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Roboter

Was ist eigentlich ein "Roboter"?

Das Wort "Roboter" wird vom tschechischen "robota" abgeleitet, das so viel heißt wie Fronarbeit. Der tschechische Schriftsteller Karel Ĉapek nannte 1920 die Maschinenmenschen in seinem Theaterstück "R.U.R." (Rossum's Universal Robots) Roboter. Sie werden in Ĉapeks Drama in Tanks herangezüchtet, um an Stelle von Menschen in der Industrie zu arbeiten. Schnell hielt die Wortschöpfung "Roboter" Einzug in viele Sprachen. Mit dem Film "Metropolis" trat 1926 eine menschliche Maschine das erste Mal auf die Kinoleinwand. Weltweite Berühmtheit erreichten die Roboter schließlich in den 40er Jahren durch die Erzählungen Issac Asimovs.

Doch was sind Roboter eigentlich im wissenschaftlichen Sinn? Zunächst einmal handelt es sich bei ihnen ganz allgemein um Maschinen. Diese Maschinen zeichnen sich streng genommen besonders dadurch aus, dass sie sich selbständig bewegen und verschiedene Tätigkeiten erledigen können. Damit heben sie sich zum einen von ferngesteuerten Maschinen ab, da diese Befehle von Menschen brauchen, also nicht selbständig sind. Auch Automaten sind keine Roboter, da sie nur eine einzige Arbeit ausführen. Selbst Computer gelten nicht als Roboter, weil sie sich nicht bewegen können.

Die Versuche, menschliche Arbeit durch Mechanik zu ersetzen, gehen weit zurück. Schon in vorchristlicher Zeit erfanden die Griechen einfache Automaten, die ohne direkte Einwirkung der Menschen Tätigkeiten ausführen konnten. So entstand 270 vor Christus die erste wasserbetriebene Uhr. Aus dem frühen neunten Jahrhundert stammt das Buch "Kitab al-Hiyal" (Buch der raffinierten Geräte) aus Bagdad, in dem über 100 Automaten beschrieben werden.

Auch Maschinen sehen, tasten und hören

Ein besonderes Problem bei der Entwicklung von sich selbständig bewegenden Maschinen ist deren Orientierung. Der erste "sehende" Roboter entstand mit Hilfe von Fotozellen, die das Erkennen von Helligkeitsunterschieden ermöglichten. Die berühmten Roboter-Schildkröten Elsie und Elmer konnten dadurch 1950 erstmals die Lichtquelle orten, die ihre Ladestation markierte.

Auch hörende Roboter gibt es bereits seit einigen Jahrzehnten. So entwickelte die Waseda-Universität in Japan 1973 den "Wabot-1". Der Roboter konnte hören, sehen, tasten, laufen und sich mit Hilfe eines Sprachsynthesizers sogar unterhalten, so dass seine Entwickler ihm die Intelligenz eines 18 Monate alten Kindes bescheinigten.

Der Tastsinn von Robotern bleibt derzeit noch weit hinter den Fähigkeiten einer menschlichen Hand zurück. Ein fester Griff ist für einen Roboterarm noch kein Problem, da dafür keine besondere Präzision nötig ist. Wenn es aber um feinmotorische Abläufe, wie zum Beispiel das Halten eines Stiftes mit Daumen und Zeigefinger, geht, haben Robotikwissenschaftler noch eine Menge Arbeit vor sich.

Mechanische Fließbandarbeiter

In der Industrie wurden Roboter erstmals in den 60er Jahren eingesetzt, also erst 20 Jahre nach ihrer literarischen Etablierung durch Asimov. George Dovel und Joe Engelberger entwickelten mit ihrer Firma "Unimation" den "Unimate", den ersten kommerziell erhältlichen Industrieroboter. Er wurde unter anderem an den Fließbändern des Autoherstellers General Motors für sich wiederholende und gefährliche Arbeiten eingesetzt. So stapelte der "Unimate" zum Beispiel hoch erhitzte Metallteile. Bereits 20 Jahre später wurde der Einsatz von Robotern in der Autoherstellung zur Routine. Auch andere Industriezweige bedienen sich der künstlichen Hilfe. So gibt es zum Beispiel in Chemieunternehmen Automationsstraßen, die komplexe Arbeitsabläufe vollständig übernehmen.

Roboter sind überall da, wo wir nicht sein können

Inzwischen übernehmen Roboter in vielen Bereichen Tätigkeiten, die der Mensch ungenauer, langsamer oder überhaupt nicht ausführen kann. Letzteres gilt besonders für Missionen im Weltraum. Die unbemannte Raumsonde "Pathfinder" setzte 1997 nach siebenmonatigem Flug das Roboterfahrzeug "Sojourner" auf dem Mars ab, das für die extremen klimatischen Bedingungen auf dem Roten Planeten gerüstet war. Auch für andere Aufgaben im All sind Roboter unerlässlich. So helfen Roboterarme bei Arbeiten an der internationalen Raumstation ISS oder reparieren defekte Satelliten.

Die Erforschung der Ozeane wäre ohne Roboter ebenfalls undenkbar. Sie ergründen die Meerestiefen, helfen beim Erkennen von Umweltgefahren wie ausgelaufenem Öl oder bei der Schatzsuche. 1986 erkundete der Roboter Jason Junior zusammen mit dem bemannten Tiefseetauchboot Alvin in 3965 Metern Tiefe das Wrack der Titanic. Viele der Unterwasserroboter haben die Form eines kleinen U-Bootes. Diese so genannten AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) werden ferngesteuert oder vor dem Einsatz so programmiert, dass sie ihre Arbeiten eigenständig ausführen können.

Auch in Krisengebieten können Roboter dem Menschen wertvolle Dienste leisten. Sie werden bei Bränden eingesetzt, sollen Minen suchen oder Bomben entschärfen. Dafür müssen sie in der Lage sein, sich in sehr unwegsamem Gelände wie eingestürzten Häusern oder wüsten Landschaften fortbewegen zu können. Für die Bombenentschärfung sind die Roboter oft mit einem tiefliegenden Fahrgestell und einem frei beweglichen, ferngesteuerten Arm ausgestattet. An dessen Spitze befindet sich ein Zertrümmerungsgerät, das mit hoher Energie einen Wasserstrahl in die Sprengstoffkammer schießt und sie so unwirksam macht. Kleine unbeabsichtigte Detonationen können die Roboter überstehen.

Neben all diesen Möglichkeiten gibt es inzwischen viele weitere Einsatzgebiete für die künstlichen Helfer. Ob im Haushalt, im Operationssaal, im Labor oder im Kinderzimmer: Roboter gehören zum alltäglichen Leben dazu.