Robotik

Langfristige Aufgabe der Robotik ist es, Robotersysteme für gefährliche und unmenschliche Aufgaben zu entwickeln. Hierfür findet in der Robotik eine rechnergestützte Optimierung und Simulation sowie eine Umsetzung komplexer mechatronischer Systeme und Mensch Maschine Interfaces statt.

Bewegung und Sprache von Robotern wird durch die Steuerung überwacht und vorgegeben. Voraussetzung für die Bewegung und Sprache von Robotern ist eine Programmierung. Der Antrieb eines Roboters setzt sich aus Motor, Getriebe und Regelung zusammen und erfolgt elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch. Darüber hinaus beinhaltet die Struktur eines Roboters für die Bewegung und Sprache interne und externe Sensorik wie z.B. Lichtschrankenfunktionen sowie Ultraschallsensoren, Kinematik und Greifsysteme. Um Bewegung und Sprache von Robotern zu programmieren existieren die Verfahren Online Programmierung und Offline Programmierung.

Multisensorisierte Leichtbauroboter kommen z.B. in der Raumfahrt zum Einsatz und basieren auf Telerobotik-Konzepten sowie Mensch-Maschine-Schnittstellen. Ein weiteres Anwendungsgebiet der Robotik ist der Operationssaal für die computer- und roboterassistierte Chirurgie (CURAC).

Das Forschungsgebiet Mensch Roboter Interaktion bzw. Human Robot Interaction (HRI) beschäftigt sich mit Technologien, um durch die Ausgestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und Roboter eine effiziente, natürliche und intuitive Interaktion zu erreichen. Untersucht werden sowohl die Informationsdarstellung seitens der Maschine als auch die Interaktionstechnik. Hauptaspekte der Mensch Roboter Interaktion sind die einfache Kommunikation mit dem Roboter, Sicherheitstechnik zur Vermeidung von Verletzungen und Beschädigungen sowie die direkte physische Interaktion.

Bei einem humanoiden Roboter handelt es sich um einen menschenähnlichen Roboter, dessen Konstruktion der menschlichen Gestalt nachempfunden ist. Als Lernziel wird daher u.a. angestrebt, dass sich der humanoide Roboter auf zwei Beinen fortbewegen kann. Darüber hinaus soll erreicht werden, dass der humanoide Roboter nicht sofort stürzt, wenn er aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Humanoide Roboter kommen z.B. in der Raumfahrt zum Einsatz und können stundenlang in extremer Hitze oder Kälte außerhalb der Raumstation arbeiten sowie sich um Notfallsituationen wie Brände oder giftige Lecks kümmern.

Bei der Biorobotik handelt es sich um ein interdisziplinäres Forschungsgebiet zwischen Biologie und Neurowissenschaften auf der einen Seite sowie Informatik und Ingenieurswissenschaften auf der anderen Seite. Die Biorobotik setzt z.B. Lösungen aus der Bionik bzw. technischen Biologie ein, um autonome intelligente Roboter zu steuern. Hierfür wendet die Biorobotik Modelle des Verhaltens von Tieren und diesem Verhalten zugrundeliegende neuronale Mechanismen auf Robotersysteme an. Solche Verhaltensweisen sind z.B. die Gangarten von Sechsbeinern, Achtbeinern, Bewegungsarten von Schlangen, Bewegung im Wasser und die Orientierung in Strömungen.