Sensoren & Roboter

Ein Staubsaugerroboter kurvt durchs Wohnzimmer, stoppt vor der Treppe und findet allein zurück zur Ladestation. Kein Mensch steuert ihn, und Augen wie deine hat er nicht. Wie schafft er das? Die Antwort steckt in drei Bausteinen, die in fast jeder smarten Maschine arbeiten, vom Aufzug bis zum Mähroboter.

Drei Bausteine: Sensor, Programm, Aktor

Ein Roboter besteht aus drei Teilen. Sensoren messen die Welt: Abstand, Helligkeit, Temperatur oder Berührung. Das Programm entscheidet: Es liest die Messwerte und wählt nach seinen Regeln die nächste Aktion. Aktoren handeln: Motoren, Räder, Greifer oder Lautsprecher setzen die Entscheidung um. Merke dir die Kette: Sensoren sind die Sinne, das Programm ist das Gehirn, Aktoren sind die Muskeln.

Der Kreislauf: messen, entscheiden, handeln

Das Besondere ist, dass diese drei Schritte pausenlos im Kreis laufen, viele Male pro Sekunde. Der Staubsauger misst den Abstand zur Wand, entscheidet zu drehen, dreht, und misst sofort wieder. Eine Ampel mit Induktionsschleife im Asphalt misst, ob ein Auto wartet, entscheidet über die Grünphase und schaltet. Der Autofokus deiner Handykamera misst die Schärfe, entscheidet, in welche Richtung er stellen muss, und bewegt die Linse. Ohne diesen Kreislauf wäre ein Roboter nur eine Maschine, die stur ihr Programm abspult, egal was um sie herum passiert.

Wenn die Sinne täuschen

Sensoren sind nicht perfekt. Ein Abstandssensor liefert bei fünf Messungen fünf leicht verschiedene Werte, Sonnenlicht blendet Infrarotsensoren, und ein schwarzer Teppich schluckt das Signal so stark, dass mancher Staubsauger ihn für einen Abgrund hält. Gute Programme rechnen damit: Sie messen mehrfach, bilden Mittelwerte und kombinieren mehrere Sensoren, bevor sie entscheiden. Wer Roboter baut, muss also nicht nur programmieren können, sondern auch wissen, wie sehr er seinen Messwerten trauen darf.