Wat is informatica?

Informatica is een wetenschap of studie die zich richt op de implementatie en toepassing in van informatie en gegevens in computersystemen. Daarnaast richt informatica zich ook op de theoretische fundamenten van informatie en het rekenen. Informatica heeft tot doel het beheren en manipuleren van gegevens op een zo effectief mogelijke manier zodat andere personen de gegevens makkelijk kunnen raadplegen, bewerken en verwerken.

Een professional op het gebied van informatica zou je een informaticus kunnen noemen. Deze heeft ervaring met het verzamelen van gegevens en gebruikt daarvoor verschillende systemen. Tegenwoordig zijn deze systemen vrijwel allemaal digitaal. Een informaticus maakt dus in de praktijk veel gebruik van computersystemen.

Informatici en informatica in de praktijk
Informatici spelen een belangrijke rol in bedrijven maar ook bij andere deelnemers in de maatschappij. In vrijwel elk aspect van de maatschappij worden tegenwoordig computers gebruikt en worden gegevens vastgelegd. Het klinkt misschien gek maar al voor de geboorte van een kind worden de gegevens van een zwangerschap en de groei van de foetus bijgehouden in een computersysteem. Als het kind geboren wordt dient men de geboorte te laten registeren bij de gemeente. Vanaf dat moment worden alleen maar meer programma’s gebruikt om gegevens over de persoon te verwerken. Tot de dood en zelfs na de dood blijven gegevens over mensen geregistreerd. Er komen dus alleen maar meer gegevens bij. Daarom is het werk van informatici belangrijk.

Informatica is breed
Niet alleen van mensen worden gegevens bijgehouden. Ook van machines, voertuigen, gebouwen, wetten, regels en logistieke processen worden gegevens geregistreerd. Een informaticus heeft te maken met software. Dit zijn de programma’s die op computers is geïnstalleerd om gegevens te beheren. Een informaticus moet veel verstand hebben van de toepassing van softwaresystemen en moet de juiste keuze maken als een softwaresysteem wordt aangewend om bepaalde gegevens te verwerken. De keuze van de juiste software wordt steeds belangrijker. Ook de keuze van hardware is belangrijk. Een informaticus moet zich ook verdiepen in processen binnen bedrijven en organisaties om de juiste keuze voor een bepaald softwarepakket te kunnen maken.

Wat is een turingmachine?

Een turingmachine is in de informatica  een model van berekening en berekenbaarheid. Het ie een zeer eenvoudig mechanisme dat is ontwikkeld door de wiskundige Alan M. Turing. De turingmachine is naar hem vernoemd en is beschreven in het inmiddels beroemde artikel “On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem” uit 1936-37 dat geschreven is door Alan M. Turing.

Een turingmachine is een mechanisme dat symbolen kan manipuleren en de logica van elke mogelijke computer simuleren. In één stap kunnen door de turingmachine twee verschillende waarden worden aangepast. Door de eenvoudige werking van een turingmachine kan men met dit systeem naar alle waarschijnlijkheid elke berekening uitvoeren zolang de berekening maar beschreven kan worden.

Turingmachine is geen echte machine
Als men het over een turingmachine heeft dan zou men verwachten dat men het over een daadwerkelijke machine heeft. Dit is echter niet het geval. De turingmachine is niet bedacht voor de praktische computertechnologie, dit houdt in dat er geen turingmachine wordt gebouwd. Dit is technisch echter wel mogelijk maar totaal niet praktisch. Er zou dan een machine worden gebouwd met een eindige band die in onderverdeeld in een eindige hoeveelheid vakjes.

Een dergelijke machine zou omvangrijk zijn en totaal geen toegevoegde waarde hebben. Er zijn tegenwoordig al veel betere en complexere machines in een zeer klein formaat beschikbaar. De turingmachine is daarom vooral een theoretische machine een machine die gebruikt kan worden als een gedachte-experiment rond de limieten van mechanische berekeningen.

Waaruit bestaat een turingmachine?
Een turingmachine is geen echte machine die gebouwd wordt. In theorie bestaat de machine echter uit twee onderdelen. Een halfoneindige band waarop een oneindige hoeveelheid vakjes zijn weergegeven. Deze band heeft een beging maar heeft een oneindige lengte. Dit houdt in dat de lengte van de band altijd doorloopt en nooit stopt. Op elk moment is echter slechts een eindig deel van deze band beschreven.

Er is ook een apparaat nodig waarmee de band beschreven kan worden. bovendien moet dit apparaat de gegevens ook kunnen lezen. Een dergelijk apparaat wordt ook wel eindigetoestandsautomaat genoemd. Het feit dat de turingmachine gebruik maakt van een oneindige band maakt het in de praktijk zeer moeilijk om een dergelijke machine echt daadwerkelijk te bouwen. Bovendien heeft deze machine geen praktisch nut.

Wat is robotica en waar houdt deze tak van mechatronica zich mee bezig?

Robotica is, zoals in de titel van deze tekst is aangegeven, een technisch vakgebied dat valt onder mechatronica. In het vakgebied robotica wordt de toepassing van robots in de samenleving bestudeerd. Er wordt gekeken naar zowel de theoretische als de praktische mogelijkheden om robots toe te passen in verschillende onderdelen van de samenleving. Zowel sociale ontwikkelingen als technische ontwikkelingen zijn van invloed op robotica. Tegenwoordig worden robots niet alleen maar toegepast in de techniek, ruimtevaart en productiebedrijven. Robotica ontwikkelt ook robots voor onder andere de beveiliging, ziekenhuizen en zorginstellingen. Door deze ontwikkelingen nemen robots in toenemende mate taken over van mensen. De meeste mensen hebben geen problemen met het toepassen van robots in de techniek. Over het toepassen robots in ziekenhuizen en zorginstellingen zijn de meningen echter verdeeld.

Welke technische aspecten komen bij robotica aan de orde?
Een belangrijk technisch aspect bij robotica is de integratie van systemen. Robots zijn uitgerust met verschillende technische systemen waarbij de robot zijn plaats moet bepalen. Dit gebeurd aan de hand van sensoren. Dit wordt ook wel sensing genoemd. Dit is een techniek die onder robotica gerekend kan worden. Sensing is gericht op het bestuderen van de werking en het ontwerp van sensoren. Het waarnemingsvermogen van een robot is van groot belang omdat een robot aan de hand van deze waarnemingen de juiste plaats kan innemen en de juiste handelingen kan verrichten.

Een robot moet de informatie die doormiddel van de sensoren naar binnen komt vertalen naar handelingen. Deze handelingen worden door de actuatoren van de robot uitgevoerd. Een robot is geen mens en kan daarom zijn eigen handelingen niet bepalen. Daarvoor is programmering nodig. Een robot wordt van te voren geprogrammeerd om bepaalde handelingen uit te voeren. Deze programmering is gekoppeld aan de informatie die doormiddel van de sensoren binnenkomt. Wanneer bijvoorbeeld een object een robot nadert nemen de sensoren van de robot dit waar. Vervolgens wordt een seintje gegeven naar het geprogrammeerde deel van de robot. Daarin kan worden vastgelegd dat de robot zijn arm beweegt als het object de robot op een meter afstand is genaderd.

Er wordt binnen een robot nogal wat informatie uitgewisseld. In een robot komen verschillende technische aspecten samen zoals informatica, elektronica, elektrotechniek en werktuigbouwkunde. Robotica is een dynamisch vakgebied waarbij deze verschillende technische vakgebieden zorgvuldig op elkaar moeten worden afgestemd om tot een goed werkend geheel te komen.  Robots zijn verschillend. Dit heeft in belangrijke mate te maken met de toepassing van de robots.

Waar worden robots toegepast?
Aan een robot die in de ruimte wordt gestuurd om werkzaamheden te verrichten aan een ruimtestation worden andere eisen gesteld dan aan een robot die in een fabriek technische werkzaamheden uitvoert. Daarnaast worden aan robots die voor defensie worden gebruikt weer andere eisen gesteld dan aan robots die worden ontwikkelt voor zorginstellingen. Het gebruik van robots voor zowel defensie als voor zorginstellingen staan wel ter discussie. Ethische en sociale aspecten spelen hierbij een rol. Is het wel verantwoord om robots te laten beslissen over leven en dood op het slagveld? Is het voor gehandicapten wel prettig om geholpen te worden door een robot? Dit zijn maatschappelijke vraagstukken die niet enkel en alleen door de techniek kunnen worden beantwoord. Robotica houdt zich echter wel met deze aspecten bezig en kijkt daarom ook naar de vormgeving van robots. Voor zorginstellingen worden robots ontwikkelt die er zo menselijk mogelijk uit zien. Een robot kan echter nooit een mens geheel vervangen. Een mens is een sociaal wezen en die heeft behoefte aan contact met medemensen anders ontstaan sociale afwijkingen.

Wat is telematica en wat valt er onder telematica?

Telecommunicatie is tegenwoordig niet meer weg te denken in de maatschappij. De maatschappij draait voor een groot deel om communicatie. Hiervoor kunnen verschillende communicatiemiddelen worden gebruikt. Het is belangrijk dat communicatienetwerken goed worden aangelegd. Wanneer dit niet gebeurd kunnen verbindingen niet tot stand worden gebracht en kan de communicatie tussen zender en ontvanger niet mogelijk worden gemaakt. De maatschappij draait voor een belangrijk deel om bereikbaarheid. Ben je bereikbaar dan doe je mee. Organisaties moeten zowel intern als extern goede verbindingen hebben. Telematica is een technisch vakgebied dat zich bezig houdt met de bereikbaarheid van bedrijven en andere organisaties op het gebied van communicatiemiddelen.

Definitie van telematica
Telematica draait, zoals de naam al doet vermoeden, voor een groot deel om telecommunicatie. Daarnaast is telematica ook verbonden aan informatica. Telematica en informatica zijn vaak nauw met elkaar verbonden. In veel definities van telematica wordt telematica de samenvoeging van informatica en telecommunicatie genoemd. In feite is telematica een technisch vakgebied dat zich richt op het overbrengen van informatie tussen verschillende locaties zonder dat mensen zich daarbij hoeven te verplaatsen. Telematica gebruikt hiervoor verschillende communicatiesystemen.

Telematica verbindingen
Bij telematica worden verschillende verbindingen en netwerken aangelegd. Hierbij kan gedacht worden aan computernetwerken, dataverbindingen, satellietcommunicatie en telefoonverbindingen. Daarvoor kan worden gebruik gemaakt van verschillende kabels om gegevens en informatie te transporteren. Dit transport van gegevens wordt ook wel het transport van data genoemd oftewel datacommunicatie. Een aantal voorbeelden hiervan zijn coaxkabels en glasvezelkabels. Daarnaast kan in een netwerk gebruik worden gemaakt van schakelapparatuur, routers, modems, multiplexers en randapparatuur. Al deze verbindingen worden gebruikt om elektronische communicatiemiddelen met elkaar in contact te brengen.

Draadloze verbindingen
De telefoonverbindingen bij telematica hoeven niet te bestaan uit verbindingen doormiddel van kabels. Ook mobiele telecommunicatie en draadloze netwerken voor GSM’s vallen onder telematica. Daarnaast zijn internetsystemen bij veel bedrijven ook draadloos geworden of wordt er gebruik gemaakt van draadloos internet in combinatie met internet via de kabel.