Die Geschichte und Entwicklung von Robotern

Geschichte der Roboter

Die Forschung in diesem Bereich begann in den 1950er Jahren und führte zu raschen Fortschritten, stieß jedoch auf scheinbar einfache Probleme. Im Jahr 1960 konnte ein Roboter einen Würfelturm bauen und kopieren, doch der Mangel an gesundem Menschenverstand führte dazu, dass er beim Bau des Turms von oben nach unten ins Stocken geriet und die Blöcke in die Luft freigab. Der Amerikaner David Freedman, anerkannt als einer der besten US-Wissenschaftsautoren, sammelte in seinem Buch „Decision Makers of the Brain“ zwei wichtige Projekte zur Entwicklung im Bereich der künstlichen Intelligenz.

Meilensteine in der Roboterentwicklung

• Mitte des 18. Jahrhunderts: J. de Vaucanson baute mehrere lebensgroße Puppen aus Metall, die Musikstücke aufführten.
• 2. Meilenstein: J. Jacquard erfand seinen Webstuhl, eine programmierbare Maschine für die Kettfäden.
• 3. Meilenstein: 1805 baute H. Maillardet eine Puppe, die in der Lage war, Zeichnungen anzufertigen.
• 4. Meilenstein: 1946 entwickelte der amerikanische Erfinder George Devol einen Gerätetreiber, der elektrische Signale mittels Magnetismus empfangen und eine mechanische Maschine antreiben konnte. Das entsprechende US-Patent wurde 1952 erteilt.
• 5. Meilenstein: 1951 begann die Entwicklungsarbeit an TV-Operatoren (Fernmanipulatoren) zum Umgang mit radioaktivem Material.
• 6. Meilenstein: 1952 wurde ein Prototyp einer numerisch gesteuerten Maschine am Massachusetts Institute of Technology nach mehreren Jahren der Entwicklung vorgestellt. Eine Programmiersprache namens APT (Automatically Programmed Tools) wurde später im Jahr 1961 entwickelt.

Pneumatisch betriebene Roboter

Die Programmierung dieser Roboter erfolgt durch die Verbindung von Kunststoffrohren in der pneumatischen Steuereinheit. Diese Einheit besteht aus zwei Teilen: einem oberen und einem unteren. Der obere Teil ist ein Sequenzer, der die Menge an Druck und Vakuum in einer kontrollierten Reihenfolge abgibt.

Die Spitze (der Endeffektor) ist die Verbindung des aktiven Satzes jedes Roboters, der die beweglichen Teile der Gelenke steuert. Die Bewegungsrichtung und die verschiedenen Schritte, die die Gelenke ausführen sollen, werden durch die geplanten, unterschiedlichen Schrittfolgen bestimmt. Die Roboter dieser Art sind die einfachsten, die existieren. Diese Maschinen sind programmierbar, automatisch und können eine Vielzahl von Bewegungen ausführen.

Roboter mit Servomechanismen

Eine andere, aus Sicht der Steuerung anspruchsvollere Roboterart, die Vorteile bietet, sind Roboter mit Servomechanismen. Der Einsatz von Servos erfordert die Verwendung von Sensoren, wie zum Beispiel Potenziometern, die die Position des Arms oder eines Teils des Roboters melden, das sich bewegt hat. Diese übermittelte Ist-Position wird mit der Soll-Position verglichen, die der Arm oder das Teil nach Ausführung des Befehls wirklich haben sollte. Wenn die Bewegung nicht identisch ist, wird eine weitere Bewegung ausgeführt, um die korrekte Position zu finden.

Punkt-zu-Punkt-Roboter

Das Hinzufügen von Servomechanismen zu einem elektronischen Programmspeicher und einer Reihe digitaler Steuerschaltungen macht Roboter leistungsfähiger und einfacher zu bedienen.

Die Programmierung für diese dritte Art von Roboter erfolgt über einen Schaltkasten, der eine Geschwindigkeitskontrolle besitzt, um die Ausführung der Bewegungen des Roboters Schritt für Schritt zu steuern. Die Schritte, denen der Roboter folgen muss, werden durch ihre Ausführungsreihenfolge klassifiziert, während die Position jedes Schrittes im Speicher aufgezeichnet werden kann. Dies ist das Programm, das der Roboter ausführen soll.

Sobald die Programmierung abgeschlossen ist, beginnt der Roboter seine Arbeit gemäß dem Programm.

Bei dieser Art von Roboter, die als Punkt-zu-Punkt-Roboter bezeichnet wird, wird der Weg für die Ausführung ihrer Arbeit durch eine Reihe von definierten Punkten festgelegt. Um diese Art der Programmierung zu veranschaulichen, stellen Sie sich ein ferngesteuertes Auto vor, das pflügt.