Robotik - Robotics

Robotik ist ein interdisziplinäres Feld, das Informatik und Ingenieurwissenschaften integriert . Robotik umfasst Design, Konstruktion, Betrieb und Einsatz von Robotern . Das Ziel der Robotik ist es, Maschinen zu entwickeln, die dem Menschen helfen und ihn unterstützen können. Robotik integriert die Bereiche Maschinenbau , Elektrotechnik , Informationstechnik , Mechatronik , Elektronik , Biotechnik , Computertechnik , Regelungstechnik , Softwaretechnik , Mathematik usw.

Robotik entwickelt Maschinen, die Menschen ersetzen und menschliche Handlungen nachbilden können. Roboter können in vielen Situationen für viele Zwecke eingesetzt werden, aber heute werden viele in gefährlichen Umgebungen (einschließlich Inspektion radioaktiver Materialien, Bombendetektion und -deaktivierung ), Herstellungsprozessen oder wo Menschen nicht überleben können (z. B. im Weltraum, unter Wasser, bei großer Hitze) eingesetzt sowie Reinigung und Eindämmung von gefährlichen Stoffen und Strahlung). Roboter können jede Form annehmen, aber einige sind so gestaltet, dass sie Menschen ähneln. Dies soll bei der Akzeptanz von Robotern bei bestimmten replizierenden Verhaltensweisen helfen, die normalerweise von Menschen ausgeführt werden. Solche Roboter versuchen, Gehen, Heben, Sprechen, Kognition oder jede andere menschliche Aktivität zu replizieren. Viele der heutigen Roboter sind von der Natur inspiriert und tragen zum Bereich der bioinspirierten Robotik bei .

Bestimmte Roboter erfordern eine Benutzereingabe, um zu funktionieren, während andere Roboter autonom arbeiten. Das Konzept, autonom agierende Roboter zu schaffen, reicht bis in die Antike zurück , aber die Erforschung der Funktionalität und Einsatzmöglichkeiten von Robotern wuchs erst im 20. Jahrhundert erheblich. Im Laufe der Geschichte wurde von verschiedenen Gelehrten, Erfindern, Ingenieuren und Technikern häufig angenommen, dass Roboter eines Tages menschliches Verhalten nachahmen und Aufgaben menschenähnlich erledigen können. Heute ist die Robotik ein schnell wachsendes Feld, da der technologische Fortschritt fortschreitet; Erforschung, Konstruktion und Bau neuer Roboter dienen verschiedenen praktischen Zwecken, sei es im Haushalt , im Handel oder im Militär . Viele Roboter werden gebaut, um für Menschen gefährliche Aufgaben zu erledigen, wie zum Beispiel Bomben zu entschärfen, Überlebende in instabilen Ruinen zu finden und Minen und Schiffswracks zu erkunden. Robotik wird auch in MINT (Wissenschaft, Technologie , Ingenieurwesen und Mathematik ) als Lehrmittel verwendet.

Etymologie

Das Wort Robotik leitet sich von dem Wort Roboter ab , das der tschechische Schriftsteller Karel Čapek in seinem 1920 veröffentlichten Theaterstück RUR (Rossums Universal Robots) der Öffentlichkeit vorstellte . Das Wort Roboter kommt vom slawischen Wort robota , was Arbeit bedeutet /Job. Das Stück beginnt in einer Fabrik, die künstliche Menschen herstellt, Roboter genannt , Kreaturen, die mit Menschen verwechselt werden können – ganz ähnlich den modernen Vorstellungen von Androiden . Karel Čapek selbst hat das Wort nicht geprägt. Er schrieb einen kurzen Brief in Anlehnung an eine Etymologie im Oxford English Dictionary, in der er seinen Bruder Josef Čapek als den eigentlichen Urheber nannte.

Laut dem Oxford English Dictionary wurde das Wort Robotik erstmals von Isaac Asimov in seiner Science-Fiction- Kurzgeschichte "Liar!" , veröffentlicht im Mai 1941 in Astounding Science Fiction . Asimov war sich nicht bewusst, dass er den Begriff prägte; da die Wissenschaft und Technik elektrischer Geräte Elektronik ist , ging er davon aus, dass sich Robotik bereits auf die Wissenschaft und Technik von Robotern bezog. In einigen anderen Werken Asimovs stellt er fest, dass das Wort Robotik erstmals in seiner Kurzgeschichte Runaround ( Astounding Science Fiction , März 1942) verwendet wurde, in der er sein Konzept der Drei Gesetze der Robotik vorstellte . Die Originalveröffentlichung von "Liar!" älter als "Runaround" um zehn Monate, so dass erstere im Allgemeinen als Ursprung des Wortes genannt wird.

Geschichte

1948 formulierte Norbert Wiener die Prinzipien der Kybernetik , die Grundlage der praktischen Robotik.

Vollständig autonomer Roboter nur in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts erscheint. Der erste digital betriebene und programmierbare Roboter, der Unimate , wurde 1961 installiert, um heiße Metallteile aus einer Druckgussmaschine zu heben und zu stapeln. Kommerzielle und industrielle Roboter sind heute weit verbreitet und erledigen Arbeiten kostengünstiger, genauer und zuverlässiger als der Mensch. Sie werden auch in einigen Jobs eingesetzt, die zu schmutzig, gefährlich oder langweilig sind, um für den Menschen geeignet zu sein. Roboter werden häufig in den Bereichen Fertigung , Montage, Verpackung und Verpackung, Bergbau, Transport, Erd- und Weltraumforschung , Chirurgie, Waffen, Laborforschung , Sicherheit und Massenproduktion von Konsum- und Industriegütern eingesetzt .

Datum Bedeutung Robotername Erfinder
3. Jahrhundert v. Chr. und früher Eine der frühesten Beschreibungen von Automaten findet sich im Lie Zi- Text bei einer viel früheren Begegnung zwischen König Mu von Zhou (1023–957 v. Chr.) und einem als Yan Shi bekannten Maschinenbauingenieur, einem „Kunsthandwerker“. Letzterer soll dem König eine lebensgroße, menschenähnliche Figur seines mechanischen Handwerks geschenkt haben. Yan Shi (Chinesisch:偃师)
1. Jahrhundert n. Chr. und früher Beschreibungen von mehr als 100 Maschinen und Automaten, darunter ein Feuerwehrauto, eine Windorgel, eine münzbetriebene Maschine und eine dampfbetriebene Maschine, in Pneumatica und Automata von Heron von Alexandria Ktesibius , Philo von Byzanz , Heron von Alexandria und andere
C. 420 v. Chr. Ein hölzerner, dampfgetriebener Vogel, der fliegen konnte Fliegende Taube Archytas von Tarent
1206 Erstellt frühe humanoide Automaten, programmierbares Automatenband Roboterband, Handwaschautomat, automatisierte bewegliche Pfauen Al-Jazari
1495 Entwürfe für einen humanoiden Roboter Mechanischer Ritter Leonardo da Vinci
1560er (nicht spezifiziert) Mechanischer Mönch, der unter seinen Gewändern mechanische Füße hatte, die das Gehen imitierten. Augen, Lippen und Kopf des Roboters bewegen sich in lebensechten Gesten. Mechanischer Mönch Leonardo da Vinci
1738 Mechanische Ente, die fressen, mit den Flügeln schlagen und ausscheiden konnte Ente verdauen Jacques de Vaucanson
1898 Nikola Tesla demonstriert erstes funkgesteuertes Schiff. Teleautomat Nikola Tesla
1921 Erste fiktive Automaten namens "Roboter" erscheinen im Stück RUR Rossums Universal Robots Karel Čapek
1930er Jahre Humanoider Roboter an den 1939 ausgestellt und 1940 Weltausstellungen Elektro Westinghouse Electric Corporation
1946 Erster Allzweck-Digitalcomputer Wirbelwind Mehrere Personen
1948 Einfache Roboter mit biologischem Verhalten Elsie und Elmer William Grey Walter
1956 Erster kommerzieller Roboter der von George Devol und Joseph Engelberger gegründeten Firma Unimation , basierend auf den Patenten von Devol Unimate George Devola
1961 Erster installierter Industrieroboter. Unimate George Devola
1967 bis 1972 Erster vollwertiger humanoider intelligenter Roboter und erster Android . Sein Gliedmaßenkontrollsystem ermöglichte es ihm, mit den unteren Gliedmaßen zu gehen und Gegenstände mit den Händen unter Verwendung von taktilen Sensoren zu greifen und zu transportieren. Sein Sichtsystem ermöglichte es ihm, Entfernungen und Richtungen zu Objekten mit externen Rezeptoren, künstlichen Augen und Ohren zu messen. Und sein Konversationssystem ermöglichte es ihm, mit einer Person auf Japanisch mit einem künstlichen Mund zu kommunizieren. WABOT-1 Waseda-Universität
1973 Erster Industrieroboter mit sechs elektromechanisch angetriebenen Achsen Famulus KUKA Robotergruppe
1974 Der weltweit erste mikrocomputergesteuerte elektrische Industrieroboter IRB 6 von ASEA wurde an ein kleines Maschinenbauunternehmen in Südschweden geliefert. Das Design dieses Roboters wurde bereits 1972 patentiert. IRB 6 ABB Robotergruppe
1975 Programmierbarer universeller Manipulationsarm, ein Unimation-Produkt PUMA Victor Scheinmann
1978 Erste Roboterprogrammiersprache auf Objektebene, die es Robotern ermöglicht, Variationen in Objektposition, Form und Sensorrauschen zu verarbeiten. Freddy I und II, RAPT Roboterprogrammiersprache Patricia Ambler und Robin Popplestone
1983 Erste multitasking, parallele Programmiersprache für eine Robotersteuerung. Dabei handelte es sich um die Event Driven Language (EDL) auf dem IBM/Series/1-Prozesscomputer mit Implementierung von Mechanismen zur Kommunikation zwischen Prozessen (WAIT/POST) und gegenseitigem Ausschluss (ENQ/DEQ) für die Robotersteuerung. ADRIEL I Stevo Bozinovski und Mihail Sestakov

Robotische Aspekte

Mechanische Konstruktion
Elektrischer Aspekt
Ein Niveau der Programmierung

Es gibt viele Arten von Robotern; sie werden in vielen verschiedenen Umgebungen und für viele verschiedene Zwecke verwendet. Obwohl sie in Anwendung und Form sehr unterschiedlich sind, haben sie alle drei grundlegende Gemeinsamkeiten in ihrer Konstruktion:

  1. Roboter haben alle eine mechanische Konstruktion, einen Rahmen, eine Form oder Form, die darauf ausgelegt ist, eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen. Beispielsweise kann ein Roboter, der für die Fahrt über schweren Schmutz oder Schlamm ausgelegt ist, Raupenketten verwenden . Der mechanische Aspekt ist meistens die Lösung des Erstellers, um die zugewiesene Aufgabe zu erledigen und sich mit der Physik der Umgebung zu befassen. Form folgt Funktion.
  2. Roboter haben elektrische Komponenten, die die Maschinen antreiben und steuern. Der Roboter mit Raupenketten würde beispielsweise eine Art Kraft benötigen, um die Laufflächen des Trackers zu bewegen. Diese Energie kommt in Form von Elektrizität, die durch einen Draht geleitet werden muss und von einer Batterie, einem grundlegenden Stromkreis, stammt . Selbst benzinbetriebene Maschinen , die ihren Strom hauptsächlich aus Benzin beziehen, benötigen zum Starten des Verbrennungsprozesses immer noch elektrischen Strom, weshalb die meisten benzinbetriebenen Maschinen wie Autos über Batterien verfügen. Der elektrische Aspekt von Robotern wird für Bewegung (durch Motoren), Sensorik (wo elektrische Signale verwendet werden, um Dinge wie Wärme, Schall, Position und Energiestatus zu messen) und den Betrieb (Roboter benötigen ein gewisses Maß an elektrischer Energie für ihre Motoren und Sensoren, um grundlegende Operationen zu aktivieren und auszuführen)
  3. Alle Roboter enthalten ein gewisses Maß an Computerprogrammierungscode . Ein Programm ist, wie ein Roboter entscheidet, wann oder wie er etwas tut. Im Beispiel einer Raupenkette kann ein Roboter, der sich über eine schlammige Straße bewegen muss, die richtige mechanische Konstruktion haben und die richtige Energiemenge von seiner Batterie erhalten, aber er würde nirgendwo hingehen, ohne dass ihm ein Programm sagt, dass er sich bewegen soll. Programme sind das Herzstück eines Roboters, er könnte eine ausgezeichnete mechanische und elektrische Konstruktion haben, aber wenn sein Programm schlecht konstruiert ist, wird seine Leistung sehr schlecht sein (oder es funktioniert überhaupt nicht). Es gibt drei verschiedene Arten von Roboterprogrammen: Fernbedienung, künstliche Intelligenz und Hybrid. Ein Roboter mit Fernbedienungsprogrammierung verfügt über einen bereits vorhandenen Befehlssatz, den er nur dann ausführt, wenn er ein Signal von einer Steuerquelle empfängt, typischerweise von einem Menschen mit einer Fernbedienung. Es ist vielleicht angemessener, Geräte, die hauptsächlich durch menschliche Befehle gesteuert werden, als in die Disziplin der Automatisierung und nicht der Robotik einzuordnen. Roboter, die Künstliche Intelligenz nutzen, interagieren selbstständig ohne Kontrollquelle mit ihrer Umgebung und können Reaktionen auf Objekte und Probleme, auf die sie stoßen, mit ihrer bereits vorhandenen Programmierung bestimmen. Hybrid ist eine Form der Programmierung, die sowohl KI- als auch RC-Funktionen enthält.

Anwendungen

Da immer mehr Roboter für bestimmte Aufgaben konzipiert werden, gewinnt diese Klassifikationsmethode an Relevanz. Viele Roboter sind beispielsweise für Montagearbeiten konzipiert, die sich möglicherweise nicht ohne weiteres für andere Anwendungen anpassen lassen. Sie werden als „Montageroboter“ bezeichnet. Für das Nahtschweißen bieten einige Anbieter komplette Schweißsysteme mit dem Roboter, dh der Schweißausrüstung zusammen mit anderen Materialhandhabungseinrichtungen wie Drehtischen etc. als integrierte Einheit an. Ein solches integriertes Robotersystem wird als "Schweißroboter" bezeichnet, obwohl seine diskrete Manipulatoreinheit an eine Vielzahl von Aufgaben angepasst werden könnte. Einige Roboter sind speziell für die Handhabung schwerer Lasten konzipiert und werden als "Heavy-Duty-Roboter" bezeichnet.

Aktuelle und potenzielle Anwendungen sind:

Komponenten

Energiequelle

Der InSight- Lander mit Sonnenkollektoren in einem Reinraum eingesetzt

Als Stromquelle werden derzeit meist (Blei-Säure-) Batterien verwendet. Als Energiequelle für Roboter können viele verschiedene Arten von Batterien verwendet werden. Sie reichen von Blei-Säure-Batterien, die sicher sind und eine relativ lange Haltbarkeit haben, aber im Vergleich zu Silber-Cadmium-Batterien, die viel kleiner sind und derzeit viel teurer sind. Bei der Entwicklung eines batteriebetriebenen Roboters müssen Faktoren wie Sicherheit, Zykluslebensdauer und Gewicht berücksichtigt werden . Generatoren, oft eine Art von Verbrennungsmotor , können ebenfalls verwendet werden. Solche Konstruktionen sind jedoch oft mechanisch komplex und benötigen einen Brennstoff, erfordern eine Wärmeableitung und sind relativ schwer. Ein Seil, das den Roboter mit einer Stromversorgung verbindet, würde die Stromversorgung des Roboters vollständig trennen. Dies hat den Vorteil, Gewicht und Platz zu sparen, indem alle Stromerzeugungs- und Speicherkomponenten an einen anderen Ort verlegt werden. Diese Konstruktion hat jedoch den Nachteil, dass ständig ein Kabel mit dem Roboter verbunden ist, was schwierig zu handhaben sein kann. Mögliche Stromquellen können sein:

Betätigung

Ein Roboter - Bein durch angetrieben Luft Muskeln

Aktoren sind die „ Muskeln “ eines Roboters, die Teile, die gespeicherte Energie in Bewegung umwandeln . Die mit Abstand beliebtesten Aktoren sind Elektromotoren, die ein Rad oder Zahnrad drehen, und Linearaktoren, die Industrieroboter in Fabriken steuern. In letzter Zeit gibt es einige Fortschritte bei alternativen Aktuatortypen, die mit Elektrizität, Chemikalien oder Druckluft betrieben werden.

Elektromotoren

Die überwiegende Mehrheit der Roboter verwendet Elektromotoren , häufig bürstenbehaftete und bürstenlose Gleichstrommotoren in tragbaren Robotern oder Wechselstrommotoren in Industrierobotern und CNC- Maschinen. Diese Motoren werden oft in Systemen mit leichteren Lasten bevorzugt, bei denen die vorherrschende Bewegungsform die Rotation ist.

Linearantriebe

Verschiedene Arten von Linearaktuatoren bewegen sich ein- und ausfahren, anstatt sich zu drehen, und weisen oft schnellere Richtungsänderungen auf, insbesondere wenn sehr große Kräfte benötigt werden, wie z. B. bei der Industrierobotik. Sie werden typischerweise mit Druckluft und oxidierter Luft ( pneumatischer Antrieb ) oder einem Öl ( hydraulischer Antrieb ) angetrieben. Linearantriebe können auch mit Strom betrieben werden, der normalerweise aus einem Motor und einer Leitspindel besteht. Ein anderer gebräuchlicher Typ ist ein mechanischer Linearaktuator, der von Hand gedreht wird, wie beispielsweise eine Zahnstange und ein Ritzel an einem Auto.

Serie elastische Aktuatoren

Serielle elastische Betätigung (SEA) beruht auf der Idee, absichtliche Elastizität zwischen dem Motoraktuator und der Last für eine robuste Kraftsteuerung einzuführen. Aufgrund der daraus resultierenden geringeren reflektierten Trägheit verbessert die serienelastische Betätigung die Sicherheit bei Interaktionen eines Roboters mit der Umgebung (zB Mensch oder Werkstück) oder bei Kollisionen. Darüber hinaus bietet es auch Energieeffizienz und Stoßdämpfung (mechanische Filterung) und reduziert gleichzeitig den übermäßigen Verschleiß des Getriebes und anderer mechanischer Komponenten. Dieser Ansatz wurde erfolgreich bei verschiedenen Robotern angewendet, insbesondere bei fortschrittlichen Fertigungsrobotern und gehenden humanoiden Robotern.

Der Reglerentwurf eines seriellen elastischen Aktors wird meistens innerhalb des Passivitätsrahmens durchgeführt, da er die Sicherheit der Interaktion mit unstrukturierten Umgebungen gewährleistet. Trotz seiner bemerkenswerten Stabilitätsrobustheit leidet dieses Framework unter den strengen Beschränkungen, die dem Controller auferlegt werden, was die Leistung beeinträchtigen kann. Der Leser wird auf die folgende Übersicht verwiesen, die die gängigen Controller-Architekturen für SEA zusammen mit den entsprechenden hinreichenden Passivitätsbedingungen zusammenfasst. Eine aktuelle Studie hat die notwendigen und ausreichenden Passivitätsbedingungen für eine der gebräuchlichsten Impedanzkontrollarchitekturen , nämlich die geschwindigkeitsbasierte SEA, abgeleitet. Diese Arbeit ist von besonderer Bedeutung, da sie zum ersten Mal die nicht-konservativen Passivitätsgrenzen in einem SEA-Schema vorantreibt, was eine größere Auswahl an Kontrollgewinnen ermöglicht.

Luftmuskeln

Pneumatische künstliche Muskeln, auch bekannt als Luftmuskeln, sind spezielle Röhren, die sich ausdehnen (normalerweise bis zu 40%), wenn Luft in sie hineingedrückt wird. Sie werden in einigen Roboteranwendungen verwendet.

Muskeldraht

Muskeldraht, auch bekannt als Formgedächtnislegierung, Nitinol®- oder Flexinol®-Draht, ist ein Material, das sich unter Strom zusammenzieht (unter 5%). Sie wurden für einige kleine Roboteranwendungen verwendet.

Elektroaktive Polymere

EAPs oder EPAMs sind ein Kunststoffmaterial, das sich durch Elektrizität erheblich zusammenziehen kann (bis zu 380% Aktivierungsbelastung), und wurde in Gesichtsmuskeln und Armen von humanoiden Robotern verwendet und ermöglicht es neuen Robotern, zu schweben, zu fliegen, zu schwimmen oder zu gehen.

Piezomotoren

Neuere Alternativen zu Gleichstrommotoren sind Piezomotoren oder Ultraschallmotoren . Diese funktionieren nach einem grundlegend anderen Prinzip, bei dem winzige Piezokeramik- Elemente, die viele tausend Mal pro Sekunde vibrieren, eine lineare oder rotatorische Bewegung bewirken. Es gibt verschiedene Wirkmechanismen; ein Typ nutzt die Schwingung der Piezoelemente, um den Motor in einem Kreis oder einer geraden Linie zu bewegen. Ein anderer Typ verwendet die Piezoelemente, um eine Mutter in Schwingung zu versetzen oder eine Schraube anzutreiben. Die Vorteile dieser Motoren sind Nanometer- Auflösung, Geschwindigkeit und verfügbare Kraft für ihre Größe. Diese Motoren sind bereits im Handel erhältlich und werden an einigen Robotern verwendet.

Elastische Nanoröhren

Elastische Nanoröhren sind eine vielversprechende künstliche Muskeltechnologie in der frühen experimentellen Entwicklung. Das Fehlen von Defekten in Kohlenstoffnanoröhren ermöglicht es diesen Filamenten, sich um mehrere Prozent elastisch zu verformen, mit Energiespeicherniveaus von vielleicht 10  J /cm 3 für Metallnanoröhren. Der menschliche Bizeps könnte durch einen Draht mit 8 mm Durchmesser aus diesem Material ersetzt werden. Solch ein kompakter "Muskel" könnte es zukünftigen Robotern ermöglichen, Menschen zu überholen und zu überholen.

Sensorik

Sensoren ermöglichen es Robotern, Informationen über eine bestimmte Messung der Umgebung oder interner Komponenten zu erhalten. Dies ist wichtig, damit Roboter ihre Aufgaben ausführen und auf Änderungen in der Umgebung reagieren können, um die geeignete Reaktion zu berechnen. Sie werden für verschiedene Arten von Messungen verwendet, um den Roboter vor Sicherheits- oder Fehlfunktionen zu warnen und um Echtzeitinformationen über die von ihm ausgeführte Aufgabe bereitzustellen.

Berühren

Aktuelle Roboter- und Prothesenhände erhalten weit weniger taktile Informationen als die menschliche Hand. Neuere Forschungen haben ein taktiles Sensorarray entwickelt, das die mechanischen Eigenschaften und Berührungsrezeptoren menschlicher Fingerkuppen nachahmt. Das Sensorarray ist als starrer Kern konstruiert, der von einem leitfähigen Fluid umgeben ist, das von einer Elastomerhaut enthalten ist. Elektroden sind auf der Oberfläche des starren Kerns angebracht und mit einer Impedanzmessvorrichtung innerhalb des Kerns verbunden. Wenn die künstliche Haut ein Objekt berührt, wird der Flüssigkeitspfad um die Elektroden herum verformt, wodurch Impedanzänderungen erzeugt werden, die die vom Objekt empfangenen Kräfte abbilden. Die Forscher erwarten, dass eine wichtige Funktion solcher künstlichen Fingerkuppen darin besteht, den Robotergriff an gehaltenen Objekten anzupassen.

Wissenschaftler aus verschiedenen europäischen Ländern und Israel entwickelte eine prothetische Hand im Jahr 2009, die so genannte Smarthand, welche Funktionen wie eine echte ermöglichenden Patienten mit ihm, geben Sie auf einem schreiben Tastatur , Klavier spielen und führen auch andere feine Bewegungen. Die Prothese verfügt über Sensoren, die es dem Patienten ermöglichen, ein echtes Gefühl in seinen Fingerspitzen zu spüren.

Vision

Computer Vision ist die Wissenschaft und Technologie von Maschinen, die sehen. Als wissenschaftliche Disziplin beschäftigt sich Computer Vision mit der Theorie künstlicher Systeme, die Informationen aus Bildern extrahieren. Die Bilddaten können viele Formen annehmen, wie beispielsweise Videosequenzen und Ansichten von Kameras.

In den meisten praktischen Computer-Vision-Anwendungen sind die Computer vorprogrammiert, um eine bestimmte Aufgabe zu lösen, aber auf dem Lernen basierende Methoden werden immer häufiger verwendet.

Computer-Vision-Systeme beruhen auf Bildsensoren, die elektromagnetische Strahlung erfassen, die typischerweise in Form von entweder sichtbarem Licht oder Infrarotlicht vorliegt . Die Sensoren werden mit Hilfe der Festkörperphysik konstruiert . Der Vorgang der Lichtausbreitung und -reflexion an Oberflächen wird mit Hilfe der Optik erklärt . Anspruchsvolle Bildsensoren benötigen sogar Quantenmechanik , um ein vollständiges Verständnis des Bilderzeugungsprozesses zu ermöglichen. Roboter können auch mit mehreren Vision-Sensoren ausgestattet werden, um das Tiefengefühl in der Umgebung besser berechnen zu können. Wie das menschliche Auge müssen auch die "Augen" von Robotern in der Lage sein, sich auf einen bestimmten Interessenbereich zu konzentrieren und sich auch an Schwankungen der Lichtintensität anzupassen.

Es gibt einen Teilbereich innerhalb der Computer Vision, in dem künstliche Systeme entwickelt werden, um die Verarbeitung und das Verhalten biologischer Systeme auf unterschiedlichen Komplexitätsebenen nachzuahmen . Außerdem haben einige der lernbasierten Methoden, die in der Computer Vision entwickelt wurden, ihren Hintergrund in der Biologie.

Sonstiges

Andere gängige Formen der Erfassung in der Robotik verwenden Lidar, Radar und Sonar. Lidar misst die Entfernung zu einem Ziel, indem es das Ziel mit Laserlicht beleuchtet und das reflektierte Licht mit einem Sensor misst. Radar verwendet Funkwellen, um die Entfernung, den Winkel oder die Geschwindigkeit von Objekten zu bestimmen. Sonar verwendet Schallausbreitung, um zu navigieren, mit ihnen zu kommunizieren oder Objekte auf oder unter der Wasseroberfläche zu erkennen.

Manipulation

Puma, einer der ersten Industrieroboter
Baxter, ein moderner und vielseitiger Industrieroboter, entwickelt von Rodney Brooks

Eine Definition der Robotermanipulation wurde von Matt Mason als "Manipulation bezieht sich auf die Kontrolle eines Agenten über seine Umgebung durch selektiven Kontakt".

Roboter müssen Objekte manipulieren; aufnehmen, modifizieren, zerstören oder anderweitig beeinflussen. So wird das funktionale Ende eines Roboterarms, der die Wirkung erzielen soll (ob eine Hand oder ein Werkzeug), oft als Endeffektoren bezeichnet , während der "Arm" als Manipulator bezeichnet wird . Die meisten Roboterarme verfügen über austauschbare Endeffektoren, die es ihnen ermöglichen, einen kleinen Aufgabenbereich auszuführen. Einige haben einen festen Manipulator, der nicht ersetzt werden kann, während einige einen sehr universellen Manipulator haben, zum Beispiel eine humanoide Hand.

Mechanische Greifer

Eine der gebräuchlichsten Arten von Endeffektoren sind "Greifer". In seiner einfachsten Form besteht es aus nur zwei Fingern, die sich öffnen und schließen können, um eine Reihe kleiner Gegenstände aufzunehmen und loszulassen. Finger können beispielsweise aus einer Kette bestehen, durch die ein Metalldraht läuft. Hände, die einer menschlichen Hand ähneln und eher wie diese funktionieren, sind die Schattenhand und die Robonaut- Hand. Zu den Händen mittlerer Komplexität gehört die Delfter Hand. Mechanische Greifer gibt es in verschiedenen Ausführungen, einschließlich Friktions- und Umfassungsbacken. Friktionsbacken nutzen die gesamte Kraft des Greifers, um das Objekt durch Friktion an Ort und Stelle zu halten. Umfassende Backen halten das Objekt an Ort und Stelle und verbrauchen weniger Reibung.

Saugendeffektoren

Saugendeffektoren, die von Vakuumgeneratoren angetrieben werden, sind sehr einfache astriktionelle Geräte, die sehr große Lasten halten können, vorausgesetzt, die Greiffläche ist glatt genug, um eine Saugwirkung zu gewährleisten.

Pick-and-Place-Roboter für elektronische Bauteile und für große Objekte wie Autoscheiben verwenden oft sehr einfache Vakuum-Endeffektoren.

Die Absaugung ist ein in der Industrie häufig verwendeter Endeffektortyp, zum Teil, weil die natürliche Nachgiebigkeit von Endeffektoren mit weicher Absaugung es einem Roboter ermöglichen kann, bei unvollkommener Roboterwahrnehmung robuster zu sein. Als Beispiel: Betrachten Sie den Fall eines Roboter-Vision-Systems, das die Position einer Wasserflasche schätzt, aber einen Fehler von 1 Zentimeter hat. Während dies dazu führen kann, dass ein starrer mechanischer Greifer die Wasserflasche durchsticht, kann sich der weiche Saug-Endeffektor nur leicht verbiegen und sich der Form der Wasserflaschenoberfläche anpassen.

Allzweck-Effektoren

Einige fortgeschrittene Roboter beginnen, vollständig humanoide Hände zu verwenden, wie die Schattenhand, MANUS und die Schunk- Hand. Dies sind äußerst geschickte Manipulatoren mit bis zu 20 Freiheitsgraden und Hunderten von taktilen Sensoren.

Fortbewegung

Rollroboter

Segway im Robotermuseum in Nagoya

Der Einfachheit halber haben die meisten mobilen Roboter vier Räder oder eine Reihe von durchgehenden Schienen . Einige Forscher haben versucht, komplexere Radroboter mit nur einem oder zwei Rädern zu entwickeln. Diese können bestimmte Vorteile haben, wie z. B. höhere Effizienz und reduzierte Teile, sowie es einem Roboter ermöglichen, an beengten Orten zu navigieren, die ein vierrädriger Roboter nicht könnte.

Zweirädrige Auswuchtroboter

Balancierende Roboter verwenden im Allgemeinen ein Gyroskop , um zu erkennen, wie stark ein Roboter fällt, und treiben dann die Räder proportional in die gleiche Richtung an, um den Fall Hunderte Male pro Sekunde basierend auf der Dynamik eines umgekehrten Pendels auszugleichen . Viele verschiedene Auswuchtroboter wurden entwickelt. Während der Segway gemeinhin nicht als Roboter angesehen wird, kann er als Komponente eines Roboters betrachtet werden, wenn er als solcher verwendet wird, bezeichnen Segway sie als RMP (Robotic Mobility Platform). Ein Beispiel für diese Verwendung war der Robonaut der NASA , der auf einem Segway montiert wurde.

Einrädrige Auswuchtroboter

Ein einrädriger Auswuchtroboter ist eine Erweiterung eines zweirädrigen Auswuchtroboters, sodass er sich mit einer runden Kugel als einzigem Rad in jede 2D-Richtung bewegen kann. In letzter Zeit wurden mehrere einrädrige Auswuchtroboter entwickelt, wie der " Ballbot " der Carnegie Mellon University , der ungefähr die Höhe und Breite einer Person darstellt, und der "BallIP" der Tohoku Gakuin University . Aufgrund der langen, dünnen Form und der Manövrierfähigkeit auf engstem Raum haben sie das Potenzial, in Umgebungen mit Menschen besser zu funktionieren als andere Roboter.

Roboter mit sphärischer Kugel

Bei Robotern, die sich vollständig in einer kugelförmigen Kugel befinden, wurden mehrere Versuche unternommen, entweder durch Drehen eines Gewichts in der Kugel oder durch Drehen der äußeren Hüllen der Kugel. Diese wurden auch als Orb-Bot oder Ball-Bot bezeichnet.

Sechsrädrige Roboter

Die Verwendung von sechs Rädern anstelle von vier Rädern kann in Outdoor-Geländen wie auf felsigem Schmutz oder Gras eine bessere Traktion oder Griffigkeit bieten.

Nachverfolgte Roboter

Panzerketten bieten noch mehr Traktion als ein sechsrädriger Roboter. Raupenräder verhalten sich, als ob sie aus Hunderten von Rädern bestehen würden, daher sind sie sehr verbreitet bei Outdoor- und Militärrobotern, bei denen der Roboter auf sehr unebenem Gelände fahren muss. In Innenräumen wie auf Teppichen und glatten Böden sind sie jedoch schwierig zu verwenden. Beispiele sind der Urban Robot "Urbie" der NASA.

Gehen auf Roboter angewendet

Gehen ist ein schwieriges und dynamisches Problem, das zu lösen ist. Es wurden mehrere Roboter hergestellt, die zuverlässig auf zwei Beinen gehen können, jedoch noch keiner, der so robust wie ein Mensch ist. Es gibt viele Studien über das vom Menschen inspirierte Gehen, wie das AMBER-Labor, das 2008 vom Mechanical Engineering Department der Texas A&M University gegründet wurde. Viele andere Roboter wurden gebaut, die auf mehr als zwei Beinen laufen, da diese Roboter wesentlich einfacher zu bauen sind. Gehroboter können für unebenes Gelände eingesetzt werden, was eine bessere Mobilität und Energieeffizienz bietet als andere Fortbewegungsmethoden. Typischerweise können Roboter auf zwei Beinen auf ebenen Böden gut laufen und können gelegentlich Treppen steigen . Niemand kann über felsiges, unebenes Gelände gehen. Einige der Methoden, die ausprobiert wurden, sind:

ZMP-Technik

Der Nullmomentpunkt (ZMP) ist der Algorithmus , der von Robotern wie verwendet Honda ‚s ASIMO . Der Bordcomputer versucht der Roboter die insgesamt zu halten Trägheitskräfte (die Kombination aus der Erde ist die Schwerkraft und die Beschleunigung und Verzögerung des Gehens), genau von dem Boden gegenüberliegende Reaktionskraft (die Kraft des Bodens auf dem Roboter Fuß Zurückschieben). Auf diese Weise heben sich die beiden Kräfte auf und hinterlassen kein Moment (Kraft, die den Roboter dreht und umfällt). Dies ist jedoch nicht genau die Art und Weise, wie ein Mensch geht, und der Unterschied ist für menschliche Beobachter offensichtlich, von denen einige darauf hingewiesen haben, dass ASIMO geht, als ob es die Toilette bräuchte . Der Gehalgorithmus von ASIMO ist nicht statisch, und es wird ein gewisser dynamischer Ausgleich verwendet (siehe unten). Es erfordert jedoch immer noch eine glatte Oberfläche zum Begehen.

Hüpfen

Mehrere Roboter, gebaut in den 1980er Jahren von Marc Raibert am MIT Leg Laboratory, demonstrierten erfolgreich sehr dynamisches Gehen. Anfangs konnte ein Roboter mit nur einem Bein und einem sehr kleinen Fuß einfach durch Hüpfen aufrecht bleiben . Die Bewegung ist die gleiche wie die einer Person auf einem Pogo-Stick . Wenn der Roboter zur Seite fällt, würde er leicht in diese Richtung springen, um sich selbst aufzufangen. Bald wurde der Algorithmus auf zwei und vier Beine verallgemeinert. Ein zweibeiniger Roboter wurde gezeigt, wie er läuft und sogar Purzelbäume schlägt . Ein Vierbeiner wurde auch gezeigt , was könnte Trab , laufen, Tempo , und gebunden. Eine vollständige Liste dieser Roboter finden Sie auf der Seite MIT Leg Lab Robots.

Dynamisches Balancieren (kontrolliertes Fallen)

Eine fortschrittlichere Art zu gehen für einen Roboter ist die Verwendung eines dynamischen Ausgleichsalgorithmus, der potenziell robuster ist als die Zero Moment Point-Technik, da er die Bewegung des Roboters ständig überwacht und die Füße platziert, um die Stabilität zu erhalten. Diese Technik wurde kürzlich von Anybots' Dexter Robot demonstriert , der so stabil ist, dass er sogar springen kann. Ein weiteres Beispiel ist die TU Delft Flame .

Passive Dynamik

Der vielleicht vielversprechendste Ansatz nutzt passive Dynamik, bei der der Schwung schwingender Gliedmaßen für mehr Effizienz genutzt wird . Es hat sich gezeigt, dass völlig kraftlose humanoide Mechanismen einen sanften Hang hinuntergehen können und nur die Schwerkraft verwenden , um sich selbst anzutreiben. Bei dieser Technik muss ein Roboter nur eine geringe Motorleistung bereitstellen, um auf einer ebenen Fläche zu gehen oder etwas mehr, um einen Hügel hinaufzugehen . Diese Technik verspricht, Laufroboter mindestens zehnmal effizienter zu machen als ZMP-Laufgeräte wie ASIMO.

Andere Fortbewegungsmethoden

Fliegend

Ein modernes Passagierflugzeug ist im Wesentlichen ein fliegender Roboter, der von zwei Menschen gesteuert wird. Der Autopilot kann das Flugzeug für jede Etappe der Reise steuern, einschließlich Start, Normalflug und sogar Landung. Andere Flugroboter sind unbewohnt und werden als unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) bezeichnet. Sie können ohne einen menschlichen Piloten an Bord kleiner und leichter sein und für militärische Überwachungsmissionen in gefährliches Gebiet fliegen. Einige können sogar auf befehlshabende Ziele feuern. Es werden auch UAVs entwickelt, die automatisch auf Ziele feuern können, ohne dass ein menschlicher Befehl erforderlich ist. Andere Flugroboter sind Marschflugkörper , der Entomopter und der Epson- Mikrohubschrauberroboter . Roboter wie der Air Penguin, Air Ray und Air Jelly haben leichtere Körper als Luft, die von Paddeln angetrieben und vom Sonar gesteuert werden.

Schlangen
Zwei Roboterschlangen. Der linke hat 64 Motoren (mit 2 Freiheitsgraden pro Segment), der rechte 10.

Mehrere Schlangenroboter wurden erfolgreich entwickelt. Diese Roboter ahmen die Bewegung echter Schlangen nach und können auf engstem Raum navigieren, was bedeutet, dass sie eines Tages verwendet werden können, um nach Menschen zu suchen, die in eingestürzten Gebäuden eingeschlossen sind. Der japanische Schlangenroboter ACM-R5 kann sogar sowohl an Land als auch im Wasser navigieren.

Skaten

Es wurde eine kleine Anzahl von Schlittschuhrobotern entwickelt, von denen einer ein multimodales Geh- und Schlittschuhgerät ist. Es hat vier Beine mit nicht angetriebenen Rädern, die entweder treten oder rollen können. Ein anderer Roboter, Plen, kann ein Miniatur-Skateboard oder Rollschuhe verwenden und über einen Desktop gleiten.

Kapuziner, ein Kletterroboter
Klettern

Mehrere unterschiedliche Ansätze wurden verwendet, um Roboter zu entwickeln, die vertikale Oberflächen erklimmen können. Ein Ansatz ahmt die Bewegungen eines menschlichen Kletterers an einer Wand mit Vorsprüngen nach; Anpassen des Massenschwerpunkts und Bewegen der einzelnen Gliedmaßen der Reihe nach, um eine Hebelwirkung zu erzielen. Ein Beispiel dafür ist Capuchin, gebaut von Dr. Ruixiang Zhang an der Stanford University, Kalifornien. Ein anderer Ansatz verwendet die spezielle Zehenpolstermethode von Wandklettergeckos , die auf glatten Oberflächen wie vertikalem Glas laufen können. Beispiele für diesen Ansatz sind Wallbot und Stickybot.

Chinas Technology Daily berichtete am 15. November 2008, dass Dr. Li Hiu Yeung und seine Forschungsgruppe der New Concept Aircraft ( Zhuhai ) Co., Ltd. erfolgreich einen bionischen Gecko-Roboter namens „ Speedy Freelander “ entwickelt hätten. Laut Dr. Yeung konnte der Gecko-Roboter schnell eine Vielzahl von Gebäudewänden hoch- und runterklettern, durch Boden- und Wandrisse navigieren und kopfüber an der Decke laufen. Es konnte sich auch den Oberflächen von glattem Glas, rauen, klebrigen oder staubigen Wänden sowie verschiedenen Arten von metallischen Materialien anpassen. Es könnte auch Hindernisse automatisch erkennen und umgehen. Seine Flexibilität und Geschwindigkeit waren vergleichbar mit einem natürlichen Gecko. Ein dritter Ansatz besteht darin, die Bewegung einer Schlange nachzuahmen, die auf eine Stange klettert.

Schwimmen (Fisch)

Es wird berechnet, dass einige Fische beim Schwimmen eine Vortriebseffizienz von mehr als 90% erreichen können. Darüber hinaus können sie viel besser beschleunigen und manövrieren als jedes von Menschenhand gebaute Boot oder U-Boot und produzieren weniger Lärm und Wasserstörungen. Daher möchten viele Forscher, die sich mit Unterwasserrobotern beschäftigen, diese Art der Fortbewegung kopieren. Bemerkenswerte Beispiele sind der Computer Science Robotic Fish G9 der Essex University und der Robot Tuna, der vom Institute of Field Robotics gebaut wurde, um thunniforme Bewegungen zu analysieren und mathematisch zu modellieren . Der Aqua Penguin, entworfen und gebaut von Festo aus Deutschland, kopiert die stromlinienförmige Form und den Antrieb durch die vorderen "Flossen" von Pinguinen . Festo hat auch die Aqua Ray und Aqua Jelly gebaut, die die Fortbewegung von Mantarochen bzw. Quallen nachahmen.

Roboterfisch: iSplash -II

iSplash-II wurde 2014 von dem Doktoranden Richard James Clapham und Prof. Huosheng Hu an der Essex University entwickelt. Es war der erste Roboterfisch , der echte Carangiform-Fische in Bezug auf die durchschnittliche maximale Geschwindigkeit (gemessen in Körperlänge/Sekunde) und die Ausdauer, die Dauer, in der die Höchstgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, übertreffen konnte. Dieser Aufbau erreichte Schwimmgeschwindigkeiten von 11,6 BL/s (dh 3,7 m/s). Der erste Build, iSplash -I (2014), war die erste Roboterplattform, die eine carangiforme Schwimmbewegung über die gesamte Körperlänge anwendete , die die Schwimmgeschwindigkeit um 27% gegenüber dem traditionellen Ansatz einer hinteren begrenzten Wellenform erhöhte.

Segeln
Der autonome Segelbootroboter Vaimos

Auch Segelboot-Roboter wurden entwickelt, um Messungen an der Meeresoberfläche durchzuführen. Ein typischer Segelbootroboter ist Vaimos, gebaut von IFREMER und ENSTA-Bretagne. Da der Antrieb von Segelbootrobotern den Wind nutzt, wird die Energie der Batterien nur für den Computer, für die Kommunikation und für die Aktuatoren (zum Tunen von Ruder und Segel) verwendet. Wenn der Roboter mit Sonnenkollektoren ausgestattet ist, könnte der Roboter theoretisch ewig navigieren. Die beiden Hauptwettbewerbe von Segelbootrobotern sind der WRSC , der jedes Jahr in Europa stattfindet, und Sailbot .

Umweltinteraktion und Navigation

Radar, GPS und Lidar werden alle kombiniert, um eine ordnungsgemäße Navigation und Hindernisvermeidung zu gewährleisten (Fahrzeug entwickelt für 2007 DARPA Urban Challenge )

Obwohl ein erheblicher Prozentsatz der heute in Betrieb befindlichen Roboter entweder vom Menschen gesteuert wird oder in einer statischen Umgebung arbeitet, besteht ein zunehmendes Interesse an Robotern, die in einer dynamischen Umgebung autonom arbeiten können. Diese Roboter benötigen eine Kombination aus Navigationshardware und -software, um ihre Umgebung zu durchqueren. Insbesondere unvorhergesehene Ereignisse (zB Personen und andere nicht ortsfeste Hindernisse) können zu Problemen oder Kollisionen führen. Einige hochentwickelten Roboter wie ASIMO und Meinü Roboter besonders gute Roboter Navigationshardware und Software. Auch selbstgesteuerte Autos , das fahrerlose Auto von Ernst Dickmann und die Einsendungen der DARPA Grand Challenge , sind in der Lage, die Umgebung gut zu erfassen und darauf basierend Navigationsentscheidungen zu treffen, unter anderem von einem Schwarm autonomer Roboter. Die meisten dieser Roboter verwenden ein GPS- Navigationsgerät mit Wegpunkten, zusammen mit Radar , manchmal kombiniert mit anderen sensorischen Daten wie Lidar , Videokameras und Trägheitsleitsystemen für eine bessere Navigation zwischen Wegpunkten.

Mensch-Roboter-Interaktion

Kismet kann eine Reihe von Gesichtsausdrücken erzeugen.

Der Stand der Technik bei der sensorischen Intelligenz von Robotern wird noch mehrere Größenordnungen durchlaufen müssen, wenn wir wollen, dass die Roboter, die in unseren Häusern arbeiten, über das Staubsaugen der Böden hinausgehen. Wenn Roboter in Haushalten und anderen nicht-industriellen Umgebungen effektiv arbeiten sollen, ist die Art und Weise, wie sie ihre Aufgaben ausführen, und insbesondere die Art und Weise, wie sie zum Anhalten aufgefordert werden, von entscheidender Bedeutung. Die Leute, die mit ihnen interagieren, haben möglicherweise wenig oder keine Ausbildung in Robotik, daher muss jede Schnittstelle extrem intuitiv sein. Science-Fiction-Autoren gehen in der Regel auch davon aus, dass Roboter irgendwann in der Lage sein werden, mit Menschen über Sprache , Gesten und Mimik zu kommunizieren , anstatt über eine Befehlszeilenschnittstelle . Obwohl Sprache für den Menschen die natürlichste Art der Kommunikation wäre, ist sie für den Roboter unnatürlich. Es wird wohl noch lange dauern, bis Roboter so natürlich interagieren wie das fiktive C-3PO oder Data of Star Trek, Next Generation . Auch wenn der aktuelle Stand der Robotik den Standards dieser Roboter aus der Science-Fiction nicht gerecht werden kann, können robotische Medienfiguren (zB Wall-E, R2-D2) beim Publikum Sympathien hervorrufen, die die Bereitschaft der Menschen erhöhen, in Zukunft echte Roboter zu akzeptieren. Auch die Akzeptanz sozialer Roboter dürfte zunehmen, wenn Menschen unter geeigneten Bedingungen einem sozialen Roboter begegnen können. Studien haben gezeigt, dass die Interaktion mit einem Roboter durch Anschauen, Berühren oder sogar Vorstellen einer Interaktion mit dem Roboter negative Gefühle reduzieren kann, die manche Menschen gegenüber Robotern haben, bevor sie mit ihnen interagieren. Wenn jedoch bereits bestehende negative Gefühle besonders stark sind, kann die Interaktion mit einem Roboter diese negativen Gefühle gegenüber Robotern verstärken.

Spracherkennung

Den kontinuierlichen Fluss von Geräuschen, die von einem Menschen kommen, in Echtzeit zu interpretieren , ist für einen Computer eine schwierige Aufgabe, hauptsächlich wegen der großen Variabilität der Sprache . Das gleiche Wort, das von derselben Person gesprochen wird, kann je nach lokaler Akustik , Lautstärke , dem vorherigen Wort, ob der Sprecher eine Erkältung hat oder nicht usw. unterschiedlich klingen . Es wird noch schwieriger, wenn der Sprecher einen anderen Akzent hat . Dennoch wurden große Fortschritte auf diesem Gebiet gemacht, seit Davis, Biddulph und Balashek 1952 das erste "Spracheingabesystem" entwickelten, das "zehn Ziffern, die von einem einzelnen Benutzer mit 100%iger Genauigkeit gesprochen wurden" erkannte. Derzeit können die besten Systeme erkennen kontinuierliche, natürliche Sprache, bis zu 160 Wörter pro Minute, mit einer Genauigkeit von 95 %. Mithilfe künstlicher Intelligenz können Maschinen heutzutage die Stimme der Menschen nutzen, um ihre Emotionen wie zufrieden oder wütend zu identifizieren

Roboterstimme

Andere Hürden bestehen, wenn dem Roboter erlaubt wird, die Stimme für die Interaktion mit Menschen zu verwenden. Aus sozialen Gründen erweist sich die synthetische Stimme als Kommunikationsmedium als suboptimal, so dass es notwendig ist, die emotionale Komponente der Roboterstimme durch verschiedene Techniken zu entwickeln. Ein Vorteil der diphonen Verzweigung ist die Emotion, für die der Roboter programmiert ist, um sie zu projizieren, die auf dem Sprachband oder Phonem getragen werden kann, das bereits auf dem Sprachmedium vorprogrammiert ist. Eines der frühesten Beispiele ist ein Lehrroboter namens Leachim, der 1974 von Michael J. Freeman entwickelt wurde . Leachim war in der Lage, digitales Gedächtnis in rudimentäre verbale Sprache auf vorbespielten Computerdiscs umzuwandeln. Es wurde programmiert, um Studenten in der Bronx, New York, zu unterrichten .

Gesten

Man kann sich vorstellen, in Zukunft einem Roboterkoch zu erklären, wie man ein Gebäck herstellt, oder einen Roboterpolizisten nach dem Weg fragt. In beiden Fällen würden Handgesten die verbalen Beschreibungen unterstützen. Im ersten Fall würde der Roboter Gesten des Menschen erkennen und sie vielleicht zur Bestätigung wiederholen. Im zweiten Fall würde der Roboter-Polizist gestikulieren, um "die Straße hinunter, dann rechts abbiegen" anzuzeigen. Es ist wahrscheinlich, dass Gesten einen Teil der Interaktion zwischen Mensch und Roboter ausmachen werden. Es wurden viele Systeme entwickelt, um menschliche Handgesten zu erkennen.

Gesichtsausdruck

Gesichtsausdrücke können ein schnelles Feedback über den Fortschritt eines Dialogs zwischen zwei Menschen geben, und vielleicht bald auch für Menschen und Roboter. Robotergesichter wurden von Hanson Robotics unter Verwendung ihres elastischen Polymers namens Frubber konstruiert , das aufgrund der Elastizität der Gummi-Gesichtsbeschichtung und der eingebetteten Untergrundmotoren ( Servos ) eine große Anzahl von Gesichtsausdrücken ermöglicht . Die Beschichtung und Servos auf einem Metall gebaut Schädel . Ein Roboter sollte wissen, wie er sich einem Menschen nähert, gemessen an seinem Gesichtsausdruck und seiner Körpersprache . Ob die Person glücklich, verängstigt oder verrückt aussieht, beeinflusst die Art der Interaktion, die vom Roboter erwartet wird. Ebenso können Roboter wie Kismet und der neuere Nexi eine Reihe von Gesichtsausdrücken erzeugen, die es ihm ermöglichen, einen sinnvollen sozialen Austausch mit Menschen zu haben.

Künstliche Emotionen

Es können auch künstliche Emotionen erzeugt werden, die aus einer Abfolge von Mimik oder Gestik bestehen. Wie aus dem Film Final Fantasy: The Spirits Within hervorgeht , ist die Programmierung dieser künstlichen Emotionen komplex und erfordert viel menschliche Beobachtung. Um diese Programmierung im Film zu vereinfachen, wurden Presets zusammen mit einem speziellen Softwareprogramm erstellt. Dadurch verringerte sich die Zeit, die für die Herstellung des Films benötigt wurde. Diese Voreinstellungen könnten möglicherweise für den Einsatz in realen Robotern übertragen werden. Ein Beispiel für einen Roboter mit künstlichen Emotionen ist Robin the Robot, der von einem armenischen IT-Unternehmen Expper Technologies entwickelt wurde und KI-basierte Peer-to-Peer-Interaktion verwendet. Seine Hauptaufgabe ist es, emotionales Wohlbefinden zu erreichen, dh Stress und Angst zu überwinden. Robin wurde darin trainiert, Gesichtsausdrücke zu analysieren und sein Gesicht zu verwenden, um seine Emotionen im Kontext zu zeigen. Der Roboter wurde von Kindern in US-Kliniken getestet und Beobachtungen zeigen, dass Robin den Appetit und die Fröhlichkeit der Kinder nach Begegnungen und Gesprächen steigerte.

Persönlichkeit

Viele der Science-Fiction-Roboter haben eine Persönlichkeit , die bei den kommerziellen Robotern der Zukunft wünschenswert sein kann oder auch nicht. Dennoch versuchen Forscher, Roboter zu erschaffen, die eine Persönlichkeit zu haben scheinen: dh sie versuchen mit Geräuschen, Mimik und Körpersprache, einen inneren Zustand zu vermitteln, der Freude, Traurigkeit oder Angst sein kann. Ein kommerzielles Beispiel ist Pleo , ein Spielzeugroboter-Dinosaurier, der mehrere offensichtliche Emotionen zeigen kann.

Soziale Intelligenz

Das Socially Intelligent Machines Lab des Georgia Institute of Technology erforscht neue Konzepte der geführten Lehrinteraktion mit Robotern. Ziel der Projekte ist ein sozialer Roboter , der Aufgaben und Ziele aus menschlichen Demonstrationen lernt, ohne Vorkenntnisse in übergeordneten Konzepten. Diese neuen Konzepte basieren auf kontinuierlichen Sensordaten auf niedriger Ebene durch unüberwachtes Lernen , und Aufgabenziele werden anschließend mit einem Bayes-Ansatz erlernt. Diese Konzepte können verwendet werden, um Wissen auf zukünftige Aufgaben zu übertragen, was zu einem schnelleren Erlernen dieser Aufgaben führt. Das Ergebnis demonstriert der Roboter Curi, der aus einem Topf Nudeln auf einen Teller schöpfen und die Soße darüber servieren kann.

Steuerung

Puppet Magnus , eine von Robotern manipulierte Marionette mit komplexen Steuerungssystemen.
RuBot II kann Zauberwürfel manuell auflösen.

Die mechanische Struktur eines Roboters muss gesteuert werden, um Aufgaben auszuführen. Die Steuerung eines Roboters umfasst drei verschiedene Phasen – Wahrnehmung, Verarbeitung und Aktion ( Roboterparadigmen ). Sensoren geben Informationen über die Umgebung oder den Roboter selbst (zB die Position seiner Gelenke oder seines Endeffektors). Diese Informationen werden dann verarbeitet, um sie zu speichern oder zu übertragen und die entsprechenden Signale an die Aktoren ( Motoren ) zu berechnen, die die Mechanik bewegen.

Die Verarbeitungsphase kann unterschiedlich komplex sein. Auf einer reaktiven Ebene kann es rohe Sensorinformationen direkt in Aktorbefehle umwandeln. Die Sensorfusion kann zuerst verwendet werden, um interessierende Parameter (z. B. die Position des Robotergreifers) aus verrauschten Sensordaten abzuschätzen. Aus diesen Schätzungen wird auf eine unmittelbare Aufgabe (wie das Bewegen des Greifers in eine bestimmte Richtung) geschlossen. Techniken aus der Steuerungstheorie wandeln die Aufgabe in Befehle um, die die Aktoren ansteuern .

Bei längeren Zeiträumen oder bei komplexeren Aufgaben muss der Roboter möglicherweise ein „kognitives“ Modell bauen und argumentieren. Kognitive Modelle versuchen, den Roboter, die Welt und ihre Interaktion darzustellen. Mustererkennung und Computer Vision können verwendet werden, um Objekte zu verfolgen. Kartierungstechniken können verwendet werden, um Karten der Welt zu erstellen. Schließlich können Bewegungsplanung und andere Techniken der künstlichen Intelligenz verwendet werden, um herauszufinden, wie zu handeln ist. Ein Planer kann beispielsweise herausfinden, wie er eine Aufgabe erfüllen kann, ohne auf Hindernisse zu stoßen, umzufallen usw.

Autonomiestufen

TOPIO , ein humanoider Roboter , spielte Tischtennis auf der Tokyo IREX 2009.

Steuersysteme können auch unterschiedliche Autonomiegrade aufweisen.

  1. Direkte Interaktion wird für haptische oder teleoperierte Geräte verwendet, und der Mensch hat fast die vollständige Kontrolle über die Bewegung des Roboters.
  2. In den Bedienerunterstützungsmodi kann der Bediener mittlere bis hohe Aufgaben befehligen, wobei der Roboter automatisch herausfindet, wie er sie bewerkstelligt.
  3. Ein autonomer Roboter kann längere Zeit ohne menschliche Interaktion auskommen. Ein höheres Maß an Autonomie erfordert nicht unbedingt komplexere kognitive Fähigkeiten. Beispielsweise sind Roboter in Montagewerken völlig autonom, arbeiten aber nach einem festen Muster.

Eine andere Klassifizierung berücksichtigt die Interaktion zwischen menschlicher Steuerung und Maschinenbewegungen.

  1. Teleoperation . Ein Mensch steuert jede Bewegung, jeder Maschinenaktuatorwechsel wird vom Bediener vorgegeben.
  2. Aufsicht. Ein Mensch gibt allgemeine Bewegungen oder Positionsänderungen vor und die Maschine entscheidet über bestimmte Bewegungen ihrer Aktoren.
  3. Autonomie auf Aufgabenebene. Der Bediener gibt nur die Aufgabe vor und der Roboter verwaltet sich selbst, um sie zu erledigen.
  4. Volle Autonomie. Die Maschine erstellt und erledigt alle ihre Aufgaben ohne menschliches Zutun.

Forschung

Zwei Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory stehen mit drei Fahrzeugen und bieten einen Größenvergleich von drei Generationen von Mars-Rovers. Vorne und in der Mitte befindet sich der Ersatzflug für den ersten Mars-Rover Sojourner , der 1997 im Rahmen des Mars Pathfinder Project auf dem Mars landete. Auf der linken Seite ist ein Mars Exploration Rover (MER) Testfahrzeug , das ein Arbeits Geschwister ist Geist und Gelegenheit , die auf dem Mars gelandet im Jahr 2004. Auf dem rechten Seite ein Test Rover für das Mars Science Laboratory, das gelandet Neugierde im Jahr 2012 auf dem Mars .
Sojourner ist 65 cm (2,13 ft) lang. Die Mars Exploration Rovers (MER) sind 1,6 m lang. Curiosity auf der rechten Seite ist 3 m (9,8 ft) lang.

Ein Großteil der Forschung in der Robotik konzentriert sich nicht auf spezifische industrielle Aufgaben, sondern auf die Erforschung neuer Robotertypen , alternativer Denk- oder Konstruktionsweisen von Robotern und neuer Herstellungsweisen. Andere Untersuchungen, wie das Cyberflora- Projekt des MIT , sind fast ausschließlich akademisch.

Eine erste besondere Neuerung im Roboterdesign ist das Open Sourcing von Roboterprojekten. Um den Fortschritt eines Roboters zu beschreiben, kann der Begriff „Generation Robots“ verwendet werden. Dieser Begriff wurde von Professor Hans Moravec , Principal Research Scientist am Robotics Institute der Carnegie Mellon University , geprägt, um die nahe Zukunft der Robotertechnologie zu beschreiben. Roboter der ersten Generation , so sagte Moravec 1997, sollten eine intellektuelle Kapazität haben, die vielleicht mit einer Eidechse vergleichbar ist, und sie sollten bis 2010 verfügbar sein. Da der Roboter der ersten Generation jedoch nicht in der Lage wäre zu lernen , sagt Moravec voraus, dass der Roboter der zweiten Generation eine Verbesserung darstellen würde über den ersten und werden bis 2020 verfügbar sein, wobei die Intelligenz möglicherweise mit der einer Maus vergleichbar ist . Der Roboter der dritten Generation sollte eine Intelligenz haben, die mit der eines Affen vergleichbar ist . Obwohl Roboter der vierten Generation , Roboter mit menschlicher Intelligenz, laut Professor Moravec möglich werden würden, prognostiziert er dies nicht vor 2040 oder 2050.

Der zweite sind evolutionäre Roboter . Dies ist eine Methode , die verwendet Evolutionary Computation , um Hilfe Design Roboter, insbesondere die Körperform oder Bewegung und Verhalten Controller . Ähnlich wie bei der natürlichen Evolution darf eine große Population von Robotern in irgendeiner Weise gegeneinander antreten oder ihre Fähigkeit, eine Aufgabe zu erfüllen, wird mit einer Fitnessfunktion gemessen . Diejenigen, die am schlechtesten abschneiden, werden aus der Population entfernt und durch eine neue Gruppe ersetzt, die neue Verhaltensweisen basierend auf denen der Gewinner aufweist. Im Laufe der Zeit verbessert sich die Population und schließlich kann ein zufriedenstellender Roboter erscheinen. Dies geschieht ohne eine direkte Programmierung der Roboter durch die Forscher. Forscher verwenden diese Methode, um bessere Roboter zu entwickeln und die Natur der Evolution zu erforschen. Da der Prozess oft die Simulation vieler Robotergenerationen erfordert, kann diese Technik vollständig oder größtenteils in Simulation mit einem Robotersimulator- Softwarepaket ausgeführt und dann an echten Robotern getestet werden, sobald die entwickelten Algorithmen gut genug sind. Derzeit arbeiten weltweit etwa 10 Millionen Industrieroboter, und Japan ist das Land mit der höchsten Dichte an Robotern in seiner Fertigungsindustrie.

Dynamik und Kinematik

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Die Bewegungslehre kann in Kinematik und Dynamik unterteilt werden . Direkte Kinematik oder Vorwärtskinematik bezieht sich auf die Berechnung von Endeffektorposition, Orientierung, Geschwindigkeit und Beschleunigung, wenn die entsprechenden Gelenkwerte bekannt sind. Inverse Kinematik bezieht sich auf den umgekehrten Fall, in dem erforderliche Gelenkwerte für gegebene Endeffektorwerte berechnet werden, wie dies bei der Bahnplanung der Fall ist. Einige Besonderheiten der Kinematik sind der Umgang mit Redundanz (verschiedene Möglichkeiten, dieselbe Bewegung auszuführen), Kollisionsvermeidung und Singularitätsvermeidung . Nachdem alle relevanten Positionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen mit Hilfe der Kinematik berechnet wurden, wird mit Methoden aus dem Bereich der Dynamik die Wirkung von Kräften auf diese Bewegungen untersucht. Direkte Dynamik bezeichnet die Berechnung von Beschleunigungen im Roboter, sobald die aufgebrachten Kräfte bekannt sind. Direkte Dynamik wird in Computersimulationen des Roboters verwendet. Inverse Dynamik bezieht sich auf die Berechnung der Aktuatorkräfte, die erforderlich sind, um eine vorgeschriebene Endeffektorbeschleunigung zu erzeugen. Diese Informationen können verwendet werden, um die Steuerungsalgorithmen eines Roboters zu verbessern.

In jedem der oben genannten Bereiche sind Forscher bestrebt, neue Konzepte und Strategien zu entwickeln, bestehende zu verbessern und die Interaktion zwischen diesen Bereichen zu verbessern. Dazu müssen Kriterien für „optimale“ Leistung und Möglichkeiten zur Optimierung von Design, Struktur und Steuerung von Robotern entwickelt und umgesetzt werden.

Bionik und Bionik

Bionics und Biomimetik gelten die Physiologie und Methoden der Fortbewegung der Tiere auf die Gestaltung von Robotern. Das Design von BionicKangaroo basierte beispielsweise auf der Art und Weise, wie Kängurus springen.

Quanten-Computing

Es wurde untersucht, ob Robotik-Algorithmen auf Quantencomputern schneller ausgeführt werden können als auf digitalen Computern . Dieser Bereich wird als Quantenrobotik bezeichnet.

Schul-und Berufsbildung

Die Scorbot-ER 4u Bildungsroboter

Robotikingenieure konstruieren Roboter, warten sie, entwickeln neue Anwendungen für sie und forschen, um das Potenzial der Robotik zu erweitern. Roboter sind an einigen Mittel- und Oberschulen, insbesondere in Teilen der USA , sowie in zahlreichen Sommercamps für Jugendliche zu einem beliebten Bildungswerkzeug geworden , was das Interesse der Schüler an Programmierung, künstlicher Intelligenz und Robotik weckte.

Berufsausbildung

Universitäten wie das Worcester Polytechnic Institute (WPI) bieten Bachelor- , Master- und Doktorgrade im Bereich Robotik an. Berufsschulen bieten Robotik-Ausbildungen an, die auf Berufe in der Robotik ausgerichtet sind.

Zertifizierung

Die Robotics Certification Standards Alliance (RCSA) ist eine internationale Robotik-Zertifizierungsstelle, die verschiedene industrie- und bildungsbezogene Robotik-Zertifizierungen vergibt.

Sommer-Robotik-Camp

Mehrere nationale Sommercamp-Programme beinhalten Robotik als Teil ihres Kernlehrplans. Darüber hinaus werden von renommierten Museen und Institutionen regelmäßig Robotik-Sommerprogramme für Jugendliche angeboten.

Robotik-Wettbewerbe

Es gibt viele Wettbewerbe rund um den Globus. Der SeaPerch- Lehrplan richtet sich an Schüler jeden Alters. Dies ist eine kurze Liste von Wettbewerbsbeispielen; für eine vollständigere Liste siehe Roboterwettbewerb .

Wettbewerbe für jüngere Kinder

Die FIRST Organisation bietet die FIRST Lego League Jr. Wettbewerbe für jüngere Kinder an. Ziel dieses Wettbewerbs ist es, jüngeren Kindern die Möglichkeit zu geben, sich mit Naturwissenschaften und Technik zu beschäftigen. Kinder in diesem Wettbewerb bauen Lego-Modelle und haben die Möglichkeit, das Lego WeDo Robotik-Kit zu verwenden.

Wettbewerbe für Kinder im Alter von 9-14

Einer der wichtigsten Wettbewerbe ist die FLL oder FIRST Lego League . Die Idee dieses speziellen Wettbewerbs besteht darin, dass Kinder ab dem Alter von neun Jahren beginnen, Wissen zu entwickeln und sich mit der Robotik zu beschäftigen, während sie mit Lego spielen . Dieser Wettbewerb ist mit National Instruments verbunden . Kinder verwenden Lego Mindstorms , um in diesem Wettbewerb autonome Robotik-Herausforderungen zu lösen.

Wettbewerbe für Jugendliche

Die FIRST Tech Challenge richtet sich an fortgeschrittene Schüler, als Übergang von der FIRST Lego League zum FIRST Robotics Competition .

Der FIRST Robotics Competition konzentriert sich mehr auf das mechanische Design, wobei jedes Jahr ein bestimmtes Spiel gespielt wird. Roboter werden speziell für das diesjährige Spiel gebaut. Im Matchplay bewegt sich der Roboter während der ersten 15 Sekunden des Spiels autonom (obwohl bestimmte Jahre wie der Deep Space von 2019 diese Regel ändern) und wird für den Rest des Spiels manuell bedient.

Wettbewerbe für ältere Schüler

An den verschiedenen RoboCup- Wettbewerben nehmen Teams aus Jugendlichen und Studenten teil. Diese Wettbewerbe konzentrieren sich auf Fußballwettbewerbe mit verschiedenen Arten von Robotern, Tanzwettbewerbe und städtische Such- und Rettungswettbewerbe. Alle Roboter in diesen Wettbewerben müssen autonom sein. Einige dieser Wettbewerbe konzentrieren sich auf simulierte Roboter.

AUVSI läuft Wettbewerbe für fliegende Roboter , Roboter Boote und Unterwasserroboter .

Der Student AUV Competition Europe (SAUC-E) zieht hauptsächlich Studenten- und Doktorandenteams an. Wie bei den AUVSI-Wettbewerben müssen die Roboter während der Teilnahme am Wettbewerb vollständig autonom sein.

Die Microtransat Challenge ist ein Wettbewerb, um mit einem Boot über den Atlantik zu segeln.

Wettbewerbe offen für jedermann

RoboGames steht jedem offen, der an seinen über 50 Kategorien von Roboterwettbewerben teilnehmen möchte.

Die Federation of International Robot-Soccer Association veranstaltet die FIRA-Weltcup-Wettbewerbe. Es gibt Flugroboter-Wettbewerbe, Roboterfußball-Wettbewerbe und andere Herausforderungen, darunter Gewichtheber-Langhanteln aus Dübeln und CDs.

Robotik-Nachschulprogramme

Viele Schulen im ganzen Land beginnen, Robotik-Programme in ihren außerschulischen Lehrplan aufzunehmen. Einige wichtige Programme für die Robotik nach der Schule sind FIRST Robotics Competition , Botball und BEST Robotics. Robotik-Wettbewerbe beinhalten oft Aspekte von Business und Marketing sowie Engineering und Design.

Das Unternehmen Lego startete ein Programm, mit dem Kinder schon in jungen Jahren Robotik lernen und sich für diese begeistern können.

Dekoloniale Bildungsrobotik

Decolonial Educational Robotics ist ein Zweig der dekolonialen Technologie und der dekolonialen KI, die an verschiedenen Orten auf der ganzen Welt praktiziert werden. Diese Methodik wird in pädagogischen Theorien und Praktiken wie Pädagogik der Unterdrückten und Montessori-Methoden zusammengefasst . Und es zielt darauf ab, Robotik aus der lokalen Kultur zu lehren, um technologisches Wissen zu pluralisieren und zu mischen.

Anstellung

Ein Robotertechniker baut kleine geländegängige Roboter. (Mit freundlicher Genehmigung: MobileRobots, Inc.)

Robotik ist ein wesentlicher Bestandteil in vielen modernen Fertigungsumgebungen. Da Fabriken den Einsatz von Robotern erhöhen, nimmt die Zahl der Arbeitsplätze im Zusammenhang mit der Robotik zu, und es wurde beobachtet, dass sie stetig ansteigt. Der Einsatz von Robotern in der Industrie hat die Produktivität und Effizienzeinsparungen erhöht und wird in der Regel als langfristige Investition für Wohltäter angesehen. Ein Papier von Michael Osborne und  Carl Benedikt Frey stellte  fest, dass 47 Prozent der US-Arbeitsplätze durch die Automatisierung "über eine unbestimmte Anzahl von Jahren" gefährdet sind. Diese Behauptungen wurden mit der Begründung kritisiert, dass die Sozialpolitik, nicht die KI, Arbeitslosigkeit verursacht. In einem Artikel des Guardian aus dem Jahr 2016 erklärte Stephen Hawking: „Die Automatisierung von Fabriken hat bereits Arbeitsplätze in der traditionellen Fertigung dezimiert, und der Aufstieg der künstlichen Intelligenz wird diese Arbeitsplatzvernichtung wahrscheinlich bis in die Mittelschicht ausweiten, mit nur den fürsorglichsten und kreativsten oder verbleibende Aufsichtsfunktionen".

Laut einem GlobalData-Bericht vom September 2021 hatte die Robotikindustrie im Jahr 2020 einen Wert von 45 Mrd.

Auswirkungen auf Arbeitssicherheit und Gesundheit

Ein von der EU-OSHA erstelltes Diskussionspapier zeigt auf, wie die Verbreitung der Robotik sowohl Chancen als auch Herausforderungen für den Arbeitsschutz (OSH) bietet.

Der größte Nutzen für den Arbeitsschutz, der sich aus dem breiteren Einsatz von Robotik ergibt, sollte der Ersatz für Menschen sein, die in ungesunden oder gefährlichen Umgebungen arbeiten. In der Weltraum-, Verteidigungs-, Sicherheits- oder Nuklearindustrie, aber auch in der Logistik, Wartung und Inspektion sind autonome Roboter besonders nützlich, um menschliche Arbeiter bei schmutzigen, langweiligen oder unsicheren Aufgaben zu ersetzen und so die Exposition der Arbeiter gegenüber gefährlichen Stoffen und Bedingungen zu vermeiden und Reduzierung physischer, ergonomischer und psychosozialer Risiken. Roboter werden beispielsweise bereits eingesetzt, um sich wiederholende und monotone Aufgaben zu erledigen, radioaktive Stoffe zu handhaben oder in explosionsgefährdeten Bereichen zu arbeiten. In Zukunft werden Roboter in einer Vielzahl von Branchen wie Landwirtschaft, Bau, Transport, Gesundheitswesen, Feuerwehr oder Reinigungsdiensten viele andere sich häufig wiederholende, riskante oder unangenehme Aufgaben übernehmen.

Trotz dieser Fortschritte gibt es bestimmte Fähigkeiten, für die der Mensch für einige Zeit besser geeignet sein wird als Maschinen, und die Frage ist, wie man die beste Kombination aus Mensch- und Roboterfähigkeiten erreicht. Zu den Vorteilen der Robotik zählen schwere Arbeiten mit Präzision und Wiederholgenauigkeit, während die Vorteile des Menschen Kreativität, Entscheidungsfindung, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit umfassen. Diese Notwendigkeit, optimale Fähigkeiten zu kombinieren, hat dazu geführt, dass kollaborative Roboter und Menschen einen gemeinsamen Arbeitsbereich enger teilen und zur Entwicklung neuer Ansätze und Standards geführt haben, um die Sicherheit der „Mensch-Roboter-Verschmelzung“ zu gewährleisten. Einige europäische Länder nehmen Robotik in ihre nationalen Programme auf und versuchen, eine sichere und flexible Zusammenarbeit zwischen Robotern und Bedienern zu fördern, um eine bessere Produktivität zu erreichen. Beispielsweise veranstaltet die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin ( BAuA ) jährlich Workshops zum Thema „Mensch-Roboter-Kollaboration“.

Zukünftig wird die Zusammenarbeit zwischen Robotern und Menschen diversifiziert, indem Roboter ihre Autonomie erhöhen und die Mensch-Roboter-Kollaboration völlig neue Formen erreicht. Aktuelle Ansätze und technische Standards zum Schutz der Mitarbeiter vor Gefahren bei der Arbeit mit kollaborierenden Robotern müssen überarbeitet werden.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

  • R. Andrew Russell (1990). Taktile Sensorik des Roboters . New York: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-781592-0.
  • E McGaughey: „Automatisieren Roboter Ihren Job weg? Vollbeschäftigung, Grundeinkommen und wirtschaftliche Demokratie“ (2018) SSRN, Teil 2 (3)
  • DH Autor, „Warum gibt es immer noch so viele Jobs? Die Geschichte und Zukunft der Arbeitsplatzautomatisierung“ (2015) 29(3) Journal of Economic Perspectives 3
  • Tooze, Adam , "Demokratie und ihre Unzufriedenheit", The New York Review of Books , vol. LXVI, Nr. 10 (6. Juni 2019), S. 52–53, 56–57. "Die Demokratie hat keine klare Antwort auf das geistlose Funktionieren bürokratischer und technologischer Macht . Wir können tatsächlich ihre Ausweitung in Form von künstlicher Intelligenz und Robotik erleben . Ebenso bleibt das Umweltproblem nach Jahrzehnten der schrecklichen Warnung im Grunde unbehandelt.... Bürokratischer Übergriff und Umweltkatastrophen sind genau die Arten von langsamen existenziellen Herausforderungen, mit denen Demokratien sehr schlecht umgehen.... Schließlich gibt es die Bedrohung du jour: Konzerne und die Technologien, die sie fördern.“ (S. 56–57.)

Externe Links