Die Aufgabe eines menschlichen Arms besteht darin, die Hand in verschiedene Positionen zu bewegen. Die Aufgabe eines Roboterarms besteht in ähnlicher Weise darin, einen Endeffektor zu bewegen. Sie können verschiedene Arten von Endeffektoren für bestimmte Anwendungsszenarien an einem Roboterarm anbringen. Ein gängiger Typ eines nichtterminalen Aktuators, der verschiedene Gegenstände greift und bewegt, ist eine vereinfachte Version einer menschlichen Hand.
Roboterarme verfügen häufig über eingebaute Drucksensoren, die dem Computer mitteilen, wie fest der Roboter einen bestimmten Gegenstand greift. Dadurch wird verhindert, dass der Gegenstand in der Hand des Roboters herunterfällt oder zerdrückt wird. Andere nicht angeschlossene Aktuatoren sind Lötlampen, Bohrer und Farbsprühgeräte.
Industrieroboter sind darauf spezialisiert, in einer kontrollierten Umgebung immer wieder genau dieselbe Arbeit auszuführen. Ein bestimmter Roboter könnte beispielsweise dafür verantwortlich sein, Deckel auf Erdnussbuttergläser zu schrauben, die auf einem Fließband transportiert werden. Um dem Roboter diese Aufgabe beizubringen, würde ein Programmierer den Roboterarm mit einer Handsteuerung durch die gesamte Abfolge der Aktionen führen. Der Roboter speichert die genaue Bewegungsabfolge im Speicher und führt sie anschließend immer wieder aus, wenn ein neues Glas auf dem Fließband transportiert wird.
Die meisten Industrieroboter arbeiten an Automobil-Fließbändern, wo sie für die Montage von Autos verantwortlich sind. Bei vielen dieser Arbeiten sind Roboter viel effizienter als Menschen, weil sie sehr präzise arbeiten. Egal, wie viele Stunden sie gearbeitet haben, sie können immer noch mit der gleichen Kraft an denselben Stellen Löcher bohren und Nägel eindrehen. Fertigungsroboter spielen auch in der Computerindustrie eine wichtige Rolle, wo ihre unglaublich präzisen Hände einen winzigen Mikrochip zusammenbauen können.
Roboterarme sind relativ einfach zu bauen und zu programmieren, da sie in einem begrenzten Bereich arbeiten. Wenn Sie einen Roboter in die große weite Welt hinausschicken, wird es etwas komplizierter.
Die erste Herausforderung besteht darin, ein funktionsfähiges Fortbewegungssystem für den Roboter bereitzustellen. Wenn sich der Roboter nur auf ebenem Boden bewegen muss, sind Räder oder Ketten oft die beste Wahl. Wenn die Räder und Ketten breit genug sind, eignen sie sich auch für unwegsameres Gelände. Roboterdesigner verwenden jedoch häufig Strukturen mit Beinen, da diese anpassungsfähiger sind. Der Bau von Robotern mit Beinen hilft den Forschern auch dabei, etwas über die natürliche Kinematik zu lernen, eine nützliche Praxis im Bereich der biologischen Forschung.
Die Beine eines Roboters werden normalerweise durch hydraulische oder pneumatische Kolben vor und zurück bewegt. Die einzelnen Kolben sind an verschiedenen Beinteilen befestigt, so wie Muskeln an verschiedenen Knochen. Es ist eine Herausforderung, alle diese Kolben richtig zusammenarbeiten zu lassen. Im Kleinkindalter muss das menschliche Gehirn herausfinden, welche Muskeln gleichzeitig angespannt werden müssen, damit ein aufrechter Gang ohne Umfallen möglich ist. Ebenso muss der Entwickler eines Roboters die richtige Kombination von Kolbenbewegungen für den Gang herausfinden und diese Informationen in den Computer des Roboters programmieren. Viele mobile Roboter verfügen über ein eingebautes Ausgleichssystem (z. B. eine Reihe von Gyroskopen), das dem Computer mitteilt, wann die Bewegungen des Roboters korrigiert werden müssen.