Taxonomie

Roboterkategorien

Roboter werden in Kategorien unterteilt: Mobile Roboter, Serviceroboter, Industrieroboter und humanoide Roboter. Am Anfang der Entwicklung standen die Industrieroboter, die spätestens seit den 70er Jahren zunächst in der Automobilindustrie Einzug hielten. Ihre im Laufe der Jahre ausgereifte und ständig weiterentwickelte Technik bildet die technologische Basis für die weiteren Roboterklassen.


Die Unterschiede und Gemeinsamkeiten der unterschiedlichen Kategorien lassen sich mit der „Schweinfurt Taxonomie“ verdeutlichen.

Mobile Robotik: Smarter Scout

Mobile Roboter transportieren bzw. verorten Güter und Personen oder dienen als Technologieträger. In beiden Fällen sind große Distanzen bzw. Wirkradien in nicht eingegrenzten oder in nicht präparierten Umgebungen die größte Herausforderung. Zur Begegnung dieser werden entsprechende technische Systeme und Methoden, wie autonome Navigation, Kartierung, sowie Pfad- und Bewegungsplanung eingesetzt.

Die offene Umgebung mobiler Roboter und deren Bewegung beschränkt sich nicht nur auf Land. Mobile Roboter können sich auch in der Luft, auf See und Untersee bewegen. Fortschritte bei der Entwicklung von Algorithmen, erhöhte Rechenleistung sowie die Verfügbarkeit von günstigen Sensoren zur Positionsbestimmung und zur Umfelderkennung haben der mobilen Robotik in den vergangenen Jahren großen Schub verliehen und dazu geführt, dass mobile Plattformen zunehmend auch für Aufgaben im privaten Umfeld Anwendung finden.

Servicerobotik: Dein Freund und Helfer

Der Schwerpunkt der Servicerobotik liegt in der Verrichtung von teil- oder vollautomatisierten Dienstleistungen für Menschen und Einrichtungen. Serviceroboter zeichnen sich durch eine hohe Interaktion mit ihrer veränderlichen, aber fest definierten Umgebung aus, in der sie autonom arbeiten und mit Menschen interagieren.

Die Interaktion mit Menschen findet unter anderem dort statt, wo Roboter mit sozialen Aufgaben betraut werden oder dort unterstützen. Das kann in Arbeitsbereichen wie der Gastronomie, der Freizeit oder des Gesundheitswesens der Fall sein. So sind in der Pflege bspw. hochkomplexe Bewegungsaufgaben zu lösen, um einer bettlägerigen Person unbeschadet und individuell aus dem Bett oder in das Bett zu helfen.

Industrierobotik: Mensch und Maschine als Team

Industrieroboter sind spätestens seit den 70er Jahren ein fester Bestandteil im verarbeitenden Gewerbe. In der Automobilbranche sind sie heute aus keiner Fertigungslinie mehr wegzudenken. Ihr Einsatz hat erheblich zur Steigerung der Produktivität beigetragen und sie zu einem unentbehrlichen Werkzeug moderner Industrieländer gemacht.

Einen stark wachsenden Zweig der Industrierobotik bilden kollaborierende Roboter (sogenannte Cobots), die mit innovativen Interaktionsfähigkeiten ausgestattet sind. Ihre Fähigkeit zur Zusammenarbeit untereinander, mit anderen Maschinen und mit Menschen wird ein Spektrum an neuen Anwendungsfeldern eröffnen.

Mit der Kollaboration rückt zunehmend auch das Thema „Vision“ in den Fokus. Die visuelle Wahrnehmung über optische Sensoren gibt den eigentlich „blinden“ Industrierobotern die Fähigkeit, ihre Bewegung dynamisch und unmittelbar an veränderte Umgebungsbedingungen anzupassen und auch anspruchsvolle visuelle Prüfaufgaben wahrzunehmen.

Humanoide Robotik: Auf dem Weg zum Bewusstsein

Humanoide Roboter zeichnen sich durch eine an den menschlichen Bewegungsapparat nachempfundene Kinematik aus. Eine große Herausforderung besteht darin, gleichzeitig mehrere Achsen für Hände, Arme und Beine zu steuern. Der aufrechte Gang ist eine spezifische Aufgabe, die bei anderen Robotertypen nicht auftritt. Eine weitere Herausforderung liegt darin, die kognitiven Fähigkeiten des Menschen nachzubilden.

 

Der Handhabungsaufwand humanoider Roboter ist im Vergleich zu den anderen Robotertypen wesentlich größer. Derzeit sind verfügbare humanoide Roboter weit entfernt von der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit eines Menschen, auch wenn es in einigen Funktionsbereichen vielversprechende Entwicklungen gibt.

 

Es ist zu erwarten, dass sich die Künstliche Maschinelle Intelligenz in den nächsten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Die Entwicklungen in diesem Feld werden nicht nur die Anwendungsfelder für humanoide Roboter, sondern auch für alle anderen Roboterarten drastisch erweitern.