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Robotics

Definition "Robotik"

Das Themengebiet der Robotik, das auch unter der Bezeichnung Robotertechnik geläufig ist, befasst sich mit dem Versuch, das Konzept der Interaktion mit der physischen Welt auf Prinzipien der Informationstechnik sowie auf eine technisch machbare Kinetik zu reduzieren. Der Begriff des „Roboters“ beschreibt eine Entität, die diese beiden Konzepte in sich vereint, indem sie die Interaktion mit der physischen Welt auf Basis von Sensoren, Aktoren und Informationsverarbeitung umsetzt. Kernbereich der Robotik ist die Entwicklung und Steuerung solcher Roboter. Sie umfasst Teilgebiete der Informatik (insbesondere der Künstlichen Intelligenz), der Elektrotechnik und des Maschinenbaus. Ziel der Robotik ist es, durch Programmierung ein gesteuertes Zusammenarbeiten der Roboter-Elektronik und Roboter-Mechanik herzustellen.
Quelle: wikipedia


SATW Technology Outlook - Fortgeschrittene Robotik

Der Einsatz von Robotern ist seit Jahrzehnten ein wichtiger Baustein in der Automation von industriellen Fertigungsprozessen. Roboter übernehmen hierbei vor allem wiederkehrende, monotone Aufgaben und solche, die für den Menschen körperlich anstrengend oder gefährlich sind. Traditionell sind solche Systeme positionsgeregelt und sehr steif, um eine ausreichende Genauigkeit zu gewährleisten. Dies erfordert eine abgeschlossene Umgebung, da die Roboter durch ihre begrenzte Sensorik und Programmierung nur unzureichend auf unstrukturierte Umgebungen reagieren können. Ein autonomes Agieren eines Roboters in einem Umfeld, das ihm nicht vorab bekannt ist oder in dem sich Menschen frei bewegen, ist mit bisherigen Systemen nicht möglich.

Aus den aktuellen Entwicklungen in den Bereichen Aktoren, Robot Control Software und der Sensorintegration ergeben sich drei Trends, die sich in ersten kommerziellen Anwendungen bereits wiederfinden:

  • Roboter, die nach wie vor mechanisch steif sind, aber durch eine nachgiebige Regelung das mechanische Risiko für ihre Umgebung reduzieren. Eine weitere Entwicklungsstufe sind weiche Roboter, das heisst Roboter, die mechanisch nachgiebig sind, und so noch besser in unstrukturierten Umgebungen operieren können.
  • Mikro- und Nanoroboter, die autonom oder von aussen gesteuert Manipulationen an Objekten im Mikro- und Nanobereich vornehmen können.
  • Robotersysteme, die sich geringer Investitionskosten und einfacher Handhabung wegen für den Consumerbereich eignen.

In der Industrie ermöglichen intelligente und flexible Roboter eine direkte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, beispielsweise in der Montage. Autonome Systeme werden in die Lage versetzt, Material und Werkzeuge in unwegsames Gelände zu transportieren, ohne dass der Weg vorgängig bekannt ist. Die Medizintechnik profitiert bereits heute von Operationsrobotern, die viel präziser arbeiten als der Mensch. In absehbarer Zukunft ersetzen intelligente Prothesen und Exoskelette die Funktion menschlicher Extremitäten. Für Nanoroboter bietet sich im Bereich der therapeutischen Massnahmen ein breites Feld von Anwendungen.

Einfache Roboter, die einzelne Aufgaben wie Rasenmähen oder Staubsaugen übernehmen, sind für private Endkunden bereits erhältlich. Hier entsteht ein Markt für Serviceroboter in Privathaushalten, die immer komplexere Aufgaben ausführen können. Die Weiterentwicklung des adaptiven Verhaltens wird mittelfristig zu Robotern führen, die hilfsbedürftige Menschen unterstützen können. Von der Sensorintegration und der Entwicklung komplexer Entscheidungsalgorithmen profitiert auch der Transportbereich, wo sie die Grundlage für selbstfahrende Automobile und Drohnen bilden.

Die Entwicklung dieser neuartigen Roboter setzt eine enge Verknüpfung unterschiedlicher naturwissenschaftlicher Disziplinen voraus. Die Entwicklung von Sensoren, Maschinenelementen, Algorithmen und ihre Integration in ein funktionierendes Gesamtsystem erfordert eine ganzheitliche Vorgehensweise. Das so gewonnene Wissen lässt sich auf viele andere Anwendungen übertragen.
Quelle: SATW Technology Outlook

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