Roboterbegriff – Teil 2: Einige Definitionen − botzeit − Robotik-Blog

Roboterbegriff – Teil 2: Einige Definitionen

Jörn und Arne am 15.01.2010 um 00:02 Uhr

Der Begriff „Roboter“ ist nicht deutlich definiert, war es noch nie und wird es vermutlich auch nie sein. Dazu werden bereits jetzt zuviele Maschinen unterschiedlicher Ausprägung, Mobilität und Autonomie als Roboter bezeichnet.

Ursprünglich entstammt der Begriff dem slawischen Wort „robota“, das Arbeit oder Fronarbeit bezeichnet … ein Roboter ist demnach also ganz allgemein ein Diener für den Menschen.

Bereits in unserem ersten Teil wurde die Schwierigkeit der Abgrenzung von Robotern gegenüber herkömmlichen Maschinen angeschnitten. In diesem Beitrag versuchen wir uns dem Roboterbegriff darüber weiter anzunähern, dass wir einige bekannte Roboter-Definitionen zusammentragen.

Es haben sich bereits etliche Wissenschaftler und Institutionen daran versucht, den Roboterbegriff in konkretere, präzisere und zeitgemäße Formen zu gießen. Längst haben Roboter eine unzählige Vielfalt an Gestalten angenommen und werden zu unterschiedlichsten Zwecken eingesetzt.

Hier also einige Definitionen, auf die man stößt:

Roboter allgemein

  1. Das Robot Institute of America sagt: „Ein Roboter ist ein programmierbares Mehrzweck-Handhabungsgerät für das Bewegen von Material, Werkstücken, Werkzeugen oder Spezialgeräten. Der frei programmierbare Bewegungsablauf macht ihn für verschiedenste Aufgaben einsetzbar.“

  2. Die deutschsprachige Wikipedia sagt: „Ro­bo­ter sind sta­tio­nä­re oder mo­bi­le Ma­schi­nen, die nach ei­nem be­stim­mten Pro­gramm fest­ge­leg­te Auf­ga­ben er­fül­len.“

  3. Die englischsprachige Wikipedia sagt deutlich ausführlicher: „A robot is a virtual or mechanical artificial agent. In practice, it is usually an electro-mechanical system which, by its appearance or movements, conveys a sense that it has intent or agency of its own. The word robot can refer to both physical robots and virtual software agents [...]. There is no consensus on which machines qualify as robots, but there is general agreement among experts and the public that robots tend to do some or all of the following: move around, operate a mechanical limb, sense and manipulate their environment, and exhibit intelligent behavior, especially behavior which mimics humans or other animals.“

  4. Auf der Website itwissen.info steht zu lesen: „Ro­bo­ter sind pro­gramm­ge­steu­er­te Ma­schi­nen für Hand­ha­bun­gen ohne mensch­li­chen Ein­griff. Die Ro­bo­ter-Steu­e­rung er­folgt durch Com­pu­ter, die mit Sen­so­ren und an­de­ren er­ken­nungs­tech­ni­schen Ele­men­ten, Be­we­gungs-, Greif-, Hal­te- und Be­ar­bei­tungs­or­ga­nen zu­sam­men­wir­ken.“

  5. Neogrid, das innovative EDV Lexikon, sagt: „Unter dem Begriff Roboter ist eine mit Sensoren ausgestattete Maschine, die selbständig, umfassende Aufgaben erfüllen kann, zu verstehen.“

Industrieroboter

Der Begriff des Industrieroboters ist etwas einfacher handhabbar, da er zum Einen nur einen Teilbegriff definiert und von zahlreichen industrienahen Organisationen und Verbänden klar definiert wurde. Zwei populäre deutsche Beispiele dafür sind:

  1. Die Deutsche Industrienorm, naturgemäß recht penibel bei Definitionen: „Ein Industrieroboter ist ein automatisch gesteuerter, frei programmierbarer […] Mehrzweck- […] Manipulator […], der in drei oder mehr Achsen […] programmierbar ist und zur Verwendung in der Automatisierungstechnik entweder an einem festen Ort oder beweglich angeordnet sein kann“ [1] (DIN EN ISO 8373)

  2. Die VDI-Richtlinie 2860 sagt: „Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen bzw. Winkeln frei (d. h. ohne mechanischen Eingriff) programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen.“

Spezielle Roboter und Roboterteile

Die JARA, Japan Robot Association, hat konkretere Definitionen für mehrere, verschiedene Roboterbegriffe und -teile:

  1. Manual Manipulator: Handhabungsgerät, das kein Programm hat, sondern direkt vom Bediener geführt wird.

  2. Fixed Sequence Robot: Handhabungsgerät, das wiederholt nach einem konstanten Bewegungsmuster arbeitet. Das Ändern des Bewegungsmusters ist relativ aufwendig.

  3. Variable Sequence Robot: Handhabungsgerät, wie Fixed Sequence Robot, jedoch mit der Möglichkeit, den Bewegungsablauf schnell und problemlos zu ändern.

  4. Playback Robot: Der Bewegungsablauf wird diesem Gerät einmal durch den Bediener vorgeführt und dabei im Programmspeicher gespeichert. Mit der im Speicher enthaltenen Information kann der Bewegungsablauf beliebig wiederholt werden.

  5. Numerical Control Robot: Dieses Handhabungsgerät arbeitet ähnlich wie eine NC-gesteuerte Maschine. Die Information über den Bewegungsablauf wird dem Gerät über Taster, Schalter oder Datenträger zahlenmäßig eingegeben.

  6. Intelligent Robot: Diese höchste Roboterklasse ist für Geräte gedacht, die über verschiedene Sensoren verfügen und damit in der Lage sind, den Programmablauf selbsttätig den Veränderungen des Werkstücks und der Umwelt anzupassen.

Die International Federation of Robotics weist im Vorfeld ihrer Definition von Servicerobotern erst einmal darauf hin, dass eine Definition weder leicht noch weit akzeptiert ist:

Service robots have no strict internationally accepted definition, which, among other things, delimits them from other types of equipment, in particular the manipulating industrial robot.

Versucht sich dann aber trotzdem an einer Definition:

IFR, however, have adopted a preliminary definition: A service robot is a robot which operates semi- or fully autonomously to perform services useful to the well-being of humans and equipment, excluding manufacturing operations. With this definition, manipulating industrial robots could also be regarded as service robots, provided they are installed in non-manufacturing operations. Service robots may or may not be equipped with an arm structure as is the industrial robot. Often, but not always, the service robots are mobile. In some cases, service robots consist of a mobile platform on which one or several arms are attached and controlled in the same mode as the arms of the industrial robot. Because of their multitude of forms and structures as well as application areas, service robots are not easy to define. Since 2007 a working group of ISO is revising the ISO 8373 which finally will include an official definition of service robots.

Die Definition enthält nicht umsonst vage Konstruktionen wie maybe, may or may not und not always. Wer weiß, ob die zum Ende angekündigte ISO 8373 zumindest für Serviceroboter eine konkrete Definition bieten kann.

Was tun?

Allein die genannten Definitionen zeigen eine Breite verschiedener Aspekte des Begriffs, obwohl hier aufgeführte Definitionen lediglich eine Auswahl der existierenden Definitionen darstellt. Interessant und schwierig ist dabei auch, was die englischsprachige Wikipedia als Einzige in der aufgeführten Riege zu berücksichtigen scheint: Der Begriff „Roboter“ wird mehr und mehr für reine Software-Roboter verwendet. Jegliche Definitionen, die von Maschinen oder Mechanismen reden, laufen dort ins Leere. Es scheint sich zwar herauszustellen, dass Roboter eher für die Maschine und Bot eher für reine Software verwendet wird, aber auch hier liegen noch weitere Schwierigkeiten für eine saubere Definition. Gerade weil die Fortentwicklung zukünftiger Robotergenerationen - auch der physisch präsenten - in Zukunft zunehmend durch Softwaretechnologien geprägt sein wird.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass primär zwei erfolgreich Ansätze unter den aufgeführten erkennbar sind:

  1. wie es die englischsprachige Wikipedia macht: Eine Reihe von Eigenschaften aufzählen, von denen ein Roboter eine, mehrere oder alle besitzen kann. Hierbei ist schwierig, nicht zu viele Eigenschaften zu nennen, so dass nicht im Endeffekt jeder Toaster und jede Lampe ein Roboter ist.

  2. sich darauf zu einigen, dass all die Dinge, die wir als Roboter bezeichnen, zu verschieden sind und man daher lieber einzelne Roboterklassen separat definiert.

Vielleicht bietet sich in Analogie zur Biosystematik bei Lebewesen eine Taxonomie oder zumindest eine Ontologie auch für Roboter an. Auf diese Weise ließen sich beide Ansätze vereinen. Auf oberster Ebene trohnt ein allgemeiner Roboterbegriff. Er ist knapp und nennt diejenigen Eigenschaften, die allen Robotern gemein ist. Dieser wird anschließend über eine hierarchische Struktur innerhalb der Systematik in feinere und präzisere mit Unterbegriffen benannte Familien und Klassen unterteilt.

Aber bis das geschehen ist, verlassen wir uns vielleicht besser auf unser ganz wunderbar arbeitendes Gehirn und halten es mit den Worten des US-amerikanischen Ingenieurs Joseph Engelberger (Entwickler des ersten Industrieroboters Unimate), der sagte:

Ich kann nicht genau sagen, was ein Roboter ist, aber ich weiß, dass es einer ist, wenn ich einen sehe.

Joseph Engelberger
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Die Auslassungen innerhalb des Zitats nennen lediglich die Normen der jeweiligen Begriffe.

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