Daten übernommen werden oder wird mit Hilfe des Roboters durch Messfahrten ermittelt, |
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* das ''Werkstück-KOS'', das die Lage des Prozesses, Werkstückes beschreibt und es ist festzulegen oder einzumessen. Die Positionen, die der Roboter anfährt, werden in der Regel in diesem KOS beschrieben. Der Vorteil eines Werkstückkoordinatensystems zeigt sich bei Änderungen der Anlage, da damit eine Wiederinbetriebnahme einfach durch Einmessung des Werkstück-KOS deutlich erleichtert wird. Zur Vermessung des Werkstück-KOS stehen meistens Routinen von den Roboterherstellern zur Verfügung. Grundsätzlich wird dabei in der Regel durch drei Punkte eine [[Ebene (Mathematik)]] beschrieben. |
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===== Mathematische Beschreibung von Robotern ===== |
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Um Roboter überhaupt erstmal in Bewegung setzen zu können, müssen sie mathematisch beschrieben werden. Dies geschieht durch Transformationen, siehe hierzu auch [[Koordinatentransformation]]. Dabei beschreibt die Transformation T die Lage eines Koordinatensystems (KOS) in Relation zu einem Bezugskoordinatensystem. Da sich die Lage des KOS im allgemeinen Fall sowohl durch Verdrehungen als auch durch Translation ergeben kann, sind zur Berechnung ein rotatorischer – die Vektoren A, B, C als Einheitsvektoren – und auch ein translatorischer Anteil P, eine Verschiebung, notwendig. |
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Mathematisch wird somit der dreidimensionale, rotatorische Anteil ergänzt um eine weitere Dimension, einen [[Vektor]], die kombiniert zu folgender [[Homogene Koordinaten#Homogene Matrizen|homogenen]] 4 × 4 – [[Matrix (Mathematik)|Matrix]] führen: |
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:<math>T=\begin{pmatrix}Ax & Bx & Cx & Px\\ Ay & By & Cy & Py\\ Az & Bz & Cz & Pz\\ 0 & 0 & 0 & 1\end{pmatrix}</math> |
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Wird nun jeder Achse ein Koordinatensystem beispielsweise entsprechend der [[Denavit-Hartenberg-Transformation]] zugeordnet, ist man in der Lage die Position beliebig vieler, aufeinander folgender Achsen zu berechnen. Praktisch lässt sich bereits die Berechnung von sechs Achsen nur mit einem erheblichen Schreibaufwand realisieren. Um nur eine [[Pose (Technik)|Pose]] (Position und Orientierung) zu berechnen kann daher ein Hilfsmittel wie eine [[Tabellenkalkulation]] hilfreich sein. Ist die Berechnung mehrerer Posen notwendig, empfiehlt es sich auf entsprechende mathematisch orientierte Softwareprodukte wie [[Matlab]] oder auf [[FreeMat]] zurückzugreifen. |
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===== Vorwärtstransformation ===== |
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Die [[Vorwärtstransformation]] wird verwendet um aus den gegebenen Achswinkeln, also den Verschiebungen der Gelenke eines Roboters die kartesischen Koordinaten und die Orientierung des TCPs zu ermitteln. Sind die Denavit-Hartenberg-Parameter (<math>\theta, d, a, \alpha</math>) bekannt, so kann mit |
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:<math>T=\begin{pmatrix}\cos\theta & -\sin\theta \cos\alpha & \sin\theta \sin\alpha & \arccos\theta\\ \sin\theta & \cos\theta \cos\alpha & -\cos\theta \sin\alpha & \arcsin\theta\\ 0 & \sin\alpha & \cos\alpha & d\\ 0 & 0 & 0 & 1\end{pmatrix}</math> |
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die Transformation zwischen zwei Achsen bestimmt werden. Verallgemeinert ergibt sich: |
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:<math>{}^{n - 1}T_n |
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= \begin{pmatrix} |
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\cos\theta_n & -\sin\theta_n \cos\alpha_n & \sin\theta_n \sin\alpha_n & a_n \cos\theta_n \\ |
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\sin\theta_n & \cos\theta_n \cos\alpha_n & -\cos\theta_n \sin\alpha_n & a_n \sin\theta_n \\ |
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0 & \sin\alpha_n & \cos\alpha_n & d_n \\ |
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0 & 0 & 0 & 1 |
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\end{pmatrix}.</math> |
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Für Industrieroboter mit den üblichen sechs Achsen ist diese Transformation somit fünfmal durchzuführen. Um einen THC zu berücksichtigen, wird eine weitere Transformation angefügt. Bei der Vorwärtstransformation ergibt sich somit für einen sechsachsigen Roboter mit Tool |
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:<math>T=T_1T_2T_3T_4T_5T_{tcp}.</math> |
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Damit kann nun die Position und Orientierung des TCPs bezogen auf den Roboterfuss berechnet werden. Darüber hinaus ist diese Berechnung auch für Roboter mit mehr als sechs Achsen eindeutig. |
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===== Rückwärtstransformation ===== |
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Die so genannte [[Inverse Kinematik|Rückwärtstransformation]] wird eingesetzt, um bei vorgegebener Position und Orientierung des TCP zu berechnen, welche Gelenkparameter (Winkel oder Verschiebung) in den einzelnen Gliedern eingestellt werden müssen, um dieses Ziel zu erreichen. Sie ist somit die Umkehrung der Vorwärtstransformation. Grundsätzlich gibt es zwei Lösungsansätze, einen geometrischen und einen analytischen. |
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==== Roboterauswahl ==== |
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Bei der Wahl eines Roboters sind verschiedene Kriterien von Bedeutung: Traglast, deren Schwerpunkt und Eigenträgheit, der Arbeitsbereich in dem der Prozess stattfinden soll, die Prozessgeschwindigkeit oder die Zykluszeit und die Genauigkeit des Roboters. Letztere wird auf der Basis der ISO9283 ermittelt. Dabei wird im Wesentlichen zwischen der Genauigkeit der Position (hier wird auch von Pose gesprochen) und der Bahngenauigkeit unterschieden. Für die Pose als auch für die Bahn wird in der Regel sowohl die so genannte Absolut- als auch die Wiederholgenauigkeit ermittelt. Dabei spiegelt die Absolutgenauigkeit den Unterschied zwischen der tatsächlichen und der theoretischen, der programmierten, Pose oder Bahn wider. Hingegen ergibt sich die Wiederholgenauigkeit aus mehreren Fahrten oder Messungen des Roboters auf theoretisch die gleiche Position oder Bahn. Sie ist somit ein Maß für die Streuung, die bei den meisten praktischen Anwendungen von größerer Bedeutung ist als die Absolutgenauigkeit. |
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Im Übrigen kann die Absolutgenauigkeit eines Roboters durch eine [[Roboterkalibrierung]] verbessert werden, hingegen ergibt sich die Wiederholgenauigkeit im Wesentlichen aus dem [[Getriebe]]spiel und kann somit softwaretechnisch praktisch nicht kompensiert werden. |
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== Roboterarten == |
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[[Datei:2 komponenten einfachdosierer auf portal.jpg|miniatur|Portalroboter mit [[Linearführung]]en]] |
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Der Begriff „Roboter“ beschreibt ein weitgefächertes Gebiet, weshalb man Roboter in viele Kategorien einordnet. Einige davon sind |
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* Autonome mobile Roboter |
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* Humanoide Roboter |
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* Industrieroboter |
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* Personal Robots |
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* Portalroboter |
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* Serviceroboter |
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* Spielzeugroboter |
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* Erkundungsroboter |
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* [[Laufroboter]] |
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* [[Beam (Robotik)|BEAM]] |
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* Transportroboter<ref>[http://www.heise.de/newsticker/meldung/101242 heise.de:] Chaotisches Roboter-Lager beschleunigt Auslieferung</ref> |
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=== Autonome mobile Roboter === |
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[[Datei:RoboCore Robot Sumo.jpg|thumb|Robotersumo]] |
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Autonome, mobile Roboter bewegen sich selbstständig und erledigen ohne menschliche Hilfe eine Aufgabe. Der Bau von autonomen, mobilen Robotern ist ein beliebtes Teilgebiet der [[Hobbyelektronik]]. Typische Funktionen von solchen Robotern sind z.B.: einer Linie auf dem Boden folgen, Hindernissen ausweichen, [[Robotersumo]] oder einer Lichtquelle folgen. Für einige dieser Roboterarten gibt es Wettkämpfe. Der Bau von autonomen, mobilen Robotern wird auch von Schülern als Abschlussarbeit gewählt. Bereits im Kindesalter lassen sich solche Roboter mit [[Lego Mindstorms]] bauen. |
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=== Humanoide Roboter === |
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[[Datei:HONDA ASIMO.jpg|miniatur|hochkant|Humanoider Roboter ''[[ASIMO]]'']] |
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[[Datei:Ars Electronica 2008 Kotaro.jpg|miniatur|links|Humanoider Roboter ''Kotaro'']] |
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{{Hauptartikel|Humanoide Roboter}} |
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Das Bild des humanoiden Roboters in der Literatur wurde, wie bereits erwähnt, maßgeblich durch die Erzählungen Isaac Asimovs in den 1940er Jahren geprägt. Humanoide Roboter waren lange Zeit technisch nicht realisierbar. Für die Entwicklung humanoider Roboter müssen viele wichtige Probleme gelöst werden. Sie sollen autonom in ihrer Umwelt reagieren und möglichst auch interagieren können, wobei ihre Mobilität durch zwei Beine als Fortbewegungsmittel beschränkt ist. Außerdem sollen sie durch zwei künstliche Arme und Hände Arbeiten verrichten können. Seit 2000 ([[ASIMO]] von [[Honda]]<ref>[http://www.heise.de/newsticker/meldung/83316 heise.de:] Hondas humanoider Roboter läuft schneller und sicherer</ref>) scheinen die grundlegenden Probleme gelöst. Inzwischen werden regelmäßig neue Entwicklungen in diesem Bereich vorgestellt. |
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Die Humanoiden können auch der Gattung [[Laufroboter]] zugeordnet werden, während man einige [[Serviceroboter]] eher als [[Fahrroboter]] bezeichnen müsste. |
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=== Industrieroboter === |
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[[Datei:Industrieroboter.jpg|miniatur|[[Industrieroboter]]]] |
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1954 meldete George Devol erstmals ein Patent für [[Industrieroboter]] an. Heutige Industrieroboter sind in der Regel nicht mobil. Grundsätzlich sind sie vielseitig einsetzbar, jedoch in Verbindung mit dem eingesetzten Werkzeug sind sie speziell auf ein oder wenige Einsatzgebiete festgelegt. Dabei wird das Werkzeug am Flansch des Roboters in der Regel fest montiert und ist im einfachsten Fall ein Greifer, der den Roboter für Handlingsaufgaben prädestiniert. Soll der Roboter vielseitiger eingesetzt werden, so kommen Kupplungen zum Einsatz, die einen Tausch des Werkzeuges auch während des Betriebes ermöglichen. |
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1961 wurden sie erstmals bei [[General Motors]] in [[Produktionslinie]]n eingesetzt. In Deutschland wurden Industrieroboter, beispielsweise für [[Schweißen|Schweißarbeiten]] in der [[Automobilindustrie]], seit etwa 1970 eingesetzt. Weitere Einsatzgebiete für Industrieroboter sind Handling, Palettieren, Bestücken, Fügen, Montieren, [[Kleben]], Punkt- und Bahnschweißen und auch Messaufgaben. |
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Durch die Vielseitigkeit von Industrierobotern sind diese bis Heute am weitesten verbreitet. Zu den Industrierobotern zählen auch die so genannten [[Portalroboter]], die beispielsweise bei der Produktion von [[Wafer]]n, in [[Vergussanlage]]n oder in der [[Messtechnik]] als Koordinatenmessgerät eingesetzt werden. Heute werden auch viele [[Handhabungseinrichtung|Handlingaufgaben]] durch Industrieroboter ausgeführt. |
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=== Serviceroboter === |
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{{Hauptartikel|Serviceroboter}} |
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==== Serviceroboter für Privatpersonen ==== |
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[[Datei:FRIEND-III klein.png|miniatur|[[Assistenzroboter FRIEND]]]] |
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Serviceroboter verrichten selbständig Arbeiten im Haushalt. Bekannte Anwendungen umfassen: |
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* [[Staubsaugerroboter]], beispielsweise von ''[[Electrolux]],'' ''[[Siemens]]'' oder ''[[iRobot]]'' |
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* [[Rasenmähroboter]] |
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* Fensterreinigungsroboter |
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* Assistenzroboter bzw. AAL-Roboter (Ambient Assisted Living), beispielsweise der [[Assistenzroboter FRIEND]], der am Institut für Automatisierungstechnik der Universität Bremen entwickelt wurde und behinderte und ältere Personen bei den Aktivitäten des täglichen Lebens unterstützen und ihnen eine Reintegration ins Berufsleben ermöglichen soll, oder [[Care-O-bot]]. |
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* [[Mobilisse]], Sprachgesteuerter Auskunfts- und Serviceroboter im Verkehrsumfeld die z.B. für mobilitätseingeschränkte Reisende einfache Handgriffe erledigen und schwere Lasten abnehmen (Information, Wegeleitung, Gepäcktransport, Einstiegshilfe). |
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==== Professionelle Serviceroboter ==== |
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Professionelle Serviceroboter erbringen Dienstleistungen für Menschen außerhalb des Haushalts. Eine professionelle Anwendung wurde z.B. im Umweltbereich im Forschungsvorhaben PV-Servitor<ref>[http://de.pv-servitor.eu/Hauptseite.shtml PV-Servitor:] Autonomer Reinigungsroboter für Solarkraftwerke in Europa</ref> erforscht. Als professionaller Service wurde die automatische Reinigung und Inspektion großflächiger Photovoltaik Freilandanlagen in Europa untersucht. |
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* Serviceroboter zur Reinigung und Inspektion von Solarkraftwerken |
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=== Spielzeugroboter === |
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[[Datei:Robocup 2005 Aibos.jpg|miniatur|Der [[Spielzeugroboter]] [[Aibo]] im Turnier]] |
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{{Hauptartikel|Spielzeugroboter}} |
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Die meisten roboterähnlichen Spielzeuge sind keine Roboter, da ansonsten sämtliche selbst bewegende Gegenstände als Roboter anzusehen wären. Trotzdem gibt es Roboter die man als Spielroboter bezeichnet, da ihr automatisierter Funktionsumfang keinerlei arbeits- oder forschungstechnischen Nutzen hat. Ein Beispiel hierfür ist der einem Hund ähnelnde Lauf- und Spielroboter [[Aibo]] von [[Sony]] oder der [[Robosapien]] von [[WowWee]]. Diese Spieleroboter werden in der Four-Legged League beim jährlichen [[Robocup|Roboterfußball]] eingesetzt. Seine Produktion wurde trotzdem eingestellt. |
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=== Erkundungsroboter === |
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[[Datei:Global Hawk - ILA2002.jpg|miniatur|Global Hawk auf der ILA 2002]] |
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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 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 die Mond- oder Marsoberfläche. Schon allein wegen der riesigen Entfernung der anderen Planeten ist eine Fernsteuerung von der Erde aus unmöglich, weil die Signale hin und zurück Stunden benötigen würden. In diesen Fällen muss dem Roboter eine Vielzahl von möglichen Verhaltensweisen einprogrammiert werden, wovon er die sinnvollste wählen und ausführen muss. |
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Zur Erkundung enger [[Pyramide (Bauwerk)|Pyramidenschächte]], in die Menschen nicht eindringen können, wurden schon mit [[Sensor]]en 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 drei Kilometer dicke Eisschicht hermetisch abgeriegelt. Forscher vermuten in diesem ein unberührtes Ökosystem, was auf gar keinen Fall durch „oberirdische“ Mikroben kontaminiert werden soll. |
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==== Militärroboter ==== |
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{{Hauptartikel|Militärroboter}} |
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''Militärroboter'' sind Roboter, die zu militärischen Aufklärungs- und Kampfzwecken eingesetzt werden. Diese können sich in der Luft, zu Land oder auf und unter Wasser selbstständig also 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. |
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==== Rover und Lander ==== |
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Unter einem ''[[Rover (Raumfahrt)|Rover]]'' versteht man in der Raumfahrt Roboter, die sich mobil auf der Oberfläche anderer Himmelskörper fortbewegen. Beispiele hierfür sind die sowjetischen [[Lunochod]]-Mondmobile oder die Zwillingsroboter [[Spirit (Raumsonde)|Spirit]] und [[Opportunity]]. Letztere können sich unabhängig von der Bodenkontrolle ihren Weg suchen. Auch nichtmobile Einheiten, sogenannte ''[[Lander]]'', können als Roboter bezeichnet werden. Die [[Lunar Roving Vehicle|Mondrover]] der Apollomissionen waren keine Roboter, weil sie direkt von Menschen gesteuert wurden. |
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==== Personal Robots ==== |
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{{Hauptartikel|Personal Robots}} |
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Personal Robots (kurz ''PR'', engl. für „persönlicher Roboter“) sind Roboter, die im Gegensatz zu Industrierobotern dazu bestimmt sind, mit Personen und anderen Personal Robots in Netzwerken zu kommunizieren und zu interagieren. Personal Robots können von einer einzelnen Person bedient, genutzt und gesteuert werden. |
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Eine Unterteilung in öffentlich genutzte Personal Roboter wie Serviceroboter und personengebundene Personal Roboter wie Spielzeugroboter ist, wie bei den Personal Computern, sinnvoll. Durch die abgeschlossene Konstruktion der PR funktionieren diese Maschinen weitgehend unabhängig, autonom, autark und selbständig. Die Personal Robots sind zunehmend lernfähig. Vielfache Schnittstellen ermöglichen eine Kommunikation in Netzwerken. So mit anderen Robotern, Computern usw. Personal Robots reagieren mit Ihren Sensoren auf äußere Einflüsse wie Berührungen, Töne, Laute, optische Veränderungen usw. Personal Robots speichern Daten und Informationen. Erworbene Erfahrungen beeinflussen sie und so realisieren die PRs mit diesen Erkenntnissen ihr weiteres Handeln. |
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==== Sonstige Erkundungsroboter ==== |
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[[Datei:Roboter 2.jpg|miniatur|hochkant|Roboter der [[Polizei (Israel)|israelischen Polizei]] bei der Untersuchung eines verdächtigen Gegenstandes]] |
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Ebenfalls als Roboter bezeichnet man mobile Einheiten, die zum Aufspüren, Entschärfen oder Sprengen von Bomben oder Minen eingesetzt werden, wie der sogenannte [[TALON]]-Roboter. Auch gibt es Roboter, die in Trümmern nach verschütteten Menschen suchen können. Mittlerweile gibt es auch den sog. Killer-Roboter.<ref>[http://www.golem.de/0701/50167.html golem.de:] Samsung entwickelt Killer-Roboter für die Objektsicherung</ref> <ref>[http://www.heise.de/newsticker/meldung/84272 heise.de:] Robocop soll die innerkoreanische Grenze schützen</ref>. [[Autonomous Underwater Vehicle]] sind autonome Tauchroboter für Aufgaben im Meer. |
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=== Sonstige Roboterarten === |
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Insbesondere mobile Robotersysteme werden zunehmend an Schulen und Hochschulen zu Ausbildungszwecken eingesetzt<ref>[http://www.volksbot-lab.de VolksBot-Lab] Ausbildungsrobotik-System von Fraunhofer IAIS</ref>. Diese Roboter zeichnen sich durch gute Handhabbarkeit, einfache Programmierung und Erweiterbarkeit aus. Beispiele für sogenannte Ausbildungsroboter sind [[Robotino]] oder der [[NXT]] von LEGO. |
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== Einzelnachweise == |
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<references /> |
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=== Literatur === |
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* {{Literatur | Autor=[[Gero von Randow]] | Titel=Roboter. Unsere nächsten Verwandten | Verlag=Rowohlt, Reinbek | Jahr=1997 | ISBN=978-3-4980-5744-2 }} |
|||
* G. Lawitzky, M. Buss (Eds.) et al.: Service Roboter. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift ''it – Information Technology'', Oldenbourg Verlag, München. [http://www.atypon-link.com/OLD/toc/itit/49/4 49(2007)4] |
|||
* {{Literatur |
|||
|Autor=Wolfgang Weber |
|||
|Titel=Industrieroboter. Methoden der Steuerung und Regelung. Mit 33 Übungsaufgaben |
|||
|Verlag=Fachbuchverlag Leipzig |
|||
|Jahr=2002 |
|||
|ISBN=978-3-4462-1604-4}} |
|||
* {{Literatur |
|||
|Autor=Bodo-Michael Baumunk |
|||
|Titel=Die Roboter kommen. Mensch, Maschine, Kommunikation |
|||
|Verlag=Wachter Verlag |
|||
|Ort=Heidelberg |
|||
|Jahr=2007 |
|||
|ISBN=978-3-89904-268-9 |
|||
|Kommentar=Begleitband zur gleichnamigen Ausstellung in den Museen für Kommunikation}} |
|||
* {{Literatur |
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|Autor=Anne Foerst |
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|Titel=Von Robotern, Mensch und Gott. Künstliche Intelligenz und die existentielle Dimension des Lebens |
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|Verlag=Vandenhoeck & Ruprecht |
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|Ort=Göttingen |
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|Jahr=2008 |
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|ISBN=978-3-525-56965-8 |
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|Kommentar=Aus dem Englischen von Regine Kather}} |
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* {{Literatur |
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|Autor=Daniel Ichbiah |
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|Titel=Roboter: Geschichte – Technik – Entwicklung |
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|Verlag=Knesebeck |
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|Ort=München |
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|Jahr=2005 |
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|ISBN=3-89660-276-4 |
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|Kommentar=Aus dem Französischen von Monika Cyrol}} |
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=== Ausstellung === |
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* 2011: ''Roboterträume'', [[Museum Tinguely]], Basel und [[Kunsthaus Graz]] |
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=== Weblinks === |
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{{Wiktionary}} |
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{{Commonscat|Robots|Roboter}} |
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* [http://www.robotonline.net/en/list/robots/ Liste der Roboter] |
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* [http://www.worldrobotics.org/ Welt-Roboterstatistik der International Federation of Robotics (IFR)] |
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* [http://www.ifr.org/ International Federation of Robotics (IFR)] |
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* [http://www.robotstore.de/roboter_in_filmen.htm Chronologische Übersicht aller Roboter und Androiden im Film] |
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* [http://www.vdma.org/r+a VDMA Robotik + Automation (Wirtschaftsverband)] |
|||
* [http://www.roberta-home.de/de/was-bietet-roberta/roberta-reihe/%C3%BCbersicht-schulrelevante-roboter-systeme Übersicht Roboter für Schulen und Hochschulen] |
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[[Kategorie:Roboter| ]] |
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[[Kategorie:Handhabungstechnik]] |
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{{Link FA|ar}} |
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[[am:ሮቦት]] |
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[[an:Robot]] |
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[[ang:Searuþræl]] |
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Version vom 15. Februar 2012, 14:28 Uhr
In der Einleitung steht: "Vor der Prägung dieses Begriffes wurden Roboter zum Beispiel in den Werken von Stanisław Lem als Automaten oder Halbautomaten bezeichnet."
Das kann nicht stimmen, der Begriff stammt aus den 20er/30er Jahren, aber Lem schrieb seine Romane und Kurzgeschichten 30 Jahre später.
Quelle: selber Artikel, unten, Bibliografie.