robotiikka

Varjo taitava robotti käsi

Aihe robotiikka (myös robottitekniikalla ) käsittelee pyrkimys vähentää käsitteen vuorovaikutuksen kanssa fyysisessä maailmassa periaatteita tietotekniikan ja teknisesti toteutettavissa kinetiikkaa . Termi " robotti " kuvaa kokonaisuutta, joka yhdistää nämä kaksi käsitettä toteuttamalla vuorovaikutuksen fyysisen maailman kanssa antureiden , toimilaitteiden ja tietojenkäsittelyn perusteella. Robotiikan ydinalue on tällaisten robottien kehittäminen ja hallinta. Se sisältää osa-alueita tietojenkäsittelytieteen(erityisesti tekoäly ), sähkötekniikka ja konetekniikka . Tavoitteena robotiikka on luoda kontrolloitu yhteistyötä robotin elektroniikkaa ja robotin mekaniikka kautta ohjelmointia .

Keksi termi ja on muovaillut tieteiskirjallisuuden tekijää Isaac Asimovia , joka mainitsi ensimmäisen kerran olevansa novellissa Runaround (dt. Prowler ) maaliskuussa 1942 Astounding -lehdessä. Asimovin määritelmän mukaan robotiikka viittaa robottien tai koneiden tutkimukseen.

tarina

Haikara Aleksandrian vesielimistä
Al-Jazarin norsukello Automatalta
Robottimalli perustuu Leonardo da Vincin piirustuksiin
Jacques de Vaucansonin automaattinen ankka

Ensimmäiset testit automaatteja oli toteutettu vuonna antiikin aikoina . Tunnettuja ovat automaattiteatterit ja musiikkikoneet, jotka on suunnitellut Heron Alexandrian . Muinaisten kulttuurien rappeutuessa myös tämän ajan tieteellinen tieto katosi tilapäisesti (ks.Kirjojen menetys myöhäismuinaisuudessa ). Noin 1205, Al-Jazarī , muslimi-arabien insinööri ja 1200-luvun kirjoittaja, kirjoitti teoksensa mekaanisista laitteista, Kitāb fī maʿrifat al-Hiyal al-handasīya "Book of Knowledge of Genious Mechanical Devices", joka tunnetaan myös nimellä "Automata" "tuli tunnetuksi länsimaisessa kulttuurissa. Tässä työssä hän julistaa kirjoittaneensa sen Ortoqidien valtakuntaa varten . Hän loi varhaiset humanoidiautomaatit ja nauhan ohjelmoitavista (tulkittavissa robotiksi, käsienpesuautomaatiksi, riikinkukkojen automaattiseksi siirtämiseksi). Leonardo da Vincin sanotaan vaikuttaneen Al-Jazarin klassisista automaateista. Hänellä tiedetään olevan 1500 -luvulta peräisin olevia tietueita ja luonnoksia, jotka voidaan tulkita androidien suunnitelmiksi . Tekninen tietämys ei kuitenkaan riittänyt tällaisten suunnitelmien toteuttamiseen. Noin vuonna 1740 Jacques de Vaucanson suunnitteli ja rakensi huilunsoittoautomaatin, automaattisen ankan ja ensimmäiset ohjelmoitavat täysautomaattiset kangaspuut. Kirjallisuudessa jälkimmäinen ansio johtuu usein Joseph-Marie Jacquardista 1805.

1800-luvun lopulla armeijassa tehtiin robotiikkaan liittyviä ponnisteluja (kauko-ohjattavat veneet, torpedo-ohjaimet). Kirjailija Jules Verne kirjoitti tarinan ihmisen koneesta . Vuonna 1920 kirjailija Karel Čapek esitteli termin robotti androidille. Toisen maailmansodan päättymisen jälkeen robotiikan ala kehittyi nopeasti. Ratkaisevia tekijöitä olivat transistorin keksiminen vuonna 1947 Bell Laboratoriesissa , integroidut piirit ja myöhemmin tehokkaiden ja tilaa säästävien tietokoneiden kehittäminen.

Noin 1955 lähtien ensimmäiset NC -koneet tulivat markkinoille (laitteet koneiden ohjaamiseen), ja vuonna 1954 George Devol rekisteröi patentin ohjelmoitavaan manipulaattoriin Yhdysvalloissa. Tätä päivämäärää pidetään teollisuusrobottien kehityksen syntymäaikana . Devol oli myös Unimation-yrityksen perustaja, joka esitteli ensimmäisen hydraulisesti toimivan teollisuusrobotin vuonna 1960. Vuonna 1968 MIT kehitti ensimmäisen mobiilirobotin.

Saksassa robottitekniikkaa käytettiin tuottavasti vasta 1970 -luvun alusta.

Noin 1970, ensimmäinen autonominen mobiilirobotti Shakey (vapiseva) kehitettiin myös Stanfordin tutkimuslaitoksessa .

Vuonna 1973 Tokion Waseda -yliopisto aloitti humanoidirobotin Wabot 1 kehittämisen . Samana vuonna saksalainen robotiikan edelläkävijä KUKA rakensi maailman ensimmäisen teollisen robotin, jossa oli kuusi sähkömekaanisesti ajettua akselia, FAMULUS . Vuotta myöhemmin (1974) ruotsalainen ASEA esitteli täysin sähkökäyttöisen robotin (IRb6).

Vuonna 1986 Honda alkoi Humanoidirobotti tutkimus- ja kehittämisohjelma . Tuloksena oli humanoidirobotiversiot P1 - P3. Vuonna 2004 Honda esitteli lisäkehityksen humanoidirobotin ASIMO muodossa .

Vuonna 1997 ensimmäinen mobiilirobotti laskeutui Marsille ( Sojourner ).

Leluteollisuus ei myöskään ole sulkeutunut robotiikalle. Esimerkkejä tällaisista tuotteista ovat Lego Mindstorms , iPitara , ROBONOVA tai robotti koira Aibo alkaen Sony .

Robotiikka ja etiikka

Futurologien ja filosofien mukaan jatkuvasti lisääntyvä automaatio ja digitalisaatio yhdistettynä kasvavaan tietojen keräämiseen ja lisääntyvään vaihtoon (" big data ") edellyttävät perustavanlaatuisia kysymyksiä ihmisten roolista tässä prosessissa ja näissä yhteyksissä. Jo vuonna 1942 z. B. Asimovilla on vastaava koodi , " robottilait ".

Robotiikkaa tänään

Avustajarobotti YSTÄVÄ

Robotiikka on tieteellinen tieteenala, joka käsittelee robottien kehittämistä. Mekaanisella suunnittelulla, säätelyllä ja elektronisella ohjauksella on tärkeä rooli. Robotin mekaaninen mallinnus perustuu enimmäkseen monirunkoisten järjestelmien menetelmiin tai monirunkoisiin dynamiikoihin , kun taas robottien ohjauksen suunnittelu on peräisin automaatiotekniikasta .

Sillä välin tutkitaan vaihtoehtoisia tekniikoita pyöräilylle liikkumiskeinona ihmisympäristössä, kuten käveleminen kuudella, neljällä, kahdella tai jopa yhdellä jalalla. Vaikka teollisuusrobotit suorittavat yleensä manuaalisia tai käsittelytehtäviä heille mukautetussa ympäristössä, tällaisten palvelurobottien on tarkoitus tarjota palveluja ihmisille ja heidän puolestaan. Tätä varten heidän on voitava liikkua ihmisympäristössä ja löytää tie tieteellisen tutkimuksen kohteena.

Näyttää peliltä, ​​mutta vakavan tieteellisen tutkimuksen takana robottiset jalkapallo -ottelut ovat kuin robottiryhmien välillä. Tutkijoiden tavoitteena on kehittää vuoteen 2050 mennessä itsenäisistä kaksijalkaisista roboteista koostuva jalkapallomaajoukkue, joka voi kilpailla jalkapallon maailmanmestaria vastaan.

Teollisuusrobotteja käytetään enimmäkseen ihmisille liian vaarallisissa tai kohtuuttomissa ympäristöissä. Nykyään modernit robotit tekevät tyhmiä kokoonpanolinjoja nopeammin ja paljon tarkemmin kuin ihmiset ja voivat korvata ne yhä useammilla alueilla ( automaatio ). Nykyään autoja rakennetaan paljon robottien mukana, eikä edes nykyaikaista mikroprosessoria voida enää valmistaa ilman robottia. Palvelurobotteja on käytetty jo jonkin aikaa helpottamaan ihmisten jokapäiväistä elämää tai viihdyttämään heitä, kuten Robosapienia . On olemassa kotirobotteja, jotka voivat imuroida , pyyhkiä lattian tai leikata nurmikon . Vaikka olet erikoistunut vain yhteen tehtävään, voit suorittaa sen suhteellisen itsenäisesti. Tutkimusrobotit tutkivat muun muassa kaukaisia ​​planeettoja tai katastrofialueita ja tunkeutuvat tulivuoriin tai viemäriputkiin. AUV -laitteita käytetään monenlaisiin havaitsemistehtäviin merialalla . Kryobotteja ja hydrobotteja varten on olemassa konsepteja ja ensimmäisiä prototyyppejä, joita käytetään tulevaisuudessa avaruusmatkoilla. Suunnitelmissa on myös käyttää robotteja näytteenottooperaatioihin ja asteroidikaivostoimintaan .

Lääketieteessä robotteja käytetään tutkimuksiin, leikkauksiin ja kuntoutukseen, ja ne suorittavat yksinkertaisia ​​tehtäviä sairaalan jokapäiväisessä elämässä. Prototyyppi pienille nanoroboteille, jotka voivat liikkua verenkierrossa, testattiin yhdellä silmällä ETH Zürichissä jo vuonna 2004 . Niitä ohjaavat ulkoiset magneettikentät. Apua robotti YSTÄVÄ , joka on kehitetty Institute for Automation Technology yliopistossa Bremenin pyritään tukemaan vammaisten ja vanhusten arjen askareissa (esim ruoanlaitto) ja antaa heille mahdollisuus palata työelämään siirtymistä.

Modulaarinen robotti järjestelmiä käytetään fyysisinä pikamallinnus mobiili palvelurobottien , etenkin tutkimus- ja kehitystyöhön. Komponenttipohjaisten, avointen rajapintojen lähestymistapa uudelleenkäytettäviin laitteisto- ja ohjelmistomoduuleihin mahdollistaa nopean ja kustannustehokkaan robottien prototyyppien toteuttamisen. Erityisesti palvelurobotiikan alalla vaadittujen tehtävien monimutkaisuus vaatii uusia, dynaamisia, joustavia ja edullisia lähestymistapoja vastaavien robottijärjestelmien kehittämiseen.

Ensimmäinen viihderobotti, kuten Sonyn robotti Aibo , on askel kohti elektronista lemmikkiä. Aibon lisäksi lelu- ja viihdeteollisuudesta löytyy myös muita robotituotteita, jotka voidaan ohjelmoida tietokoneella lähinnä yksinkertaisella kielellä, esimerkiksi seuraamaan valonlähdettä tai linjaa lattialla tai lajittelemaan värillisiä rakennuspalikoita.

Toinen harrastus on robottien rakentaminen itse. Tämä voidaan tehdä valmiiden robottipakettien avulla tai mielikuvituksesi mukaan. Tässä tapauksessa sinun on esimerkiksi suunniteltava auton kaltainen ajoneuvo itse, määritettävä etäisyys kohteeseen tai maan väri sopivilla antureilla ja määritettävä näiden mittaustulosten avulla suunta, jolla ajoneuvon tulisi ajaa. Varsinainen tehtävä on liittää anturitiedot ajoneuvon nopeuteen ja suuntaan. Tämä tehdään mikro -ohjaimessa, joka on ohjelmoitava itse. Tarvittava elektroniikka on saatavana eri malleina, kuten C-Control tai Arduino . Tunnettu, mutta myös hyvin suureen mallit ovat Rovers .

Esimerkiksi monia kiehtoo ”taistelurobotien” rakentaminen, jotka yrittävät tuhota toisiaan etätaistelulajilla. Koska nämä koneet ovat kauko -ohjattavia ja niillä ei ole omaa älykkyyttä puhuakseen, ne eivät toistaiseksi ole robotteja sanan varsinaisessa merkityksessä.

Robotit ovat myös suosittu tieteiskirjallisuuden aihe . Siellä on ihmisen kaltaisia ​​robotteja, joilla on usein tekoäly . Jos ne ovat myös puhdasta fiktiota, Isaac Asimovin robottilait muokkaavat jo ajattelua roboteista.

Robotin lisävariaatio, joka on jo toteutettu hyvin yksinkertaisessa muodossa, on kyborgi , joka yhdistää robottitekniikan ihmisen anatomiaan . Androidit - keinotekoiset ihmismaiset olennot - voivat olla robotteja, mutta niiden ei välttämättä tarvitse olla androideja. Ensimmäinen hyvin kehitetty lähestymistapa on Hondan ASIMO- robotti .

Robotteja koulutukseen

Robotit ovat myös yhä tärkeämpi kysymys koulutuksessa. On robotit peruskoulun , robotteja yläasteen tai lukion (lukioiden), robotteja college ja robotteja ammatilliseen koulutukseen . Erityinen koulutusrobotti on rovers, jota kehitetään ja testataan esimerkiksi osana ilmailualan koulutusta Saksan oppilaitoksissa . Nämä erikoisrobotit on yleensä tarkoitettu roveriksi tiettyä maalia tai kilpailua varten. Tällä Maker Faire 2016 Berliinissä , joka on Rover nimeltä "EntdeckerRover" ER2 esitettiin, joka soveltuu koulutus- ja vapaa-ajan ja se voidaan myös sovittaa eri koulutusaloihin. Muut järjestelmät ovat pääosin muovituotteita muista valmistajista ja projekteista.

Saksassa ja Itävallassa robotit ja erityinen rover -muoto tukevat enimmäkseen MINT -aineiden koulutusta , joka on monilla englanninkielisillä kielillä. puhuvissa maissa kutsutaan myös STEM -aiheita tai STEM -koulutusta (koulutus). Kyse on siis myös tiede- ja teknologiakasvatuksen tai teknologiaosaamisen edistämisestä sekä tietojenkäsittelytieteen ja matematiikan aiheista . Matematiikka on erityisen tärkeää kehittyneille roboteille ja rovereille, kuten avaruus- ja ilmailualalla .

Robotiikka ja armeija

Autonominen robotti (Grand Challenge 2005)

Lopuksi, jopa sotatekniikassa miehittämättömät dronit tai robotit sotaa varten eivät ole enää tieteiskirjallisuutta, vaan todellisuutta. DARPA , sotilaallinen tutkimus laitoksen Yhdysvaltain Department of Defense , ilmoitettiin ensimmäisen palkinnon rahaa miljoona dollari on Grand Challenge kesäkuussa 2004 . Osallistujien miehittämättömien ajoneuvojen tulisi itsenäisesti päästä kohteeseen noin 280 kilometrin päässä Mojaven autiomaassa 10 tunnissa. Vaikka menestynein ajoneuvo matkusti vain noin 18 kilometriä ja kaatui ja nousi liekkeihin, palkintorahat korotettiin kahteen miljoonaan dollariin seuraavaa kilpailua varten. Kun kilpailu toistettiin vuonna 2005, neljä ajoneuvoa oli jo ylittänyt maaliviivan. Voittanut ajoneuvo saavutti keskimääräisen nopeuden lähes 30 km / h.

Robotiikka ja turvallisuus

Riskit ja vaarat

Robotteja koskevat turvallisuusohjeet perustuvat kulloiseenkin käyttöalueeseen ja robottityyppiin. Teollisuusrobotit on suojattu laillisesti määrätyillä turvatoimenpiteillä, kuten häkeillä, ristikoilla, valoesteillä tai muilla esteillä. Itsenäisyyden lisääntyessä nykyiset tai tulevat monimutkaisemmat robottijärjestelmät vaativat kuitenkin turvatoimia, jotka on mukautettu olosuhteisiin. Robottien laajan käyttötarkoituksen vuoksi on kuitenkin vaikeaa laatia yleisiä turvallisuussääntöjä kaikille roboteille. Tieteiskirjailijan Isaac Asimovin romaaneissa vahvistamat "kolme (tai neljä) robotiikan sääntöä" ( robottilait ) voidaan ymmärtää vain eettisinä ohjeina mahdolliselle ohjelmoinnille, koska robotti ei voi laskea ennakoimattomia tilanteita. Mitä itsenäisemmin robotti toimii ihmisympäristössä, sitä suurempi on todennäköisyys, että elävät olennot tai esineet vahingoittuvat. Ajatus siitä, että robotit voivat tarjota ihmisille suojaa, on myös kiistanalainen - ei vähiten suojan käsitteen epämääräisyyden vuoksi . Se, että mitään absoluuttisia arvoja ei voida ohjelmoida täällä, näkyy rinnakkain keskustelussa suojelun ja isänmaallisuuden välisestä jännitteestä. Tätä ongelmaa käsitellään esimerkiksi elokuvassa I, Robot , jossa robotti pelastaa miehen vedestä pudonneesta autosta lasketun ”selviytymistodennäköisyyden” perusteella, kun lapsi hukkuu autoon, joka on myös uppoamassa. Henkilö olisi todennäköisesti toiminut eettisten ja moraalisten periaatteiden mukaisesti eikä abstraktin selviytymistodennäköisyyden perusteella ja pelastanut lapsen ensin.

Global Hawk , drone

Robottiryhmään kuuluu myös itsenäisiä aseita tai tiedustelujärjestelmiä, kuten älykkäitä pommeja , miehittämättömiä droneja , vartijarobotteja tai tulevia mahdollisia itsenäisiä taistelurobotteja . Jos tällaisia ​​vaarallisia koneita käytetään sodankäyntiin, eettiset arvot ohjelmoinnissa voivat tulla tarpeettomiksi, ja käy ilmi, että vaatimus yleisistä turvamaksuista kaikilla käyttöalueilla ja robottityypeillä on ilmeisesti vaikea ratkaista. Eettisten arvojen huomioon ottaminen robottien käytössä ei myöskään ole ongelma, jonka ihmiskunta kohtaa vain tulevaisuudessa. Jo toisen maailmansodan, laivat upposi torpedot kanssa navigointijärjestelmä , tai rakennuksia tuhoutui V1 risteilyohjuksia, joka johtuu niiden panos, jalostus ja ulostulo toiminto , vastaavat määritelmää robotti. Vielä nykyäänkin ihmiset loukkaantuvat tai kuolevat suoraan tai epäsuorasti monimutkaisilla, itsenäisesti toimivilla koneilla.

Huhtikuussa 2008 Yhdysvaltain puolustusministeriö peruutti sarjan SWORDS -nimisiä itsenäisesti toimivia aseellisia robotteja käytettäväksi Irakin sodassa, koska robotti käsivarsi oli pyörinyt useissa tilanteissa, vaikka tätä ei ollut tarkoitettu kyseisessä tilanteessa. Vaikka kukaan ei loukkaantunut tapahtumissa, robotit luokiteltiin vaarallisiksi ja kenttätoiminta lopetettiin.

Robotiikan oikeudelliset kysymykset

Robotti on tekninen järjestelmä, jossa on sulautettu tietokonejärjestelmä ; järjestelmät ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Tietokonejärjestelmän tehtävänä on ohjata, säätää tai valvoa teknistä järjestelmää, johon se on upotettu (ECJ, 3.7.2012 - C -128/11 = NJW 2012, 2565).

Sulautettu järjestelmä koostuu aina ns. Sulautetuista ohjelmistoista. Ilman tätä sulautettua ohjelmistoa robottia ei varmasti voida käyttää, mikä koskee tietysti myös useimpia (älykkäitä) koneita pesukoneista monimutkaisiin tuotantolinjoihin tai suuriin lentokoneisiin. Jo ennen yhteisöjen tuomioistuimen päätöstä (Euroopan yhteisöjen tuomioistuin, 3. heinäkuuta 2012 - C -128/11 = NJW 2012, 2565) käytettyjen ohjelmistojen jälleenmyynnistä TRIPS -sopimuksessa ja WIPO: n tekijänoikeussopimuksessa (WCT) määrättiin, että laitteistoja, joissa on sulautettuja ohjelmistoja, voidaan vapaasti kaupankäynnin kohteena oleva toukokuu (Vander, CR 2011, 77 (78-79)). On myös sovittu, että sulautettuja ohjelmistoja ei pitäisi laskea vuokrauksen olennaisiksi osiksi ja että laitteistojen (esim. Robottien) vuokrauksella, jota ohjataan sulautetulla ohjelmistolla, ei ole lain 69 c §: n mukaista vuokrausoikeutta. nimenomaisesti siirretty, vaikka jotkut tekijät viittaavatkin yksittäiseen harkintaan (Grützmacher julkaisussa Wandtke / Bullinger, UrhR, 3. painos 2009, kohta 69 c, reunanumero 48). Tämän seurauksena voidaan todeta, että robotteja voidaan myydä ja vuokrata ilman lisäoikeuksia.

Saksassa patentit voidaan suojata patenttilailla (PatG), EU: ssa Euroopan patenttisopimus (EPC) suojaa patentteja. PatG määrittelee patentin ensimmäisessä osassa (kohdat 1 - 25 PatG). Patenttilain 1 §: n 1 momentin mukaan keksinnöille myönnetään patentteja kaikilla tekniikan aloilla, jos ne ovat uusia, sisältävät keksinnöllisen vaiheen ja ovat kaupallisesti sovellettavia. Patenttilain 3 §: n 1 momentin ja EPC: n 54 §: n mukaan keksintö katsotaan uudeksi, jos se ei kuulu tekniikan tasoon. Huipputekniikka sisältää kaiken tiedon, joka on asetettu yleisön saataville kirjallisella tai suullisella kuvauksella, käytön tai millään muulla tavalla ennen rekisteröinnin ensisijaisuuden kannalta merkityksellistä päivää; ks. § 3 Abs 1 S. 2 PatG. Robottien tapauksessa patentinhakijan on siis osoitettava, että hänen robotillaan on uusia toimintoja, jotka eivät ole uusinta (esim. Robottien kyky toimia).

Sen on myös oltava keksintö. Patentoitavat keksinnöt ovat teknisiä oppeja järjestelmälliselle toiminnalle, jotka johtavat kausaalisesti ennakoitavaan menestykseen käyttämällä hallittavia luonnonvoimia ilman henkistä toimintaa (BGH, 27. maaliskuuta 1969 - X ZB 15/67 = BGHZ 52, 74; NJW 1969, 1713; GRUR 1969, 672). Robotin tekninen jatkokehitys on vain patentoitava keksintö, jos se ei johda tekniikan tasosta ilmeiseen tapaan "keskivertoasiantuntijalle, joka tuntee koko tekniikan tason" (oikeudellinen fiktio, ei todellinen henkilö) ), vrt. PatG 4 §: n 1 momentti, EPC: n 56 artiklan 1 virke. Toisin sanoen kekseliäs vaihe puuttuu, jos tältä alan ammattimieheltä voidaan odottaa, että hän olisi tekniikan tason perusteella keksinyt tämän ratkaisun mahdollisimman pian ja kohtuullisella vaivalla , olematta kekseliäs. Robotiikan alalla voidaan siis patentoida vain keksintöjä, jotka edustavat merkittävää edistystä robotiikan kehittämisessä. Tämän ei kuitenkaan tarvitse viitata robottiin kokonaisuutena, vaan se voi viitata myös yksittäisiin komponentteihin, kuten robotin käsivarteen tai liikkeen toimintatapaan.

Lisäksi patenttilain 5 §: n 1 momentin, EPC 57 §, mukaan keksintöä on sovellettava mihin tahansa kaupalliseen alueeseen. Euroopan patenttivirasto tulkitsee teollisen sovellettavuuden käsitettä laajasti, ja sillä on toissijainen merkitys käytännössä. Riittää, että keksintö voidaan valmistaa kaupallisessa teknisessä yrityksessä tai käyttää muulla tavalla. Sillä ei myöskään ole merkitystä, voidaanko "ansaita rahaa" laitteella tai menetelmällä, ainoa ratkaiseva tekijä on se, että väitettyä aihetta voidaan käyttää yksityisen alueen ulkopuolella. Useimmat robotiikan alan keksinnöt tähtäävät kaupalliseen menestykseen, esimerkiksi: B. luodessaan kotiapulaisia ​​tai robotteja toimintaan. Tämä on luonteeltaan luonnollista, koska robottiteknologioiden keksiminen vaatii valtavia investointeja ja sijoittajat vaativat ne takaisin voitolla.

Patentin enimmäisaika on 20 vuotta siitä päivästä, jona hakemus on jätetty patenttilain 16 §: n ja EPC 63 artiklan 1 kohdan mukaisesti. PatG §: n 16a §: n mukaan EPC: n 63 artiklan 2 kohdan b alakohta. Asetuksen (ETY) N: o 1768/92 mukaisesti lisäsuojatodistus voidaan kuitenkin myöntää keksinnöille, joita voidaan taloudellisesti hyödyntää vasta monimutkaisen hyväksymisprosessin jälkeen, joka pidentää patentin voimassaoloaikaa enintään viidellä vuodella. Robotiikan pitkien kehityssyklien vuoksi sitä tulisi käyttää säännöllisesti.

Patenttilain 1 §: n 2 ja 3 momentin sekä EPC: n 52 artiklan 2 ja 3 kohdan mukaan tieteellisiä teorioita ja matemaattisia menetelmiä, kuten robotin rakennesuunnitelmia, ei voida suojata patenttina. Sama koskee robotin suunnittelua ja ulkonäköä, koska esteettisiä luomuksia ei voida suojata patentilla.

Robotin väärinkäyttö riippumatta siitä, johtuuko se itsenäisyydestä tai jostain muusta syystä, aiheuttaa aina useita vastuukysymyksiä. Nämä voivat johtua toisaalta sopimusvelvoitteiden rikkomisesta Saksan siviililain (BGB) 280 §: n 1 momentin mukaisesti ja toisaalta Saksan siviililain (BGB) 823 §: n mukaisen vahingonkorvauslain noudattamisesta. ) kolmansille osapuolille tai tuotevastuulaista. Jos robotti työskentelee toisen sopimuspuolen palveluksessa sopimussuhteen puitteissa (esim. Vuokra) ja robotti aiheuttaa vahinkoa tälle osapuolelle, kyseessä on varmasti velvollisuuksien rikkominen. S. v. 280 BGB. Tiedotusvälineiden kautta tullut tieto on integroidun kirurgisen järjestelmän ROBODOCin käyttö, mikä on johtanut lukuisiin vahingonkorvausvaatimuksiin (BGH, 13. kesäkuuta 2006 - VI ZR 323/04 = BGHZ 168, 103; NJW 2006, 2477).

BGB §: n 249 S. 1 mukaan vahingonkorvausvelvollisen velallisen on palautettava se tila, joka olisi ollut, jos korvausta vaativaa seikkaa ei olisi tapahtunut. Vahinkoa aiheuttaneen osapuolen on tällöin korvattava kaikki vahingot, jotka ovat aiheutuneet vaihdon pakollisesta tuloksesta (ns. Täydellinen korjaus). Kokonaiskorjaussäännön lisäksi BGB: n 249 §: n 1 momentissa ilmaistaan ​​toinen vahinkolainsäädännön periaate, nimittäin luontoissuorituksen tai korvaamisen periaate (ns. Luontoissuoritus). Tässä tapauksessa vahingoittuneen osapuolen on tarkoitus luoda rahallinen tilanne, joka olisi olemassa ilman vahingollista tapahtumaa.

Kysymys, joka tulee varmasti yhä tärkeämmäksi tulevaisuudessa, on se, kuka on vastuussa tekoälyyn (AI) perustuvan robotin päätöksestä. Joten on varmasti perusteltua, että kuka tahansa, joka käyttää robotteja, on vastuussa, koska hän on vastuussa käytetyn robotin liikenneturvallisuudesta ja hänen on toteutettava asianmukaiset turvatoimet. Sopimussuhteessa nämä ovat varmasti seurausta sopimussuhteen yleisestä huolehtimisvelvollisuudesta, vrt. BGB: n 280 §: n 1 momentti, kolmansia osapuolia kohtaan, joka varmasti johtuu vahingonkorvauslainsäädännöstä, § 823 ja sitä seuraavat kohdat. Valmistaja voi periaatteessa olla vastuussa tuotevastuulain (ProdHaftG) nojalla. Tuotevastuun edellytys on ProdHaftG: n 1 §: n 1 momentin 1 virkkeen mukaan, että vaurion aiheuttaneessa esineessä (eli robotissa) oli vika. Tällainen virhe voi ilmetä, jos valmistaja ei ole sisällyttänyt sopivia turvatoimia robotin ohjausohjelmiston ohjelmointiin. Joka tapauksessa valmistaja ei ole vastuussa, jos robotti ei osoittanut vahingon aiheuttanutta vikaa liikkeeseen laskettaessa (Palandt Sprau kommentti BGB: n 69. painokseen 2009, § 1 ProdHaftG Rn. 17). ja jos virhettä ei pystytty havaitsemaan tieteen ja tekniikan tason mukaisesti silloin, kun valmistaja toi tuotteen markkinoille, katso ProdHaftG: n 1 §: n 2 momentin nro 5. Robottien valmistajan on kuitenkin sisällytettävä turvatoimenpiteet robottiin (ja erityisesti ohjelmistoon), jotta vahinkoja ei voi syntyä edes tekoälyopetusprosessin jälkeen. Tieteiskirjallisuudessa z. Esimerkiksi Isaac Asimov kehitti robotiikan kolme lakia (Asimov All Robotic Stories 3rd Edition 2011, novelli Drumtreiber (englantilainen runaround) s. 276–295). Vielä ei voida arvioida, riittävätkö tällaiset melko filosofiset lait, mutta varmaa on, että robottien valmistajalla ja kehittäjällä on vastaava velvollisuus varmistaa liikenneturvallisuus. Näiden liikenneturvallisuusvelvoitteiden noudattaminen ei enää koske valmistajaa, vaan robotin haltijaa tai omistajaa. Tässä noudatetaan vaarallisten asioiden käsittelyn periaatteita. Vaarallisena asiana z. B. nähnyt moottoriajoneuvon, joka aiheuttaa tietyn operatiivisen riskin. Valmistaja valmistaa auton, joka täyttää ajoneuvon rekisteröintiä koskevat vaatimukset, ja omistajan on varmistettava, että ajoneuvo on aina ajokelpoisessa kunnossa (BGH, 14. lokakuuta 1997 - VI ZR 404/96 = NJW 1998, 311). Tämä koskee erityisesti takaajaa kolmansia osapuolia kohtaan (BGH, 24. huhtikuuta 1979 - VI ZR 73/78 = NJW 1979, 2309). Sama koskee myös robottien valmistusta ja käyttöä.

Valmistaja ei ole vastuussa kehitysvirheistä (tuotevastuulain 1 §: n 2 momentti, nro 5). Kehitysvirhe on kuitenkin olemassa vain, jos sitä ei pystytty havaitsemaan silloin, kun valmistaja toi robotin markkinoille tieteen ja tekniikan uusimman tason mukaisesti (Palandt Sprau, kommentti BGB: n 69. painokseen 2009, § 1 ProdHaftG Rn . 21). Vastuun poissulkeminen koskee vain suunnitteluvirheitä, mutta ei valmistusvirheitä (BGH, 9. toukokuuta 1995 - VI ZR 158/94 = BGHZ 129, 353; NJW 1995, 2162). Virhe ei ole tunnistettavissa, jos robotin mahdollinen vaara yleisesti tunnetun ja saatavilla olevan tietämyksen ja tekniikan summan mukaan, ei vain asianomaisella alalla ja valtakunnallisesti, eikä kukaan voi tunnistaa sitä, koska nämä tiedon mahdollisuudet eivät ole vielä tunnustettu oli saatavilla (Palandt Sprau kommentti BGB: n 69. painokseen 2009, § 1 ProdHaftG Rn. 21.).

Vastuu esineiden vahingoittumisesta on tuotevastuulaissa rajoitettu koskemaan muita kuin viallisia tuotteita, jotka on tarkoitettu yksityiseen käyttöön tai kulutukseen ja joita vahinkoa kärsinyt käytti pääasiassa tähän tarkoitukseen (Palandt / Sprau, kommentti BGB: n 69. painokseen 2009) § 1 ProdHaftG Rn 7.). Tämä formulaatio sisältää muun muassa. Tuotteille aiheutuneet vahingot liiketoiminnan aikana (Eisenberg / Gildeggen / Reuter / Willburger: tuotevastuu. 1. painos. München 2008, § 1 reunanumero 5).

Tärkeä vastuuvaatimus on säännelty § 1 (2) nro 1 ProdHaftG. Tämän mukaan tuottajan vastuu suljetaan pois, jos hän ei ole tuonut tuotetta liikkeeseen. Valmistaja ja myös lähes valmistaja laittavat tuotteen markkinoille heti, kun hän on tietoisesti luovuttanut itselleen todellisen määräysvallan tuotteessa, esim. B. toimittamalla se, jakelussa, jakeluketjussa tai suhdannekierrossa (Euroopan yhteisöjen tuomioistuin, 9. helmikuuta 2006-C-127/04 = Coll. 2006, I-1313; NJW 2006, 825; EuZW 2006, 184 ; NZV 2006, 243). Kysymys vastuun rajaamisesta robotin valmistajan ja robotin käyttäjän välillä on varmasti vaikea, varsinkin kun robotti ja sen sulautettu ohjelmisto ovat kehittyneet itsenäisesti tekoälyprosessien avulla. Loukkaantuneen suojelemiseksi voitaisiin ajatella, että robotin valmistaja ja käyttäjä ovat yhteisvastuussa.

Onnettomuudet

Useimmat robottionnettomuudet tapahtuvat robotin huollon tai ohjelmoinnin aikana, eivät normaalin käytön aikana. 21. heinäkuuta 1984 teollisuusrobotti tappoi ensimmäisen ihmisen Michiganissa , Yhdysvalloissa. Robotti liikutti työkappaleita painevalukoneessa. 34-vuotiaalla tehdastyöntekijällä oli jo 15 vuoden työkokemus ruiskuvalussa ja hän suoritti vain yhden viikon robottikoulutuksen kolme viikkoa ennen onnettomuutta. Hänet painettiin kuolemaan robotin oletettavasti turvallisen selän ja teräspylvään väliin, kun hän kiipesi robotin vaara -alueelle varoituksia vastaan ​​hajallaan olevien tuotantojäämien poistamiseksi. Amerikan kansallinen työturvallisuus- ja työterveyslaitos (NIOSH) tarjoaa ohjeita robottien suunnittelusta, koulutuksesta ja ohjauksesta työntekijöille.

Robotiikka kulttuurissa

Robottikilpailut

Ohjelmaa lapsille, nuorille ja opiskelijoille

Monissa maissa lapsilla, nuorilla ja opiskelijoilla on mahdollisuus osallistua robotiikkaohjelmiin. He muodostavat tiimejä, joista jokainen joutuu ohjelmoimaan moottoreilla ja antureilla varustetun robotin siten, että se voi itsenäisesti tai etänä ratkaista tietyt tehtävät pelikentällä tietyn ajan kuluessa, esimerkiksi kohteiden lajitteleminen ja siirtäminen viedä ne tiettyihin paikkoihin. Osassa ohjelmista tehtävään kuuluu myös robotin suunnittelu ja rakentaminen (freestyle); toisissa käytetään esivalmistettuja robotteja. Tiimityö johtaa kilpailuihin, joista monet järjestetään kansainvälisellä tasolla.

kilpailua Robotin tyyppi ohjaus Ohjausjärjestelmä Ohjelmointikielet Kentän koko Kentän joukkueiden lukumäärä Ikäryhmä Joukkueiden määrä Alkuperämaa
ENSIMMÄINEN Ensimmäinen Lego League Freestyle (vain Lego ); Vakiopaketti on olemassa, mutta käyttö on valinnaista 150 sekuntia itsenäinen Ohjaus Lego Mindstorms Controllerilla Lego Mindstorms RCX, NXT, EV3 tai RoboLab 2,36 x 1,14 m 2 joukkuetta samaan aikaan 9-16 vuotta 21200+ maailmanlaajuisesti (2018/2019) YhdysvallatYhdysvallat Yhdysvallat
Ensimmäinen Tech Challenge Freestyle; Vakiopaketti on olemassa, mutta käyttö on valinnaista 30 sekunnin itsenäinen, 120 sekunnin kaukosäädin Kaukosäädin Android -puhelimilla Lohkot, Java 3,66 x 3,66 m 2: 2 12-18 vuotta 7010 maailmanlaajuisesti (2018/2019)
VEX -robottikilpailu Freestyle (vain VEX -sarja) 15 sekunnin itsenäinen, 105 sekunnin kaukosäädin Kaukosäädin VEX: n omalla järjestelmällä Lohkot, C ++ , Modkit (VEX: n oma ohjelmointikieli) 3,66 x 3,66 m 2: 2 5–22 vuotta noin 20000 maailmanlaajuisesti (2018) YhdysvallatYhdysvallat Yhdysvallat
Robottien maailmanolympialaiset Normaali luokka Freestyle (vain Lego ) 120 sekuntia itsenäinen Ohjaus Lego Mindstorms NXT: llä tai Lego Mindstorms EV3: lla ei eritelmiä 2,36 x 1,14 m 1 6-12 vuotta
8-12 vuotta
13-15 vuotta
16-19 vuotta		 noin 26000 maailmanlaajuisesti (2018) YhdysvallatYhdysvallat Yhdysvallat
Avaa luokka Freestyle autonominen ei eritelmiä ei eritelmiä - - 8-12 vuotta
13-15 vuotta
16-19 vuotta
Jalkapallo -luokka Freestyle (vain Lego ) 2 × 4 min itsenäinen (käynnistin)
2 × 5 min itsenäinen		 Ohjaus Lego Mindstorms NXT: llä tai Lego Mindstorms EV3: lla ei eritelmiä 2,36 × 1,14 m (käynnistin)
2,43 × 1,82 m		 1: 1 8-15 vuotta (aloittaja)
8-19 vuotta
VEX -robottikilpailu
RoboCup
Lisää kilpailuja

Ohjelmat teollisuudelle ja tutkimukselle

opinnot

Robotiikan korkeakoulututkintoa kandidaatin ja maisterin tutkintoina tarjotaan nyt joissakin yliopistoissa. Kurssin sisältö on pääosin seuraava:

  • matematiikka
  • Sähkötekniikan perusteet
  • Tekninen mekaniikka
  • Tietojenkäsittelytieteen perusteet
  • Elektroniset komponentit ja piiritekniikka
  • Sähköinen mittaustekniikka
  • Digitaalinen tekniikka
  • Mikrotietokoneen tekniikka
  • Sähkömoottorit
  • Signaalit ja järjestelmät
  • Ohjaus- ja säätötekniikan perusteet
  • Tehomuuntimen tekniikka
  • Kinematiikka ja robottien hallinta
  • Kuvankäsittely
  • Liikeohjaus
  • Laitteisto- ja ohjelmistosuunnittelu automaatiotekniikassa
  • Simulaatiotekniikat
  • Mekatronisten järjestelmien suunnittelu
  • Ohjaustekniikka ja teollisuusväyläjärjestelmät
  • CNC-ohjattujen työstökoneiden tekniikka
  • Robotin ohjelmointi
  • Mobiilirobotit, itsenäiset järjestelmät ja robotin visio
  • Kuitukomposiitti ja erikoismateriaalit
  • Optiset anturit, tietokonenäkö
  • Vaihteistotekniikka
  • Sisällytetty järjestelmä

Tiedepalkintoja robotiikassa

Tutkimuslaitokset

Saksankielisten maiden tutkimuslaitoksia ovat (aakkosjärjestyksessä):

vastaanotto

Katso myös

kirjallisuus

  • Bruno Siciliano, Oussama Khatib: Springer Handbook of Robotics . Springer-Verlag, Berliini 2008, ISBN 978-3-540-23957-4 .
  • George Bekey, Robert Ambrose, Vijay Kumar: Robotics: State of the Art and Future Challenges . World Scientific Pub, Lontoo 2008, ISBN 978-1-84816-006-4 .
  • John J. Craig: Johdatus robotiikkaan - mekaniikka ja ohjaus . Prentice Hall International, Upper Saddle River 2005, ISBN 0-201-54361-3 .
  • Alois Knoll, Thomas Christaller: Robotiikka: Autonomous Agents. Tekoäly. Anturit. Suoritusmuoto. Koneoppiminen. Palvelurobotti. Robotit lääketieteessä. Navigointijärjestelmät. Neuraaliverkot. RoboCup. Arkkitehtuurit . Fischer (Tb.), Frankfurt, Frankfurt am Main 2003, ISBN 978-3-596-15552-1 .
  • Heinz W.Katzenmeier: Robotitekniikan perusteet: Vinkkejä ja temppuja tekemiseen . Elektor-Verlag, Aachen 2004, ISBN 978-3-89576-147-8 .
  • Thomas Söbbing: Robotiikan oikeudelliset kysymykset - "Juridisesta näkökulmasta: Robotti ohjelmistokäyttöisenä koneena". Julkaisussa: Innovation and Technology Law. (InTeR) 2013, ISSN  2195-5743 , s.43-51 .
  • Alex Ellery: Johdatus avaruusrobotiikkaan . Jumpperi; Praxis Pub, Lontoo / New York / Chichester 2000, ISBN 1-85233-164-X .
  • Roland Schulé: kokeita robotiikasta. Rakenna ja ohjelmoi malleja. Franzis-Verlag, 1988. ISBN 3-7723-9461-2

nettilinkit

Commons : Robotics  - kokoelma kuvia, videoita ja äänitiedostoja
Wikisanakirja: Robotit  - merkitysten selitykset, sanojen alkuperä, synonyymit, käännökset

Yksilöllisiä todisteita

  1. ↑ KUKA -tarina. KUKA AG, luettu 21. marraskuuta 2018 (osio KUKA tekee historiaa robotiikan edelläkävijänä ).
  2. ↑ Eva Wolfangel : Kuinka pitkälle ihmiset vievät itsensä tietokoneille? Julkaisussa: badische-zeitung.de , Computer & Medien , 18. helmikuuta 2017.
  3. ^ Robottiavusteisen etsintä- ja pelastuskeskus crasar.org
  4. ↑ Julkaisut VolksBotista ja sen antureista fyysinen nopea prototyyppijärjestelmä Volksbot
  5. ↑ eR2.IoT (@ eR2_IoT) | Viserrys. Lähde : twitter.com. Haettu 10. lokakuuta 2016 .
  6. ↑ Wired.com: Killer Ground 'Bots Out of Iraq: Kuinka niin? Englanti, Haettu 21. huhtikuuta 2008
  7. ↑ Robotiikan opinnot. Haettu 22. toukokuuta 2021 .
  8. ^ Robotiikka - Wilhelm Büchnerin yliopisto. Haettu 22. toukokuuta 2021 .
  9. ↑ https://eu-robotics.net/cms/index.php?idcat=170&idart=3553
  10. ↑ Fraunhoferin viestintä-, tietojenkäsittely- ja ergonomiainstituutin (FKIE) tutkimusosaston kognitiiviset mobiilijärjestelmät
  11. ↑ http://www.neurorobotik.de/
  12. ↑ http://homepage.informatik.w-hs.de/HSurmann/
  13. ↑ Automaattiset älykkäät järjestelmät
  14. ↑ Älykkäät itsenäiset järjestelmät
  15. ↑ Robotiikka ja sulautetut järjestelmät
  16. ^ Robotiikka ja sulautetut järjestelmät
  17. ^ Autonominen roottorikoneen testausalusta älykkäille järjestelmille - ARTIS
  18. ↑ http://www.igm.rwth-aachen.de/
  19. ^ Mekatronisten järjestelmien instituutti
  20. ^ Robotiikan instituutti, Linzin Johannes Keplerin yliopisto
  21. ↑ RRLAB
  22. ↑ Michael Baas: Vitra Design Museum valaisee ihmisen ja koneen välistä suhdetta. Julkaisussa: badische-zeitung.de , taide , 16. helmikuuta 2017.