Was ist ein Cobot?

Ein Cobot ist ein kollaborativer Roboter, der speziell dafür entwickelt wurde, sicher und effektiv mit Menschen zusammenzuarbeiten.
Im Gegensatz zu traditionellen Industrierobotern, die typischerweise in abgesperrten Bereichen arbeiten und von Menschen ferngehalten werden müssen, können Cobots sicher in der Nähe von Menschen arbeiten, ohne dass dabei ein Risiko für Verletzungen besteht.

Cobots sind mit fortschrittlichen Sensoren und Technologien ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, ihre Umgebung und die Bewegungen von Menschen in der Nähe zu erkennen. Sie können auch programmiert werden, um bestimmte Aufgaben auszuführen, wie z.B. die Montage von Teilen, die Verpackung von Produkten oder die Durchführung von Inspektionsaufgaben. Da Cobots in der Lage sind, gemeinsam mit Menschen zu arbeiten, können sie die Effizienz und Produktivität in vielen industriellen Anwendungen steigern und gleichzeitig das Risiko von Verletzungen oder Unfällen verringern (Stangl, 2023).


Dazu einige Horrormeldungen aus den Medien:

Ein Industrie-Roboter in Südkorea hat einen Techniker zu Tode gequetscht. Der Roboter war dazu entworfen worden, Kisten mit Paprikaschoten zu greifen und sie auf eine Palette zu legen. Als der etwa 40 Jahre alte Mitarbeiter einer Robotik-Firma gerade dabei war, die Sensoren des Roboters zu kontrollieren, schnappte dieser sich den Techniker, stieß ihn mit dem Oberkörper gegen das Fließband und zerdrückte dabei Brust und Gesicht. Der Mann wurde ins Krankenhaus gebracht, erlag dort aber seinen schweren Verletzungen.
Im Volkswagenwerk Baunatal war ein 22-Jährige bei einer Produktionslinie der Elektromotorenfertigung mit dem Einrichten eines Roboters beschäftigt, als dieser ihn erfasste und gegen eine Metallplatte drückte. Der Mitarbeiter erlitt schwere Quetschungen im Brustbereich, wurde zwar wiederbelebt, starb aber später im Krankenhaus.

Literatur

Stangl, B. (2023, 23. Februar). Cobot . roboter lexikon.
https:// roboter.stangl.wien/cobot/

Begriffsklärungen: VR, MR, XR & AR

Mixed Reality (MR) ist eine Technologie, die die reale Welt mit der virtuellen Welt kombiniert, um eine immersive Erfahrung zu schaffen, die Elemente beider Welten in Echtzeit zusammenbringt. Im Gegensatz zu Virtual Reality (VR), bei der die Nutzer in eine vollständig virtuelle Welt eintauchen, oder Augmented Reality (AR), bei der virtuelle Objekte in die reale Welt eingefügt werden, ermöglicht MR den Nutzern die Interaktion mit virtuellen Objekten in der realen Welt und umgekehrt. Diese Technologie nutzt fortschrittliche Sensoren und Kameras, um die Umgebung des Nutzers zu erfassen und virtuelle Objekte darauf zu projizieren. MR kann in verschiedenen Bereichen wie Spiele, Bildung, Architektur, Gesundheitswesen und Unterhaltung eingesetzt werden.

Extended Realität (XR) ist ein Sammelbegriff, der die virtuelle Realität (VR), die erweiterte Realität (AR) und die gemischte Realität (MR) umfasst. XR geht also über die Grenzen einer einzelnen Realität hinaus und schafft ein nahtloses Erlebnis, das Elemente aus der realen und der virtuellen Welt miteinander verbindet. XR-Technologien werden durch Headsets, Kameras, Sensoren und andere Geräte ermöglicht, die dem Nutzer ein immersives Erlebnis bieten. Während VR die Benutzer in eine vollständig virtuelle Welt eintauchen lässt und AR virtuelle Objekte in die reale Welt einfügt, ermöglicht MR den Benutzern die Interaktion mit virtuellen Objekten in der realen Welt. XR-Anwendungen sind in verschiedenen Bereichen wie Unterhaltung, Bildung, Gesundheitswesen, Architektur und anderen Branchen zu finden. Sie bieten den Nutzern eine einzigartige Möglichkeit, in virtuelle Welten einzutauchen oder reale Welten mit digitalen Inhalten anzureichern.

Augmented Reality (AR) ist eine Technologie, bei der virtuelle Objekte in die reale Welt eingefügt werden, wodurch ein erweitertes Erlebnis entsteht. Im Gegensatz zur virtuellen Realität (VR), bei der die Nutzer in eine völlig virtuelle Welt eintauchen, können sie mit AR die reale Welt sehen und gleichzeitig digitale Inhalte wie 3D-Objekte, Text oder Bilder hinzufügen. Die AR-Technologie wird durch Smartphones, Tablets, Smart Glasses oder andere AR-fähige Geräte ermöglicht. Die Geräte erfassen die Umgebung des Nutzers und fügen dann virtuelle Inhalte zu dem Bild hinzu, das der Nutzer durch das Gerät sieht. AR-Anwendungen können in verschiedenen Bereichen wie Unterhaltung, Bildung, Gesundheitswesen und Werbung eingesetzt werden. Ein bekanntes Beispiel für AR ist die App Pokemon GO, bei der die Spieler ihre Umgebung mit ihrem Smartphone scannen und Pokemon in der realen Welt fangen können. Ein anderes Beispiel ist die IKEA-App, mit der Kunden virtuell Möbel in ihrer eigenen Wohnung ausprobieren können, um zu sehen, wie sie aussehen und passen.

Die virtuelle Realität (VR) ist eine Technologie, die es den Nutzern ermöglicht, in eine vollständig virtuelle Welt einzutauchen und ein intensives Erlebnis zu haben. VR wird durch spezielle Headsets ermöglicht, die dem Benutzer ein visuelles und oft auch akustisches Erlebnis bieten, das ihn in eine andere Realität versetzt. Das VR-Headset kann entweder per Kabel oder drahtlos mit einem Computer, einer Konsole oder einem Smartphone verbunden werden. Für das visuelle Erlebnis sorgt ein Display im Headset, das ein stereoskopisches 3D-Bild erzeugt, während das Audioerlebnis über eingebaute Lautsprecher oder Kopfhörer vermittelt wird. Die Benutzer können in der VR-Umgebung interagieren und in vielen Fällen auch die Umgebung beeinflussen. VR-Anwendungen können in verschiedenen Bereichen wie Unterhaltung, Bildung, Gesundheitswesen, Architektur und anderen Branchen eingesetzt werden. Ein bekanntes Beispiel für VR sind die VR-Versionen von Videospielen, bei denen die Benutzer in die Spielwelt eintauchen und mit ihr interagieren können. Ein weiteres Beispiel ist der Einsatz von VR in der Bildung, wo Schüler eine virtuelle Reise durch historische Orte unternehmen oder komplexe wissenschaftliche Konzepte auf visuell ansprechende Weise erleben können.

ChatGPT

ChatGPT steht für „Chat Generative Pretrained Transformer„. Es handelt sich hierbei um einen OpenAI-Modell, das mithilfe von maschinellem Lernen trainiert wurde, um auf natürliche Sprache basierende Fragen zu beantworten. ChatGPT verwendet einen Transformer-basierten Ansatz, um menschenähnliche Konversationen zu ermöglichen.

Gebäudetechnik, Heimautomation, smart home

  • Die Begriffe Haustechnik und Gebäudetechnik haben sich als Sammelbegriffe für eine Vielzahl an technischer Ausrüstung in Gebäuden etabliert, wobei sich beide Begriffe inhaltlich überschneiden und nicht immer klar voneinander abzugrenzen sind. Gebäudetechnik wird meist als Überbegriff aller technischer Bereiche und Ausstattungen in Gebäuden gebraucht. Dazu zählen etwa die Bereiche Schall-, Brand- und Wärmeschutz sowie Beleuchtung und Tageslicht. Ebenso umfasst die Gebäudetechnik die sogenannte Haustechnik, die speziell die Versorgung des Gebäudes in den Bereichen Wasser, Luft und Wärme beinhaltet (Neufert & Kister, 2005, p. 520).

In vielen Gebäuden findet heute zunehmend eine Automatisierung der Gebäudetechnik statt, deren Ziel es ist, Abläufe nach vorgegebenen Parametern oder (teil)autonom zu steuern. Die automatisierte Steuerung der Gebäudetechnik wird als Gebäudeautomation bezeichnet. Es erfolgt eine Vernetzung der technischen Einheiten im Gebäude. Die Vernetzung von Sensoren, Aktoren, Bedienelementen und Verbraucher erlaubt es, diese technischen Einheiten zu überwachen, zu steuern und zu optimieren.

Im Wohnbereich werden für die Gebäudeautomation die Bezeichnungen Heimautomation oder Hausautomation verwendet, die oft mit dem Schlagwort smart home bezeichnet wird. Ein smart home kann als eine Wohnumgebung definiert werden, die entweder den Komfort seiner Bewohner bei bereits bestehenden Tätigkeiten erhöht oder Funktionalitäten bietet, die ohne den Einsatz von Computertechnologien nicht möglich sind (Mennicken, Vermeulen & Huang, 2014, p. 105). Dieser Teilbereich der Gebäudeautomation ist spezifisch an die Gegebenheiten und Bedürfnisse der Bewohner in privaten Wohnungen und Häusern ausgerichtet. Es kommt dabei zu einer Verschmelzung von Funktionen der Gebäudetechnik mit Haushaltsgeräten und Komponenten der Unterhaltungs- und Kommunikationstechnik. Im Mittelpunkt der Heimautomation steht meist eine Erhöhung der Sicherheit, Lebens- und Wohnqualität bei gleichzeitiger effizienter Energienutzung. Die Steuerung erfolgt weitestgehend automatisiert oder über eine benutzerfreundliche Schnittstelle durch den Bewohner selbst. Gebäude erfüllen daher zunehmend die Definition eines Roboters, denn sie sind mit Sensoren, einer Steuerungseinheit und Aktoren ausgestattet. Die an unterschiedlichen Orten verteilten Sensoren liefern einen kontinuierlichen Datenstrom, der in einer Steuerungseinheit verarbeitet wird. Mittels Aktoren werden Anweisungen dieser Steuerungseinheit ausgeführt.

 

Sozialer Raum

Sozialer Raum wird als die „relationale (An)Ordnung von Lebewesen und sozialen Gütern an Orten“ definiert (Löw, 2001, p. 160). Die Bezeichnung der relationalen Anordnung verweist darauf, dass Raum durch die Elemente und deren Beziehungen zueinander entsteht. Der Begriff der Ordnung verweist auf die strukturelle Dimension von Raum. Unter sozialen Gütern werden vorwiegend materielle Objekte verstanden, die angeordnet werden können. Diese (An)ordnung erfolgt durch Menschen oder andere Lebewesen. Orte, die das Ziel und Resultat von (An)Ordnungen sind, bezeichnen eine konkret benennbare, meist geografisch markierte Stelle.

 

Roboter und soziale Roboter

„Roboter sind sensumotorische Maschinen zur Erweiterung der menschlichen Handlungsfähigkeit.“
(Christaller et al., 2001, p. 18)

Unter Roboter werden kombinierte technische Systeme verstanden, die aus verschiedenen funktionalen Komponenten bestehen. Die Komponenten eines Roboters können vereinfacht in Sensoren, Steuerungseinheit und Aktoren unterteilt werden (Oubbati, 2007, p. 10). Sensoren empfangen Daten zur Umwelt- und Selbstwahrnehmung, indem sie Zustände oder Veränderungen der Umgebung messen. Die Steuerungseinheit besteht aus Komponenten der Informatik und Telekommunikation, die zur Speicherung, Verarbeitung, Übertragung und Darstellung von Informationen dienen. Aktoren bzw. Aktuatoren ermöglichen die Aktionsfähigkeiten durch Antrieb und Bewegung des Roboters.

Blockschema der Teilsysteme eines Roboters (Oubbati, 2007, p. 10)

Der Begriff des Roboters hat jedoch in den letzten Jahren einen großen Wandel durchlaufen (Sziebig & Korondi, 2015). Roboter sind nicht mehr nur abgeschlossene Einheiten, die aus Sensoren, einer Steuereinheit und Aktoren bestehen. Roboter sind Teil größerer Informationsnetze, empfangen Befehle aus dem Internet, haben möglicherweise keine festen Sensoren an ihrem mechanischen Körper und sind in Autos, Unterhaltungselektronik oder Mobiltelefone eingebettet (Sziebig & Korondi, 2015).

Soziale Roboter

In der Literatur findet sich keine einheitliche Definition sozialer Roboter. Definitionen fallen je nach Forschungsrichtung und Kontext unterschiedlich aus. Zudem beinhalten Definitionen sozialer Roboter meist eine spezifische Sichtweise auf die Rollen, Aufgaben und soziale Interaktion mit Robotern. Gemeinsam ist den meisten Definitionen, dass die Interaktionsfähigkeiten ein zentrales Merkmal sozialer Roboter sind. Aus einer mensch-zentrierten Perspektive können soziale Roboter über die natürlicher Art und Weise der Interaktion definiert werden (Breazeal, 2004). Die Interaktion erfolgt meist über menschliche Sprache, Gestik, Mimik oder Körpersprache. Aus einer Roboter-zentrierten Perspektive werden soziale Roboter als verkörperte Akteure verstanden, die Teil der heterogenen Gruppe sind, fähig sind, sich gegenseitig zu erkennen, soziale Interaktionen zeigen, über Erinnerungen verfügen, miteinander kommunizieren und voneinander lernen (Fong, Nourbakhsh & Dautenhahn, 2003). Eine ähnliche Definition sozialer Roboter lautet:

„A physical entity embodied in a complex, dynamic, and social environment sufficiently empowered to behave in a manner conducive to its own goals and those of its community.“
(Duffy, 2003, p. 177)

In einem Bericht des Rechtsausschusses des Europäischen Parlaments mit Empfehlungen an die Kommission zu den zivilrechtlichen Regelungen im Bereich Robotik werden diese Eigenschaften für „intelligente autonome Roboter“ angeführt (Europäisches Parlament, 2017, p. 24):

  • „die Fähigkeit, über Sensoren und/oder über den Datenaustausch mit seiner Umgebung (Interkonnektivität) Autonomie zu erlangen und diese Daten zu analysieren,
  • die Fähigkeit, durch Erfahrung und Interaktion zu lernen,
  • die Form der physischen Unterstützung des Roboters,
  • die Fähigkeit, sein Verhalten und seine Handlungen an seine Umgebung anzupassen.“

Weitere Definitionen in der Literatur erwähnen folgende spezifischen Fähigkeiten sozialer Roboter:

    • Zeigen und/oder Erkennen von Emotionen,
    • Kommunikation über komplexere Sprache,
    • Erkennen anderer Akteure,
    • Aufbau und Erhalt sozialer Beziehungen,
    • Verwenden menschlicher Gestik, Mimik und Körpersprache,
    • Zeigen einer Persönlichkeit und eines eigenständigen Charakters,
    • Lernen und Entwickeln sozialer Fähigkeiten,
    • Verfügen über Erinnerungen,
    • Folgen sozialer Regeln und anpassen an soziale Situationen.

In dieser Arbeit werden soziale Roboter als Handlungsträger und Akteure menschlicher Lebensräume verstanden. Neben den soziale Fähigkeiten ist die Handlungsträgerschaft wesentliches Merkmal sozialer Roboter. Die Handlungsträgerschaft bezieht sich auf die Fähigkeit Handlungen auszuführen, die Bezeichnung Akteur verweist auf die verstärkte Tendenz zur Eigenläufigkeit dieser technischen Systeme.

Roboter, deren Konstruktion der menschlichen Gestalt nachempfunden sind, werden auch als humanoide Roboter bezeichnet. In dieser Arbeit sind mit Robotern stets soziale Roboter gemeint. Andernfalls sind sie speziell angeführt, etwa Roboter in der Industrie.