Teleoperation ermöglicht die Fernsteuerung eines Roboters durch einen menschlichen Bediener. Der Bediener sieht, was der Roboter sieht, und gibt ihm die entsprechenden Befehle. Sie kommt zum Einsatz, wenn die Aufgabe zu gefährlich, zu weit entfernt oder zu präzise ist, um direkt von Menschen ausgeführt zu werden. Beispiele hierfür sind Bombenentschärfung, Tiefseeforschung und Weltraummissionen.

Die einfachste Form der Teleoperation besteht aus einem Joystick und einer Videoübertragung. Der Bediener steuert den Roboter. Fortgeschrittenere Systeme nutzen haptisches Feedback, wodurch der Bediener spürt, was der Roboter berührt. Ein Chirurg, der einen da Vinci-Roboter verwendet, spürt den Widerstand des Gewebes. Ein Bombenentschärfer fühlt das Gewicht eines Objekts. Haptisches Feedback schließt den Regelkreis und macht die Teleoperation intuitiver.

Herausforderungen der Teleoperation

• Latenz: Verzögerung zwischen Befehl und Antwort.
• Bandbreite: Video- und Sensordaten erfordern einen hohen Datendurchsatz.
• Situationsbewusstsein: Der Bediener sieht nur das, was die Kameras zeigen.
• Steuerung: Zuordnung menschlicher Eingaben zu Roboterbewegungen.
• Sicherheit: Der Roboter muss im Falle eines Kommunikationsabbruchs ausfallsicher sein.

Latenz ist der Feind. Auf der Erde beträgt sie Millisekunden, auf dem Mond Sekunden und auf dem Mars Minuten. Ein Rover auf dem Mars kann nicht in Echtzeit gesteuert werden. Der Bediener sendet Befehle und wartet. Deshalb sind Mars-Rover teilautonom. Sie führen Befehle selbstständig aus und weichen Hindernissen aus. Teleoperation funktioniert am besten bei geringer Latenz. Bei Unterwasser-ROVs sorgt eine Verbindung mit einem Kabel für geringe Latenz. Bei Drohnen ermöglichen Funkverbindungen geringe Latenz innerhalb der Sichtlinie. Bei Operationsrobotern befindet sich der Chirurg im selben Raum. Teleoperation erweitert die Möglichkeiten des Menschen, ohne dessen Urteilsvermögen einzuschränken. Sie ist keine vollständige Autonomie, sondern eine Partnerschaft.