Impuls Physik 4, Schulbuch

4 Industrieroboter Technologien der Zukunft Um 1900 glaubten viele Menschen, dass die Physik eine abgeschlossene Wissenschaft sei und alles bereits entdeckt wäre, was es zu entdecken gibt. Kurz darauf brachte Albert Einstein mit seinen Ideen das naturwissen- schaftliche Weltbild ins Wanken. Die Entdeckungen der Quantenphysik stellten zur Mitte des 20. Jahrhunderts die Physik erneut auf den Kopf. Und in den letzten dreißig Jahren prägte die Entwicklung der Computer und Roboter nicht nur die Technik, sondern unsere gesamte Kultur. Wie funktionieren Roboter? Roboter vereinen Mechanik und Elektronik. Sie finden in vielen Bereichen Anwendung. Unterwasserroboter tauchen in die Tiefen der Meere und erforschen dort den Lebensraum. Produktionsroboter werden zur Fertigung von Maschinen oder Fahrzeugen verwendet, zB in der Autoindustrie. Roboter arbeiten sehr präzise. Aber sie arbeiten nicht selbstständig, auch wenn es vielleicht den Anschein hat. Sie folgen Anweisungen, die von einer Programmiererin oder einem Programmierer festgelegt worden sind. Roboter folgen Anweisungen, die in einem Programm festgelegt sind. Solche Programme können intelligente Strukturen enthalten. Zum Beispiel kann man in einem Programm festlegen, dass ein Roboter eine Bewegung nur unter bestimmten Bedingungen ausführt. Was sind Quantencomputer? Die Prozessorentechnik entwickelt sich laufend weiter. Dies hat zur Folge, dass Computer immer leistungsfähiger werden. Seit einigen Jahren träumen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Entwicklung einer ganz neuen Computergeneration, dem so genannten Quantencomputer. Quantencomputer speichern Daten nicht in Bits, sondern in Qubits ab. Qubits sind Speichereinheiten auf kleinstem Raum, der so genannten Quantenwelt. Sie können neben den Zuständen 0 und 1 auch noch jede Menge weiterer Zustände speichern. Diese Zustände werden in der Quantenphysik als Superpositionen bezeichnet. Das würde bedeuten, dass solche Computer um ein Vielfaches mehr an Speichervorgängen und Rechnungen pro Zeiteinheit durchführen könnten und damit auch wesentlich schneller wären als herkömmliche Computer. Bisher ist es jedoch noch keinem Menschen gelungen, einen funktionie- renden Quantencomputer zu bauen. Über Quanten erfährst du mehr auf Seite 71. M M Beispiel eines kurzen Programms in einer sehr einfachen Programmiersprache Start wiederhole 4 mal wiederhole solange nicht ist wand schritt ende wiederhole rechtsdrehen ende wiederhole ende Was macht dieses Programm? Dieses Programm veranlasst einen Roboter, solange Schritte zu tätigen, bis vor ihm eine Wand ist. Dann dreht sich der Roboter automatisch nach rechts. Er geht dann erneut weiter, bis er wieder an eine Wand stößt. Er dreht sich erneut, um der Wand auszuweichen. Insgesamt wiederholt der Roboter diesen Vorgang vier Mal, bevor er stehen bleibt. 40 Arbeitsblätter vj4nf7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv