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„Wie funktioniert das eigentlich?“ – „Embedded Systems“ sind verbreiteter, als wir denken

„Wie funktioniert das eigentlich?“ - „Embedded Systems“ sind verbreiteter, als wir denken
„Wie funktioniert das eigentlich?“ - „Embedded Systems“ sind verbreiteter, als wir denken
Wie die Zukunft solcher Embedded Systems aussieht, hängt zum größten Teil von der eigenen Anwendung und deren Anforderungen ab. Foto: I000s_pixels/Shutterstock

Embedded Systems sind nicht mehr aus unserem heutigen Leben wegzudenken. Angefangen mit dem Apollo Guidance Computer, das erste integrierte System, um die Navigation der amerikanischen Raumflüge in den 60er- und 70er-Jahren anzusteuern.

Dabei sind Embedded Systems weit verbreiteter, als man denkt: Fahrstühle, implantierbare Blutpumpen, Fahrzeuge, elektronisch geregelte Beleuchtung, Röntgengeräte, Flugzeuge, Herzschrittmacher und so weiter. Der gemeinsame Nenner ist ein Embedded System, das aus mindestens einem Mikrorechner, Stromversorgung, Speicher, Sensoren und Motoren besteht.

Im Mikrorechner läuft ein Programm in Real Time, das Signale aus der Umgebung ausliest, diese auswertet und entsprechend die Ausgänge verändert. Dadurch wird zum Beispiel die linke Bremse eines Fahrzeuges stärker als die rechte angezogen, oder es werden elektrische Impulse ans menschliche Herz gegeben, damit das Herz ununterbrochen weiterschlägt. Im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts wurden mehr als 98 Prozent aller produzierten Mikrorechner in Embedded Systems eingesetzt.

Eine brisante Entwicklung, die die Produktionslandschaft in den vergangenen Jahrzehnten geprägt hat, ist der Roboter, dessen Kern ein Embedded System ist, das zusammen mit anderen Produktionsmaschinen die Basis der Industrie 4.0 bildet. Anfangs verlieh die integrierte Elektronik dem Roboter die Fähigkeit fest vorgeschriebener Bewegungsabläufe, das heißt die reine Ansteuerung von dessen Gelenken.

Mit der Integration von neuen Sensoren, künstlicher Intelligenz und feineren Tools kann das Embedded System des Roboters eine kooperative und sichere Arbeit mit dem Menschen ermöglichen. So werden Anwendungen fern einer Produktionsstraße wahr, wie bei der Unterstützung einer komplexen Chirurgie.

Wie die Zukunft solcher Embedded Systems aussieht, hängt zum größten Teil von der eigenen Anwendung und deren Anforderungen ab. Um die Herausforderungen zu beherrschen, sind folgende Features bereits jetzt notwendig: Energiegewinnung aus der Umgebung, erhöhte Sicherheit für den Menschen, verbesserte Robustheit gegenüber (un)absichtlichen Störungen und die Verteilung der Rechenleistung im Gesamtsystem.

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