Roboter
Roboterarme, die Teile greifen und befestigen können, schwebende Logistiksysteme oder vernetzte Maschinen: Die Industrie der Zukunft ist smart. Robotics kann und wird den Menschen unterstützen und die Fabriken und Lagerhallen revolutionieren. Nachfolgend blicken wir nicht nur zurück auf die Entstehungsgeschichte der Robotik, sondern betrachten auch die derzeitigen Anwendungsszenarien.
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Was sind Roboter?
Der Ursprung des Begriffs „Roboter“ liegt in den 1920er Jahren und stammt aus dem tschechischen von „robota“, was so viel bedeutet wie Arbeit. Der Autor Karel Čapek verwendete den Begriff in seinem Drama R.U.R um künstlich erzeugte Arbeiter zu beschreiben, die in der deutschen Übersetzung zu Robotern wurden. Dies prägte den Namen als Bezeichnung für humanoide Roboter. Technologische Entwicklungen in den nachfolgenden Jahren führten allerdings zu einer Ausweitung des Begriffs auf unterschiedliche Geräte. Außerdem variiert die Definition nach Land und Einsatzgebiet.
Die Geschichte der Robotik
Die Geschichte der Robotik geht bis in die Antike zurück und beginnt bei ausgeklügelten Automaten. Heron von Alexandria, ein griechischer Mathematiker und Ingenieur schuf viele der Mechanismen, die von automatischen Tempeltüren bis zu Musikautomaten reichten. Ähnliche Ideen wurden im 12. Jahrhundert durch den Ingenieur Al-Dschazarī aufgegriffen, der sich unter anderem mit der Schaffung humanoider und programmierbarer Automaten befasste. Seine Maschinen beeinflussten auch das Schaffen von Leonardo da Vinci und im 18. Jahrhundert die Arbeiten von Jacques de Vaucanson. Das bekannteste seiner Werke war eine mechanische Ente. Diese bestand aus mehr als 400 Teilen und bot neben lebensechten Bewegungen und Geräuschen auch eine simulierte Verdauung. Der große Schritt von mechanischen Automaten zu Robotern nach dem heutigen Verständnis erfolgte in den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts mit der Erfindung des Transistors. Die daraus folgende Entwicklung der Computertechnik und die Einführung der nummerischen Steuerung ebnete den Weg für programmierbare Maschinen, die sich in der Industrie einsetzen ließen. Menschenähnliche Roboter, wie sie in den Geschichten von Čapek und Asimov vorkamen, rückten erst Ende der 1980er Jahre durch neue wissenschaftliche Erkenntnisse in greifbare Nähe. Honda begründete sein humanoid Robot Research and Development Program. Daraus ging 2004 der Roboter Asimo hervor.
Roboter im Alltag
Die auf Augenhöhe mit Menschen agierenden Maschinen aus der Science-Fiction liegen trotz rapider Fortschritte bei künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen noch in weiter Ferne. Roboter anderer Art sind jedoch schon seit einigen Jahren Teil unseres alltäglichen Lebens und arbeiten in unterschiedlichen Einsatzgebieten. Sie helfen beim Aufräumen und sind in der Medizin zum essenziellen Behandlungswerkzeug geworden.
Robotik im Smart Home
Die bekanntesten Roboter für den Hausgebrauch sind die automatischen Staubsauger. Sie bewegen sich mithilfe einer Vielzahl von Sensoren durch die Räume und reinigen Böden und Teppiche, während der Hausbesitzer beispielsweise auf der Arbeit ist. Auch das Aufladen erledigen die kleinen Helfer automatisch zur richtigen Zeit. Ähnlich agieren die Rasenmähroboter, die sich im Garten um die Rasenpflege kümmern. Und auch das lästige Fensterputzen kann von mechanischen Helfern übernommen werden, die sich selbstständig über die Glasoberfläche bewegen. Menschliche Hilfe ist nur bei der Platzierung auf dem Fenster erforderlich. Weniger nützlich und verspielter sind Roboter-Spielzeuge. Sonys Roboterhund Aibo, der 2017 neu aufgelegt wurde, soll wie ein Hund aus Fleisch und Blut auf den Umgang mit Menschen reagieren. Außerdem soll er durch seine Erfahrungen lernen, um sich zu verbessern. Die dadurch gewonnenen Daten werden über das Internet mit anderen Aibos geteilt.
Medizinroboter
Diesen kleinen Helfern steht der Einsatz in der Medizintechnik gegenüber. Hier unterstützen die Maschinen, die in Größe und Umfang an Industriemaschinen erinnern, Chirurgen bei ihrer schwierigen Arbeit. Denn diese fordert vor allem ein sehr hohes Maß an Präzision. Bei minimal invasiven Eingriffen lassen sich so winzig kleine Schnitte mit hoher Genauigkeit ausführen. Die Steuerbefehle werden dazu von einem großen Maßstab in winzige Bewegungen übersetzt. Außerdem können Operationen von Ärzten betreut werden, die nicht vor Ort sind. Stattdessen werden die Live-Bilder und Steuerbefehle zu und von einem anderen Standort übertragen. Zukunftsmusik sind hingegen Maschinen, die in der Lage sind, Operationen ohne menschliche Hilfe auszuführen. Grund sind vor allem wichtige Entscheidungen, die während einer Operation getroffen werden müssen. So bleiben Roboter im Operationssaal auch weiterhin nützliche Helfer und Assistenten.
Die Industrie 4.0 und Roboter
Das derzeit wichtigste Einsatzgebiet der Robotik sind industrielle Anlagen und Herstellungsprozesse. In diesem Bereich ist die deutsche Industrie führend. Auf 10.000 Arbeiter kommen 322 Roboter. Im weltweiten Vergleich landen die Deutschen damit auf dem 3. Platz hinter Südkorea mit 710 und Singapur mit 658 Robotern. Die hohe Dichte ist in Deutschland und der EU vor allem auf die Autoindustrie zurückzuführen. Sie ist für ein drittelt der globalen Bestellungen verantwortlich. Durch die Vernetzung, den Einsatz unterschiedlicher Sensoren und die Automatisierung lassen sich innovative Fertigungsprozesse einsetzen.
Roboter: Pro und Kontra
Diese Verbesserung der Fertigungsprozesse wird nicht allerorts positiv gesehen. Es wird befürchtet, dass der Einsatz von Robotern die menschlichen Mitarbeiter in Zukunft immer weiter verdrängen könnte. Und tatsächlich spricht einiges dafür, dass Computer und Roboter viele Arbeitsplätze übernehmen könnten. Neben einfachen Routineaufgaben könnten auch Büro- und Beratungsjobs in Zukunft maschinell erledigt werden. Die industrielle Geschichte spricht allerdings eine andere Sprache. Ein Anstieg der Arbeitslosigkeit durch die Einführung neuer Technologien bezieht sich nur auf eine Übergangsphase. Die klassischen Berufe in der Industrie würden nicht wegfallen, sondern durch andere Berufsformen ersetzt. Wie die reale Entwicklung allerdings aussieht, wird sich in den nächsten Jahren und Jahrzehnten zeigen. Dem potenziellen Verlust von Arbeitsplätzen stehen handfeste Vorteile gegenüber: so arbeiten Roboter auch in Bereichen, die für den Einsatz menschlicher Arbeitskräfte zu gefährlich sind. Außerdem arbeiten Roboter zu jeder Tages- und Nachtzeit. Sie müssen weder schlafen noch Pausen einlegen. Und wie sich in der Medizintechnik zeigt, hat die höhere Präzision handfeste Vorteile.