𝗥𝗼𝗯𝗼𝘁𝗶𝗰𝘀 𝟭𝟬𝟭 Robotik dreht sich um den Bau von Maschinen, die in der Lage sind, in der physischen Welt unter Unsicherheit zu fühlen, zu entscheiden und zu handeln. Ein weit verbreiteter Standardrahmen (ISO 8373) beschreibt einen Roboter als einen programmierten, betätigten Mechanismus mit einem gewissen Grad an Autonomie, der sich in seiner Umgebung bewegt, um beabsichtigte Aufgaben auszuführen. Stellen Sie sich einen Roboter als eine Schleife vor, die tausende Male pro Minute läuft: Es beginnt mit dem Fühlen. Kameras, LiDAR, Radar, IMUs, Encoder, jeder liefert eine teilweise, rauschende Sicht auf die Welt und den eigenen Körper des Roboters. Der Roboter führt dann eine Zustandsabschätzung durch, was eine schicke Art zu sagen ist: „Angesichts rauschender Messungen, wo bin ich, wie schnell bewege ich mich und wie unsicher bin ich darüber?“ Ohne Schätzung basiert jede nachgelagerte Entscheidung auf Sand. Sobald der Roboter eine brauchbare Schätzung hat, führt er die Wahrnehmung durch: Objekte, freien Raum, Hindernisse und manchmal semantische Labels erkennen („das ist eine Palette“, „das ist ein Mensch“, „das ist eine Türöffnung“). Wahrnehmung ist der Bereich, in dem modernes ML viel hilft, aber es ist auch der Bereich, in dem die Robotik durch Randfälle bestraft wird: reflektierende Oberflächen, Staub, Regen, Bewegungsunschärfe, seltsame Geometrie. Dann kommt die Planung. Planung ist typischerweise geschichtet: ➤ Ein hochrangiger Planer entscheidet, was als Nächstes zu tun ist (zum Gang 7 gehen, Artikel A nehmen, zur Station zurückkehren) ➤ Ein Bewegungsplaner entscheidet, wie man sich ohne Kollisionen und innerhalb physikalischer Einschränkungen bewegt ➤ Ein Trajektoriengenerator glättet die Bewegung, sodass sie tatsächlich fahrbar ist (keine unmöglichen Beschleunigungen oder Rucke) Die Steuerung wandelt diesen Plan in Motorbefehle um. Das ist der Teil, den viele Menschen unterschätzen: Der Roboter „bewegt sich nicht zu einem Punkt“, er muss sich ständig korrigieren, während die Welt zurückdrückt (Radschlupf, Lastverschiebungen, Reibungsänderungen, Gelenke erwärmen sich). Unter all dem liegt die Hardware-Realität: Mechanik, Aktuatoren, Energie- und thermische Grenzen. Ein Roboter mit großartiger Software, aber schwacher Betätigung oder schlechter Wahrnehmung wird schnell unzuverlässig. Moderne Roboter sind selten ein einzelnes Monolith aus Software. Sie sind Systeme, die aus Modulen bestehen, die Datenströme veröffentlichen und abonnieren. Das ist ein Grund, warum ROS 2 als Systemrahmen weit verbreitet ist: Es fördert ein „Graph von Knoten“, die Nachrichten über Themen austauschen, mit einstellbarer Kommunikationszuverlässigkeit über QoS-Einstellungen.