Der erste Beitrag zum Thema Robotik in der Psychiatrie setzt sich mit der wissenschaftlichen Disziplin der Robotik generell auseinander und beschreibt deren Herkunft.
Robotik gehört sowohl zu den Ingenieur- als auch Naturwissenschaften und vereint verschiedene Bereiche wie Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik. Bei Robotik handelt es sich um die Planung, Konstruktion und Nutzung von Robotern. Ein Roboter kann als eine Einheit bezeichnet werden, die mit der physischen Welt anhand von Sensoren, Aktoren und Informationsverarbeitung interagiert. Mithilfe von Programmierung wird eine Zusammenarbeit zwischen Roboter-Elektronik und Roboter-Mechanik ermöglicht.
Ursprung der Robotik
Tatsächlich ist das Gebiet der Robotik älter als gedacht. Bereits vor über 2000 Jahren hat sich der griechische Mathematiker Heron von Alexandria mit verschiedenen Automaten auseinandergesetzt. Er entwickelte Automaten, die Tempeltüren öffnen konnten oder Musik abspielten. Besonders bekannt ist sein sogenannter Heronsball, der als Vorläufer der Dampfmaschine gilt. Später entwarf Leonardo da Vinci einen roboter-ähnlichen Ritter, der durch Seile und Rollen bewegt wurde. Die Technik war jedoch vermutlich nicht genug fortgeschritten, um den Roboter zu konstruieren. 1939 wurde auf der New Yorker Weltausstellung ein Roboter namens Elektro vorgeführt. Elektro war ein humanoider Roboter mit beweglichen Armen und Beinen, der ca. 700 Wörter sprechen konnte. Ab den 60-70er Jahren wurden Roboter industriell eingesetzt und übernahmen gefährliche oder repetitive Arbeiten. Mit der technologischen Entwicklung wurden Roboter dann zunehmend in verschiedenen Gebieten eingesetzt.
Einsatzgebiete von Robotern
Als erstes wurden Roboter für den industriellen Gebrauch als nützlich entdeckt. Industrieroboter sind programmierbare Maschinen, die bei der Handhabung, Montage oder Bearbeitung von Werkstücken eingesetzt werden. Sie übernehmen Arbeiten, die für den Menschen gefährlich oder unzumutbar sind. Zudem arbeiten Industrieroboter vor allem bei repetitiven Aufgaben genauer und schneller als der Mensch. Industrieroboter bestehen zumeist aus einem Roboterarm, einem Greifer, Sensoren sowie einer Steuerungseinheit. Sie werden immer häufiger eingesetzt und übernehmen heute eine Vielzahl an Aufgaben. Beispielsweise werden Autos mit Unterstützung von Robotern hergestellt. Die Herstellung moderner Mikroprozessoren wäre ohne Roboter gar nicht mehr möglich.
Die Weiterentwicklung der Industrieroboter hat die sogenannten Kollaborativen Roboter, auch Cobots genannt, hervorgebracht. Im Gegensatz zu Industrierobotern arbeiten Cobots nicht vom Menschen getrennt, sondern unterstützen den Mensch bei seiner Arbeit. Sie dienen der Zusammenarbeit zwischen Robotern und Menschen und sind flexibler einsetzbar sowie leichter zu programmieren als herkömmliche Industrieroboter. Durch den Einsatz von Cobots verändert sich der Tätigkeitsbereich des Personals zu vermehrter Programmierung von Maschinen oder Qualitätskontrollen am Ende des maschinellen Produktionsprozesses. Cobots sollen die Arbeitsplätze des Menschen nicht ersetzen sondern ergänzen.
Eine weitere Roboterart sind die autonomen Transportsysteme. Ein autonomes Transportsystem bezeichnet ein fahrerloses Transportfahrzeug, dass automatisch gesteuert wird. Dies wird beispielsweise eingesetzt, um Produktionsmaterialien innerhalb der Produktionsstätte zu transportieren. Besonders in Lagerhallen ist der Einsatz von autonomen Transportsystemen beliebt, um Waren zu transportieren. Autonome Transportsysteme navigieren sich entweder über Laser, indem sie Etiketten an bestimmten Orten scannen und so ihr Ziel finden, oder optisch, zum Beispiel über das Erkennen von Farben. Weitere Möglichkeiten zur Navigation sind Schienen oder Antennen. Je nach Navigationsart sind die autonomen Transportsysteme flexibler oder weniger flexibel einsetzbar. Am flexibelsten sind Roboter, die ihre Umgebung scannen und eine virtuelle Karte ihrer Umgebung anlegen. Diese Karten können sie mit anderen autonomen Transportsystemen teilen und so die optimale Route für den Transport erstellen.
Service-Roboter beschreiben ein breites Anwendungsgebiet von Robotern, die Dienstleistungen für den Menschen erbringen. Dazu gehören zum Beispiel Roboter, die als Haushaltshilfe fungieren, wie Staubsauger- oder Rasenmährerroboter. Weiter werden Serviceroboter in der Überwachung, Gastronomie und Landwirtschaft eingesetzt. Serviceroboter werden auch im medizinischen Bereich zunehmend eingesetzt. Zum Beispiel können sie als Therapiebegleiter fungieren und Menschen unterstützen, die das Gehen neu erlernen müssen. Ein Gangroboter, auch Exoskelett genannt, kann es gelähmten Menschen ermöglichen. sich ohne fremde Hilfe fortzubewegen. Im Operationssaal unterstützen Roboter Chirurgen bei minimalinvasiven Eingriffen. Anstatt selbst mit Skalpell zu arbeiten, bedient der Chirurg einen Roboter mithilfe eines Joysticks und Fusspedalen. Operationen, die mit Unterstützung von Robotern durchgeführt werden, dauern weniger lange und sind schonender für den Patienten. Eine weitere Art von Servicerobotern sind Spielzeugroboter. Sony bietet beispielsweise einen Roboterhund namens Aibo zum Verkauf an. Aibo ist ein Unterhaltungsroboter, der seine Umgebung mittels Kamera und Mikrofon wahrnehmen kann. Der Roboterhund verfügt über ein Lernprogramm und soll mithilfe dessen eine eigene Persönlichkeit entwickeln.
Teil 2: Robotik in der Medizin
