Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts?

Teilnehmer:

Jens Riegger, Fruitcore Robotics
Peter Pühringer, Stäubli
Alexander Mühlens, Igus
Anders Billesø Beck, Universal Robots

ROBOTIK UND PRODUKTION: Inwieweit sind KI-basierte Robotiklösungen fit für die Praxis?

Sven Schmidt-Rohr, ArtiMinds Robotics: Die Praxisreife hängt vollkommen vom Autonomiegrad der Lösung ab. Einfache Copiloten als Unterstützer menschlicher Programmierer sind bereits serientauglich. Dagegen sind wir von den ganzen Tag lang autonom handelnden humanoiden Robotern noch viele Jahrzehnte entfernt. Dazwischen wird sich der Weg schrittweise weiter in Richtung immer höherer Autonomie der Systeme bewegen. Industrielle Anwendungsdomänen sind jedoch in keinster Weise mit Webscale-Bild- oder Textdomänen zu vergleichen. Leider wird das aktuell zu oft und gerne vergessen.

Von den ganzen Tag lang autonom handelnden humanoiden Robotern sind wir noch viele Jahrzehnte entfernt.
Sven Schmidt-Rohr, ArtiMinds Robotics

Jens Riegger, Fruitcore Robotics: KI-basierte Robotiklösungen bieten großes Potenzial, befinden sich jedoch in vielen Bereichen noch in der Entwicklungs- und Testphase oder am Anfang ihrer praktischen Anwendung. Dennoch zeigen sich bereits deutliche Fortschritte, z.B. in der Steuerung und Effizienz von Robotern, wo KI zunehmend auch ihre Praxistauglichkeit unter Beweis stellt. KI-Algorithmen ermöglichen es Robotern, ihre Aufgaben heute effizienter und flexibler zu erledigen. Zudem verbessern KI-gestützte Steuerungen immer mehr Arbeitsprozesse und vereinfachen den Einsatz von Robotern in der Praxis.

Alexander Mühlens, Igus: KI-basierte Robotiklösungen haben jenseits der Bildverarbeitung beachtliche Fortschritte gemacht und sind in vielen Praxisfeldern bereits einsatzfähig. In der Logistik sorgen autonome Roboter für effizientere Lagerabläufe, während in der industriellen Fertigung präzise Aufgaben wie Schweißen und Montage übernommen werden. Mithilfe von KI können diese Systeme flexibel auf Umweltveränderungen reagieren und durch Erfahrungen lernen. Auch in der Sprachverarbeitung, z.B. bei Servicerobotern, zeigt sich ihr Potenzial. Herausforderungen bleiben allerdings bei komplexen, unvorhersehbaren Aufgaben und in der Sicherheit, die durch selbstentscheidende Roboter neu durchdacht werden muss.

KI-Lösungen werden sich am schnellsten in Bereichen wie Steuerung und Programmierung etablieren, wo sie einen klaren Mehrwert bieten.
Alexander Mühlens, Igus

Peter Pühringer, Stäubli: KI ist gerade dabei, die Robotik auf die nächste Stufe zu heben. Denken Sie nur an die bahnbrechenden Erfolge im Bereich der Humanoiden. Mithilfe von KI werden diese Roboter in naher Zukunft Menschen erheblich entlasten. Auch die Anwender klassischer Industrieroboter und wir als Hersteller profitieren von der rasanten KI-Entwicklung. Die Programmierung der Roboter – Stichwort No Code – wird durch generative KI in Zukunft zumindest bei einfacheren Applikationen keine Fachkenntnisse mehr erfordern. Alles in allem wird sich KI zu einem gewaltigen Booster für die Robotik entwickeln.

Anders Billesø Beck, Universal Robots: KI-Lösungen abseits der Bildverarbeitung sind praxisreif, wenn sie präzise, robust und zuverlässig arbeiten. Es gibt große Fortschritte in Bereichen wie Greifen, Kraftregelung und Bewegungsplanung, die zunehmend in realen Produktionsumgebungen zum Einsatz kommen. Besonders in Bereichen wie der Automatisierung von Logistikprozessen sind KI-basierte Robotiklösungen zudem heute schon vielfach in Anwendung. Cobots, die von KI gesteuert werden, sind in der Lage, komplexe Pick&Place-Aufgaben flexibel zu bewältigen, ohne aufwändige Programmierung oder spezialisierte Kenntnisse.

ROBOTIK UND PRODUKTION: Forschen Sie aktiv mit in Richtung KI? Oder umfasst Ihr Angebot bereits KI-Features und -Lösungen für die Robotik?

Jens Riegger, Fruitcore Robotics: Ja, wir investieren viel Zeit in die Entwicklung und Anwendung von KI in der Robotik und haben bereits Funktionen implementiert, die unseren Kunden echten Nutzen bieten. Dazu gehören der Support und die Programmierung mit dem AI Copilot, der es Anwendern ermöglicht, in Echtzeit mit dem Roboter zu kommunizieren und komplexe Aufgaben schnell zu lösen. Dadurch wird der Einsatz von Robotik nicht nur einfacher und effizienter, sondern auch zugänglicher für alle Anwender, unabhängig von ihrem Erfahrungsgrad.

Bis sich das disruptive Potenzial der physischen KI voll entfaltet, wird es allerdings noch dauern.
Anders Billesø Beck, Universal Robots

Pühringer, Stäubli: Stäubli-Roboter sind bereits heute KI-ready. Das heißt, unsere Roboter verfügen über die erforderlichen Schnittstellen und können die für KI-Prozesse benötigten Daten in Echtzeit zur Verfügung stellen. Wir erfassen bei einem TX2-Sechsachser permanent rund 2.000 Daten, darunter Betriebstemperaturen in jeder Achse, Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte oder auftretende Momente. Diese Daten können zur Performanceüberwachung, für Predictive-Maintenance-Konzepte sowie für KI-Applikationen herangezogen werden. Zudem arbeitet Stäubli an der Entwicklung von selbstoptimierenden Systemen.

Anders Billesø Beck, Universal Robots: Universal Robots befasst sich kontinuierlich mit der Weiterentwicklung von KI-Technologien und arbeitet dabei eng mit Partnern zusammen. Über unser UR+-Ökosystem bieten wir bereits zertifizierte KI-Lösungen an, die nahtlos in unsere Robotiksysteme integriert werden können und Anwendern echte Vorteile bringen. Ein Beispiel ist die Integration von Robobrain und Robobrain.eye von unserem Partner Robominds. Das KI-Feature kommt bereits jetzt in Cobots beim Palettieren oder der Beschickung von Maschinen zum Einsatz. Auch das KI-basierte Vision-System Mirai von unserem Partner Micropsi Industries wird bereits in Verbindung mit unseren Cobots genutzt und macht so Anwendungen möglich, mit denen viele Bildverarbeitungssysteme aufgrund hoher Komplexität nicht zuverlässig zurechtkommen.

Alexander Mühlens, Igus: Schon heute bieten wir Produkte mit KI-basierter Sprach- und Gestensteuerung an. So lässt sich Amazon Alexa direkt mit den Igus-Robotern verbinden oder über ROS 2 eine Gestensteuerung integrieren. Bewegungen von Robotern lassen sich dadurch in Zukunft spielend leicht festlegen. Zudem bieten wir ein kostengünstiges KI-Kamera-Set an. Damit ist eine intelligente Bauteilerkennung mit Lowcost-Kamera und Bildverarbeitung über ein neuronales Netzwerk machbar. Bereits 30 bis 50 Bilder zum Anlernen reichen aus, um von der Praline bis zur Platine alles zu erkennen.

KI-Algorithmen ermöglichen es Robotern, ihre Aufgaben heute effizienter und flexibler zu erledigen. Zudem verbessern KI-gestützte Steuerungen immer mehr Arbeitsprozesse und vereinfachen den Einsatz von Robotern.
Jens Riegger, Fruitcore Robotics

Sven Schmidt-Rohr, ArtiMinds Robotics: Tatsächlich enthalten sowohl unsere auf den letzten Robotikkonferenzen ICRA und IROS publizierten KI-Forschungen als auch unsere neusten Produktelemente ausgefeilte KI-Methoden. Wir konzentrieren uns dabei einerseits auf das Selbstlernen von Prozessparametern im Serienbetrieb und andererseits auf die möglichst automatische Erstellung vollständiger Anlagenprogramme zur Entwurfszeit. Langfristiges Ziel ist die völlige Selbstkonfiguration von Roboteranlagen an jedem Zeitpunkt ihres Lebenszyklus. Erst einmal werden jedoch noch menschliche Betreuer die Arbeitsergebnisse der KI absichern.

ROBOTIK UND PRODUKTION: In welchen Bereichen der Robotik werden sich KI-Lösungen am schnellsten etablieren? In welchen Einsatzfeldern sehen Sie das meiste Potenzial?

Alexander Mühlens, Igus: KI-Lösungen werden sich am schnellsten in Bereichen wie Steuerung und Programmierung etablieren. KI ermöglicht z.B. intuitive Interaktionen durch Sprache oder Gesten, wie es das Robotik-Team von Igus erforscht. Ziel ist eine einfache, resiliente Programmierung für Jedermann, die nicht nur den Roboter steuert, sondern ganze Anwendungen verbessert. Die intuitive Bedienung senkt die Einstiegshürden für die Automatisierung und erhöht die Effizienz. Ein weiterer Treiber ist der Einsatz in humanoider Robotik dort spielt KI speziell in der Interaktion und Sicherheit eine wichtige Rolle.

Anders Billesø Beck, Universal Robots: Neben der Bildverarbeitung werden sich KI-Lösungen besonders in der Bewegungsplanung, autonomen Navigation und bei der Steuerung von Greifsystemen schnell etablieren. In der Logistik, wo präzises und autonomes Handling gefragt ist, zeigen Projekte wie das autonome Kommissionieren mit KI-basierten Systemen großes Potenzial. Auch das Bauwesen könnte profitieren, da Roboter zunehmend in unvorhersehbaren Umgebungen arbeiten können, unterstützt durch KI-gesteuerte Echtzeit-Feedback-Systeme. Zudem ermöglicht KI eine höhere Flexibilität in der Fertigung.

Jens Riegger, Fruitcore Robotics: Besonders in der Fertigung, wo Roboter durch maschinelles Lernen ihre Effizienz steigern und flexibel auf Veränderungen in der Produktion reagieren, sind KI-Lösungen vielversprechend. Großes Potenzial sehe ich in der Weiterentwicklung der vollautomatischen Programmierung und des Supports. Viele Anwender benötigen Hilfe bei der Programmierung. Mit unserem AI Copilot können sie Aufgaben wie Programmierschritte und Fehlerbehebung selbstständig meistern, ohne auf Handbücher oder externen Support zurückgreifen zu müssen. Künftig könnten sogar komplette Programmierprozesse per Sprachbefehl erfolgen.

Alles in allem wird sich KI zu einem gewaltigen Booster für die Robotik entwickeln.
Peter Pühringer, Stäubli

Pühringer, Stäubli: Ich glaube, KI-Lösungen werden aufgrund ihrer vielen Vorteile schnell in alle Bereiche der Robotik vordringen. Das größte Potenzial sehe ich aber in der mobilen Robotik und hier natürlich bei der autonomen Fortbewegung sowie im Bereich der humanoiden Roboter. Gerade lese ich, dass Elon Musk damit rechnet, dass es in Zukunft mehr humanoide Roboter als Autos auf der Erde geben wird. Er geht von einem Produktionsvolumen von 100 Millionen Humanoiden jährlich aus, die alle möglichen Aufgaben von Haushalt bis Fabrik übernehmen können. Auch wenn man solchen Prognosen mit einer gewissen Zurückhaltung begegnen sollte, glaube ich doch, dass wir am Beginn einer neuen Zeitrechnung im Bereich der Robotik stehen.

Sven Schmidt-Rohr, ArtiMinds Robotics: Prozessüberwachung und Fehlerinterpretation greifen nicht zwangsläufig aktiv in den Prozess ein und vermeiden daher zentrale Risiken des KI-Einsatzes. Aber auch die automatische Dokumentation von Anlagenverhalten ist ein unkritischer Einsatzzweck. Darüber hinaus steht dann der schrittweise Einsatz durch Menschen überwachter Prozessparameter- und Programmoptimierung im Fokus.

ROBOTIK UND PRODUKTION: Wie schnell wird der Markt entsprechende Lösungen adaptieren? Welche Herausforderungen sind dafür noch zu stemmen?

Pühringer, Stäubli: Die wirtschaftliche Lage in Europa ist angespannt und in Deutschland befinden wir uns in einer Rezession. Einer von vielen Gründen dafür ist der Fachkräftemangel. Mit KI-gestützten Robotiklösungen und dem Einsatz von intelligenten Humanoiden können wir in naher Zukunft zumindest diesem Manko entgegenwirken. Zudem werden diese Technologien für eine sehr effiziente und nachhaltige Produktion sorgen. Da scheint es mir nur logisch, wenn die Märkte solche Lösungen sehr, sehr schnell adaptieren. Dennoch gibt es natürlich auch ethische Bedenken, was den Einsatz von KI betrifft. Hier braucht es über die bereits bestehenden Vorgaben hinaus konkrete Richtlinien, die
Verlässlichkeit und Planungssicherheit garantieren.

Anders Billesø Beck, Universal Robots: Der Markt wird KI-Lösungen schnell adaptieren, da sie Unternehmen helfen, den steigenden Bedarf an Automatisierung zu decken und gleichzeitig dem Arbeitskräftemangel zu begegnen. Besonders in der Logistik und Fertigung wird die Nachfrage nach KI-gestützten Lösungen weiter wachsen. Eine Herausforderungen besteht noch darin, die Komplexität der Implementierung zu reduzieren, sodass auch kleinere Unternehmen ohne spezialisierte Experten diese Technologien nutzen können. Durch die jüngsten Fortschritte im Bereich Rechenleistung ist es jetzt zwar endlich möglich, die enormen Datenmengen zu verarbeiten, die für komplexe KI-unterstützte Aufgaben
notwendig sind. Bis sich das disruptive Potenzial der physischen KI voll entfaltet, wird es allerdings noch dauern.

Sven Schmidt-Rohr, ArtiMinds Robotics: Der Markt wird solche Lösungen aufnehmen, die deutlich höhere Mehrwerte als Einrichtungs- und Pflegeaufwand liefern. Vor allem dürfen solche Lösungen keine kritischen Fehler verursachen. Die Fehlertoleranz in industriellen Anwendungen ist um Größenordnungen geringer als bei der Generierung von Texten oder Bildern für das Büro. Daher wird im industriellen Umfeld die Aufnahme von generativen KI-Lösungen deutlich langsamer vonstattengehen als in einigen anderen Bereichen. Doch mit der Zeit und ihrer Reifung werden sie das zentrale Element zur Lösung des Fachkräftemangels werden.

Jens Riegger, Fruitcore Robotics: Die Marktadaption von KI-Lösungen in der Robotik wird in den kommenden Jahren zügig voranschreiten, insbesondere in Branchen und Unternehmen, die offen für technologische Innovationen sind. Die Nachfrage nach Effizienzsteigerungen und Kostensenkungen treibt diese Entwicklung voran. Gleichzeitig gilt es, Herausforderungen wie die Integration von KI in bestehende Systeme und die Gewährleistung von Datensicherheit zu meistern und Vertrauen in KI bei den Anwendern zu schaffen. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschung, Herstel lern und Industrie ist dafür entscheidend.

Alexander Mühlens, Igus: Der Markt für KI-basierte Robotiklösungen wird in den nächsten fünf bis zehn Jahren stark wachsen, insbesondere in der Industrie, Logistik und im Servicesektor. Unternehmen streben nach flexiblen, leicht programmierbaren Robotern, um ihre Effizienz zu steigern und Kosten zu senken. Es gibt jedoch noch Herausforderungen, die gelöst werden müssen, z.B. die Sicherheit und Zuverlässigkeit von KI-Lösungen
müssen verbessert werden, um Vertrauen in kritischen Bereichen zu schaffen. Darüber hinaus ist es wichtig, die Arbeitskräfte entsprechend zu schulen, damit sie diese Technologien bestmöglich nutzen können. Trotz dieser Hürden zeigen die schnelle Entwicklung und Forschung, dass der Markt bereit ist, solche Innovationen rasch zu übernehmen.

Die Fragen stellte: Frauke Itzerott
Redakteurin ROBOTIK UND PRODUKTION und Ressortleiterin Robotik. Hat einen Kollegen, der sich vor humanoiden Robotern fürchtet, kann ihn aber immer wieder beruhigen.