Seit der Entwicklung der ersten Roboter zu Beginn des 20. Jahrhunderts haben sich diese stetig weiterentwickelt – bis hin zu hochmodernen Modellen, deren Handlungsfähigkeit und Autonomie teilweise schon an die des Menschen heranreichen. Roboter gewinnen in den Anwendungsfeldern, in denen sie eingesetzt werden – ob in der Industrie, im Militär, im medizinischen Bereich, im häuslichen Umfeld oder in der Unterhaltung – zunehmend an Bedeutung. In diesem Artikel beleuchten wir von Alcimed das Thema autonome Robotik und gehen der Frage nach: Welche zwei- und vierbeinigen Lösungen eignen sich am besten für den industriellen Einsatz?
Seit den ersten Robotiklösungen zu Beginn des 20. Jahrhunderts – etwa dem elektrischen Hund von John Hammond und Benjamin Miessner im Jahr 1915 oder dem elektronischen Fuchs von Albert Ducrocq im Jahr 1953 – hat sich die Robotik erheblich weiterentwickelt. Robotische Systeme sind komplexer, agiler und leistungsfähiger geworden und haben sich in zahlreichen Bereichen etabliert, darunter Medizin, Militär und Industrie.
Auch wenn Roboter den Menschen in einigen industriellen Anwendungen ersetzen können – was ethische, soziale und wirtschaftliche Fragen aufwirft, die berücksichtigt werden sollten –, liegt das Hauptinteresse ihrer Entwicklung weiterhin darin, den Menschen zu unterstützen: insbesondere in gefährlichen Situationen oder bei Aufgaben, die schwer auszuführen sind. So wurden Industrieroboter zunächst entwickelt, um den Menschen in gefährlichen Umgebungen (z. B. im nuklearen Bereich), an schwer zugänglichen Orten (z. B. bei Bränden) oder in stark zerstörten Gebieten (z. B. nach Katastrophen) zu ersetzen. Ihr Einsatz begrenzt die Gefährdung von Menschen und ermöglicht Erkundungs-, Inspektions-, Wartungs- und sogar Rettungseinsätze, ohne menschliches Leben zu gefährden. Ebenso können Roboter körperlich anstrengende Aufgaben übernehmen – sei es beim Heben schwerer Lasten oder beim präzisen und/oder wiederholten Ausführen bestimmter Handlungen.
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Unter den vielfältigen existierenden Robotern konzentriert sich ein Bereich der Robotik auf die Entwicklung von Maschinen, die sich möglichst nah an der menschlichen oder tierischen Fortbewegung orientieren – sei es auf zwei Beinen oder auf vier. Dieser Typ autonomer Roboter gilt zweifellos als einer der komplexesten in der Entwicklung, da Gehbewegungen nicht linear sind und ein hochkomplexes dynamisches Gleichgewicht erfordern, das sowohl rechnerisch als auch energetisch anspruchsvoll ist.
Heute existieren bereits mehrere Dutzend zwei- und vierbeinige Robotiklösungen, während sich Hunderte weitere noch im Patentstadium befinden. Diese Roboter bewegen sich zunehmend stabil und flexibel – besonders die vierbeinigen Lösungen –, auch wenn die Geschwindigkeit und Beweglichkeit von Mensch oder Tier noch längst nicht erreicht sind. Auch ihre Greiffähigkeit, insbesondere die von zweibeinigen Robotern, hat sich stark verbessert. Die fortschrittlichsten unter ihnen sind inzwischen in der Lage, Werkzeuge oder Alltagsgegenstände zu nutzen. Diese Entwicklung bringt sie ihren menschlichen Vorbildern noch näher und vervielfacht die möglichen Einsatzszenarien humanoider Roboter: Zahlreiche Aufgaben können von diesen autonomen Robotern ausgeführt werden – entweder als Ersatz oder als Ergänzung zum Menschen.
Viele Robotiklösungen kommen dem Menschen oder Tieren sowohl in ihrer Beweglichkeit als auch in ihrer Bandbreite an Handlungen immer näher. Für den Industriesektor stechen jedoch zwei vierbeinige Roboterhunde besonders hervor: SPOT des US-Unternehmens Boston Dynamics sowie ANYmal, entwickelt in der Schweiz von der ETH Zürich und ANYbotics. Diese beiden Roboter scheinen deutlich besser für industrielle Anwendungen geeignet zu sein als die aktuell entwickelten zweibeinigen Modelle. SPOT und ANYmal bewegen sich sowohl in Innen- als auch in Außenbereichen agil, überwinden Hindernisse, steigen Treppen und öffnen Türen. Damit gehören sie zu den fortschrittlichsten Lösungen für Inspektions- und Wartungsaufgaben in der Industrie.
Die Bewegungs- und Greiffähigkeiten von Robotern verbessern sich kontinuierlich, und die in den kommenden Jahren entwickelten Lösungen werden zweifellos eine größere Bandbreite an Aufgaben mit noch höherer Präzision ausführen können. Parallel dazu schreiten auch die Entwicklungen in den Bereichen Autonomie und künstliche Intelligenz voran, wodurch sich die bestehende Lücke zwischen Mensch und Maschine zunehmend verkleinert. Dies eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten, verstärkt aber zugleich die gesellschaftliche Debatte über die Rolle der Maschine in unserem Leben.
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Über die Autorin,
Margot, Senior Consultant in Alcimeds Energie-, Umwelt- und Mobilitätsteam in Frankreich
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