Was sind Roboter und wie sind sie entstanden?
  • 02.11.2020
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Der Begriff ,,Roboter" ist vom tschechischen Wort für Zwangsdienst ,,robota" abgeleitet und wurde in seiner heutigen Bedeutung erstmalig 1921 in der Uraufführung von Karel Capeks Theaterstück ,,Rossum's Universal Robots" in Prag verwendet, in dem der Erfinder Rossum maschinelle leibeigene Diener für seine Familie bauen möchte. Letztendlich führt er jedoch seine Familie selbst in die Sklaverei. Weiterhin hat Isaac Asimov (1920-1992) in seinen einunddreißig von 1939 bis 1977 geschriebenen Robotergeschichten die Definition von Robotern weiterentwickelt, indem er für den Roboter von menschenähnlicher Erscheinung Handlungsregeln ,,Die drei Robotergesetze"1 entwarf: ,,1. Ein Robot darf keinen Menschen verletzen oder durch Untätigkeit zu Schaden kommen lassen. 2. Ein Robot muß den Befehlen eines Menschen gehorchen, es sei denn, solche Befehle stehen im Widerspruch zum Ersten Gesetz. 3. Ein Robot muß seine eigene Existenz schützen, solange dieser Schutz nicht dem Ersten oder Zweiten Gesetz widerspricht.

Heutzutage sind Roboter frei programmierbare Maschinen, geschaffen zur Erfüllung von bestimmten Aufgaben. Sie gelten als menschliches Werkzeug, dessen Leistungsmerkmale durch Autonomie und Bewegungsfähigkeit und ebenso durch die aus dem biologischen Kontext stammenden Eigenschaften Verhalten, Intelligenz und abhängig vom Zweck, auch durch Emotionen gekennzeichnet sind. Innerhalb interdisziplinärer wissenschaftlicher Arbeitskreise wurde folgende Definition entwickelt: Roboter sind sensumotorische Maschinen zur Erweiterung der menschlichen Handlungsfähigkeit. Sie bestehen aus mechatronischen Komponenten, Sensoren und rechnerbasierten Kontroll- und Steuerfunktionen. Die Komplexität eines Roboters unterscheidet sich deutlich von anderen Maschinen durch die größere Anzahl von Freiheitsgraden und die Vielfalt und den Umfang seiner Verhaltensformen.1 Roboter mit menschenähnlicher Erscheinung werden als humanoide Roboter (auch Androiden) bezeichnet

Geschichte der Roboter bis zur Entwicklung humanoider Roboter

Die Wurzeln moderner Roboter reichen weit zurück in die Antike bis um 800 v. Chr., bereits im alten Ägypten gab es bewegliche Statuen und Masken mit versteckten Bewegungsmechanismen, diese verwendeten z.B. Priester um ihre Macht gegenüber den Herrschern und dem Volk mit Hilfe von beeindruckenden Täuschungen, als ,,Wunder" deklariert, zu stützen. Beispiele hierfür sind sich selbstständig öffnende Tempeltore, sich selbst bewegende Statuenarme oder auch Statuen der Göttin Artemis, aus deren Brüsten Milch lief.2 Etwa um 270 v. Chr. entwickelte der griechische Erfinder Ktesibios aus Alexandria, dessen Arbeiten auf die mechanische Lehren Alexander des Großen (356-323 v.Chr.) und ganz ursprünglich auf Archimedes zurückzuführen sind, die erste Uhr, deren Zeitscheibe für eine 360°-Umdrehung genau ein Jahr benötigte. Diese Uhr gilt als das erste Messinstrument, welches präzise mit einem natürlichen Vorgang übereinstimmt. Wie weit die griechische Technologie damals schon entwickelt war, zeigt sich auch am etwa 87 v.Chr. von der Schule des Posidonius entwickelten Mechanismus von Antikythera. Dieser konnte nach Eingabe von spezifischen Daten, den Stand der Sonne, den des Mondes und die Positionen von Planeten, mechanisch berechnen und war somit das früheste Exemplar einer Maschine, die Informationen verarbeiten und daraus ein Ergebnis berechnen kann. Aufbauend auf dem Schaffen von Ktesibios schrieb Heron von Alexandria, welcher als größter griechischer Ingenieur seiner Zeit galt, um 85 n. Chr. ein Buch über Automaten, Pneumatik und Mechanik, in denen er die antiken ,,Wunder" (s.o.) aufdeckte. Er baute den ersten Dampfmotor und weitere Automaten. Die über die Jahrhunderte gesammelten Erkenntnisse und Entwicklungen der Griechen wurden von den Schreibern des Kalifen Abdullah al-Manun von Bagdad im frühen neunten Jahrhundert zusammengetragen und im Buch der raffinierten Geräte, dem ,,Kitab a-Hiyal" gesammelt. Aufgrund der so überlieferten Informationen bauten die Araber viele weitere Automaten, die z.B. der Hygiene dienten, große Uhren und Glockenspiele mit beweglichen Figuren welche wiederum von den Europäern während der Kreuzzüge zwischen 1096 und 1291 entdeckt wurden und durch die neues Wissen nach Europa gelangte.

In der Zeit der Renaissance wurden viele auf Hydraulik basierende Automaten geschaffen, selbst von Leonardo Da Vinci (1452-1519) glaubt man heute, er habe neben seinen vielen genialen Erfindungen Konstruktionspläne für einen künstlichen Menschen angefertigt, die er jedoch aus Angst der Blasphemie bezichtigt zu werden oder dass Konkurrenten seine Pläne kopieren könnten, vernichtet haben soll. Einen ersten Versuch einen künstlichen Menschen nachzubauen erstrebte der begnadete Automatenkonstrukteur Jacques de Vaucanson (1709-1782), Idol König Ludwigs XV, dies gelang ihm jedoch nicht.

Dennoch sollte die Nachbildung des Menschen maßgeblich für die weitere Maschinen- und Automatenentwicklung und insbesondere die Robotertechnik sein. Im 18. Jh. konstruierten der schweizer Uhrmacher Pierre Jaquet-Droz und sein Sohn Henri Louis drei Automaten in menschlicher Gestalt: einen Zeichner, ein Cembalo spielendes Mädchen und einen Schreiber. Diese Figuren waren perfekt konstruiert und wirkten so realistisch, dass man die beiden Konstrukteure in Spanien wegen Hexerei anklagen wollte.

Die Epoche des 18. Jahrhunderts war stark durch die Wissenschaft geprägt, das Interesse für die Natur des Menschen, seine Ersetzbarkeit durch künstliche Wesen und die Herstellung künstlicher Gliedmaßen waren kennzeichnend für diese Zeit. Ein erster Grundstein für die späteren Computer und Roboter wurde 1801 von Joseph-Marie Jacquard gesetzt. Er entwickelte den ersten Webstuhl, welcher Informationen automatisch gesteuert umsetzte. Dieser Automat war ein Wendepunkt in der Herstellungstechnik, welche noch bis heute die Entwicklungsprozesse der industriellen Produktion prägen sollte und vor allem den Einsatz menschlicher Arbeiter ablöste. Bis ins 20 Jh. entstanden somit viele weitere Maschinen zur Optimierung der Produktion im Zuge einer Welle der Umstrukturierung. 1936 verfasste der Mathematiker Alan M. Turing (dechiffrierte 1943 den Verschlüsselungscode der Deutschen Wehrmacht) einen Artikel namens ,,On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem" in dem er propagierte, dass sich riesige Mengen an Informationen mit einer Maschine verarbeiten lassen würden, die in ihrer Funktionsweise dem Boole'schen Zahlensystem (Rechenprinzip: 0 und 1) unterläge. Mit der Überzeugung, solch eine Maschine könnte dem Menschen in seiner Leistungsfähigkeit ebenbürtig sein, gab Turing somit Anstoß einen Computer zu bauen. Dieser wurde dann 1946 an der Universität Pennsylvania fertig gestellt, er hieß ENIAC, nahm 140 m² Platz ein, wog 30 Tonnen und bestand aus 18000 Röhren. Den ersten Roboterarm entwickelte der Wissenschaftler Raymond Goertz in Argonne, verbunden durch Elektromotoren fungierte er zum Schutz des Menschen. Mit seiner Hilfe war man in der Lage, mit gefährlichen Stoffen aus sicherer Entfernung zu agieren. 1956 entwickelte der Informatikprofessor Herbert Simon von der Carnegie Mellon University in Philadelphia gemeinsam mit dem Informatiker Alan Newell das Programm ,,Logic Theorist". Dieses war in der Lage selbstständig Beweise für einfache mathematische Theoreme zu erbringen und belegte erstmalig, dass Computer in der Lage sind, eigenständig logische Denkoperationen auszuführen. Somit wurde das Prinzip der künstlichen Intelligenz erschaffen. Wabot-1 ist das Ergebnis einer langen Reihe von Prototypen und der erste lebensgroße humanoide Roboter der Welt. Der 1973 von Ichiro Kato & Team an der Waseda Universität inTokyo hergestellte Roboter bestanden aus verschiedenen Teilsystemen, einem zur Kontrolle der Gliedmaßen, einem Stereo-Kamerasystem und einem zur Konversation mit dem er, dank Augen, Ohren und Mund, auf japanisch kommunizieren konnte. Er konnte mit Hilfe des als Laufroboter konstruierten integrierten Modul WL-5 gehen und mit dem Modul WAM-4 mittels taktiler Sensoren greifen und Gegenstände transportieren. Seine mentalen Fähigkeiten für die Bewegungskoordination wurden auf die eines 18 Monate alten Kindes geschätzt. Als weiterer Meilenstein eines ,,Personal Robot" gilt Wabot-2, orgelspielender Laufroboter, 1985 entwickelt, welcher Noten vom Blatt lesen und mit bis zu 15 Anschlägen pro Sekunde spielen konnte, Er passte sich dem Tempo eines Begleitspielers an. In der Zeit von 1986-1989 entwickelten David Bennett und sein Team am Pacific Northwest Laboratory des U.S. Departement of Energy in Richland, Washington, für die U. S. Army in Dugway, Utah, einen Roboter zum Testen von Schutzkleidung (gegen chem. Kampfmittel, extreme Temperaturen und andere feindliche Umgebungen) namens Manny. Dieser simulierte menschliche Bewegungen, Atmung, Körper- und Hauttemperatur und sogar Schwitzen, er hatte 15 Gelenke und 42 Freiheitsgrade


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Bildquelle pixabay.com. Bildautor  PIRO4D
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