Neue Serie: Robotertechnologie Teil 1 Roboter: Vom stationären Werkzeug zum smarten mobilen Mitarbeiter

Autor / Redakteur: Mark Patrick * / Margit Kuther

Die ersten Roboter starteten als unflexibles, aber zuverlässiges Fertigungswerkzeug. Mit den Fortschritten bei Hardware, Software und KI entwickeln sich auch die Roboter weiter – hin zu einem denkenden Mitglied einer mobilen Belegschaft.

Firma zum Thema

Roboter: werden dank technologischer Innovationen immer intelligenter und mobiler.
Roboter: werden dank technologischer Innovationen immer intelligenter und mobiler.
(Bild: Mouser Electronics)

Die Idee des Roboters, wie wir ihn heute kennen, entstand in den 1950er Jahren. 1954 wurde dem Erfinder George Devol ein Patent für den Entwurf einer Vorrichtung erteilt, die einen programmierbaren Transport von Gegenständen durchführen konnte. Diese Vorrichtung würden wir heute einen Roboterarm nennen.

Das daraus entstandene System, der Unimate war ein großer Erfolg und wird weithin als der erste Industrieroboter angesehen. Er verfügte über einen guten Bewegungsradius, hatte drei Achsen und eine rotierende Greifhand. Außerdem hatte er genügend Speicherplatz, um etwa 250 Einzelschritte zu speichern. Seine Genauigkeit war selbst nach heutigen Maßstäben ausgezeichnet. Diese Wiederholgenauigkeit war grundlegend für seinen Erfolg.

Seitdem sind mehr als 60 Jahre vergangen und wir verwenden noch immer Roboterarme, die als Nachfolger von Unimate erkennbar sind. Stationäre Roboterarme sind in einer industriellen Umgebung nach wie vor äußerst hilfreich und führen manuelle, sich wiederholende Aufgaben aus, die bei Menschen zur Ermüdung führen, für Roboter aber keine Herausforderung darstellen.

Auch wenn sie äußerlich ähnlich sind, haben gewaltige Innovationen in den letzten Jahrzehnten zur grundlegenden Neugestaltung von stationären Roboterarmen geführt. Sie verfügen nun über einen wesentlich größeren Bewegungsradius mit weitaus mehr Beweglichkeit und Geschicklichkeit. Dadurch sind sie in der Lage, beispielsweise folgende Aktionen auszuführen:

• Aufnehmen unterschiedlich geformter Objekte,

• Manipulieren von kleinen Objekten,

• Ausführen komplizierter Funktionen,

In der Automobilindustrie gehören Roboter zum alltäglichen Bild in der Produktionslinie. Sie führen Aufgaben aus wie:

• Schweißen,

• Spritzlackierung,

• Montage von Komponenten,

• Bewegen großer, schwerer Objekte.

Ein europäisches Forschungsprojekt namens FishSHOAL nutzt Roboterfische, die gemeinsam die Wasserqualität in unseren Ozeanen überwachen. Falls Sie ihn noch nicht gesehen haben, schauen Sie sich den SmartBird an, einen ultraleichten Flugroboter, der sich die Natur zum Vorbild genommen hat und die Flugbewegungen und den Flügelschlag einer Silbermöwe wunderbar nachahmt.

Roboter werden bleiben

Im Operationssaal setzen Chirurgen jetzt Roboterarme ein, um heikle Operationen durchzuführen. Der Chirurg kann sich dabei sogar auf einem anderen Kontinent befinden. Diese Telepräsenz in Verbindung mit der Fernsteuerung ist ein Beispiel dafür, wie sich die Steuerungsmöglichkeiten verbessert haben. Durch ähnliche Innovationen bei der Steuerungssoftware werden Roboter immer besser in der Lage sein, jeden Tag allein zu operieren.

Die technischen Innovationen, die in dieser Blog-Serie behandelt werden, führen zu neuen Arten von Robotern. Eine der neuesten Innovationen ist der Autonome Mobile Roboter (Autonomous Mobile Robot, AMR). Diese Roboterklasse bietet Fortschritte in zwei Bereichen:

• Die Fähigkeit, sich in ihrer Umgebung zu bewegen, anstatt stationär zu sein.

• Autonome Bewegung, anstatt nur einer vorprogrammierten oder vordefinierten Bewegung zu folgen.

Zu diesen Fortschritten zählen mehrere Innovationen in der Sensortechnologie, die bei Robotern zur Steuerung ihrer beweglichen Teile eingesetzt wird. Andere Sensoren, die zur Unterstützung der Roboterbewegung eingesetzt werden, sind 3D-MEMS, Time-of-Flight und LiDAR. Außerdem werden Software und Roboterbetriebssysteme in der Serie behandelt. Auch die neue Generation von kollaborativen Robotern (CoBots) und die Frage, wie künstliche Intelligenz Roboter noch intelligenter machen kann, werden thematisiert.

Mit diesen Technologien werden autonome mobile Roboter (AMR) zu einem wichtigen Bereich innerhalb der Industrie werden, dessen Wert in zehn Jahren auf über 200 Mrd. US-$ geschätzt wird.

Wenn Sie sich für die Entwicklung eines eigenen Roboters interessieren, schauen Sie sich die zusätzlichen Informationsquellen von Mouser an. Dort finden Sie alle Lösungen, die in dieser Serie behandelt werden, sowie viele weitere fertige Lösungen und andere Bausteine.

Details zur Reihe „Prägende Schlüsseltechnologien der Robotik“

In dieser sechsteiligen Serie wirft Mouser einen Blick auf die Schlüsseltechnologien, die prägend für die Art und Weise sind, wie Roboter heute konstruiert und eingesetzt werden, und wie sich dies in Zukunft entwickeln könnte. Dabei geht es um Entwicklungen auf der Hard- und Softwareebene sowie um die Frage, auf welche Weise Innovationen wie die KI bereits heute die Zukunft der Robotik beeinflussen.

  • Teil 1: Von stationären Roboterarmen bis hin zu autonomen mobilen Robotern
  • Teil 2: Mobilität und Geschicklichkeit
  • Teil 3: Positionierung und Navigation
  • Teil 4: Roboter-Betriebssysteme
  • Teil 5: Kollaborative Roboter (CoBots) und KI
  • Teil 6: Die Zukunft der Robotik

* Mark Patrick ist Technical Marketing Manager EMEA Marketing bei Mouser.

Artikelfiles und Artikellinks

(ID:47262513)