Wie neue KI-Modelle den Robotermarkt revolutionieren

Roboter verbreiten weiter ein zwiespältiges Bild. Da gibt es jene, die beim Fußball schwerfällig und staksig übereinander herstolpern  , das sind die Humanoiden. Deshalb gibt es auch noch sehr wenige auf der Welt. Und dann ist da die große Mehrheit der Industrieroboter, die klare und einfache Aufgaben erfüllen. Massenhaft im Einsatz sind sie bei Auto- und Elektronikherstellern, wo sie einzelne repetitive, hochpräzise Aufgaben erfüllen, die für Menschen eine hohe Belastung und großen Stress bedeuten. Aber es gibt auch immer mehr Roboter, die komplexere Tätigkeiten in einem nicht-industriellen Umfeld ausführen. Zum Beispiel Kochen. Ja, es gibt jetzt Kochroboter, die zwar keine aufwendigen Mahlzeiten herstellen können - Bratpfannen und Backöfen kommen nicht in Frage - , aber immerhin: Curry-Gerichte und Pasta funktionieren.

Kochroboter können Eintopf, Salate und Desserts

Das geht so: In schrankgroßen Behältnissen rotieren zwei KI-gesteuerte Eisenarme, holen sich die bereitgestellten Zutaten aus Boxen an den Seiten, fügen diese in einem Topf zusammen und stellen das Produkt auf die wohltemperierte Herdplatte. Meta   hat Ende September zusammen mit Circus  , einem Hersteller physischer KI-Anwendungen, einen solchen Kochroboter   in München vorgestellt. Es ist nicht der einzige, das Hamburger Startup GoodBytz   setzt ein ähnliches Produkt in der Universitätsklinik Tübingen   ein. Zu Thai Curry oder Penne Arrabiata können auch ein Salat und ein Dessert bestellt werden, alles zusammengestellt aus Zutaten in den Boxen. Ich war in München dabei und muss sagen: Die Gerichte haben gut geschmeckt.

Ein anderer alltagstauglicher Einsatzort für Roboter sind Toiletten und Badezimmer. Zahlreiche Entwicklungen wurden zuletzt auf Messen vorgestellt, vor allem in China und Singapur. Eignen sollen sie sich nicht für Privatwohnungen, dazu sind sie zu groß und zu wenig wendig  , aber große WC-Anlagen im öffentlichen Raum, Schwimmbäder, Systemgastronomie oder ähnliche viel frequentierte Orte werden demnächst vielleicht von Robotern gereinigt. Use Cases haben die Hersteller bisher allerdings nicht vorgestellt. In den Demonstrationsvideos   sind große Kisten zu sehen, aus denen Roboterarme in verschiedene Richtungen herausragen und sich mit Gerätschaften und Reinigungsmitteln an den Toiletten und Waschbecken zu schaffen machen. Besonders sorgfältig gehen sie da dem Anschein nach allerdings nicht zu Werke, zudem läuft das Ganze sehr gemächlich ab.

Rewe-KundInnen können warmes Essen am Automaten bestellen

Das ist bei Kochrobotern anders. Neben GoodBytz hat auch Circus bereits Abnehmer für seinen Kochroboter gefunden. Rewe   testet dessen CA-1-Modell ab November acht Monate lang in drei Filialen. BesucherInnen der Supermärkte können sich dann frisch zubereitetes Essen am Automaten bestellen und es in Bowls mit nach Hause nehmen. Womit sich die Frage nach der Alltagstauglichkeit des Kochroboters stellt: viele Bestellungen, eine drängelnde Kundschaft, Fehler bei der Bedienung. Wie ist das System dafür gewappnet? Nikolas Bullwinkel , CEO der Circus Group, erklärt: "Unsere Systeme sind für eine kontinuierliche Nutzung mit Spitzenlasten entwickelt. Das Bestell-Interface arbeitet mit digitalem Warteschlangen- und Kapazitätsmanagement, sodass nie mehr Bestellungen angenommen werden, als das System in Echtzeit verarbeiten kann."

Die Robotersoftware CircusOS erstellt aus den Bestellungen einen Produktionsplan, der Überlastungen verhindert. Das Display zeigt die aktuellen Wartezeiten und Verfügbarkeiten für jede Bestellung an. "Selbst bei hohem Andrang - etwa an Flughäfen oder Tankstellen - bleibt der Ablauf geordnet", versichert Bullwinkel. "Bis zu vier Bestellungen werden vom CA-1 parallel vorbereitet, ohne Qualität oder Sicherheit zu beeinträchtigen." Die Produktionsgeschwindigkeit ist beachtlich. Bis zu sechs Gerichte sollen in zehn Minuten möglich sein, ist Fleisch dabei oder muss das Essen länger garen, dauert es länger. 500 Mahlzeiten könne der Roboter pro Tag herstellen, so Bullwinkel. Die Kosten von 250.000 Euro pro Roboter will Circus bereits in 1,5-2 Jahren amortisiert haben. Möglich soll dies, neben der automatisierten Endfertigung der Speisen, auch durch die Kooperation mit Lebensmittelpartnern wie Transgourmet   werden, die alle Zutaten fertig vorbereitet anliefern. Geringere Essensabfälle als im traditionellen Restaurantbetrieb sowie ein stark reduzierter Energie- und Flächenbedarf stehen ebenfalls auf der Habenseite. Hinzu kommt, dass der CA-1 auf dem KI-Modell von Meta beruht.

"Llama ermöglicht es Circus, den CA-1 lokal und ohne Internetverbindung zu betreiben", erklärt Tino Krause , Regionaldirektor von Meta für Mitteleuropa. "Das sorgt vor allem in sensiblen Bereichen für erhöhte Sicherheit." Argumente, die neben Rewe auch das Döner-Startup Mangal   von Lukas Podolski und die Tankstellenkette HEM  , Teil des libyschen Staatskonzerns Oilinvest  , bereits überzeugt haben. In der Münchner Meta-Niederlassung blieb der Kochroboter nach der Präsentation in Betrieb und versorgt seither Mitarbeitende und BesucherInnen täglich mit warmen Mahlzeiten.

Münchner KI-Fabrik forscht an der industriellen Produktion der Zukunft

Spezialisierte Serviceroboter obiger Art werden von Unternehmen mit viel Publikumsverkehr wie Gastronomie, Hotellerie, Flughäfen oder Einzelhandel immer stärker nachgefragt. Auch als Logistikhelfer sind sie zunehmend gefragt, etwa um Güter in Lagerhallen von A nach B zu transportieren. 200.000 dieser elektronischen Dienstleister wurden im vergangenen Jahr weltweit neu hinzugekauft und damit neun Prozent mehr als in 2023, berichtet die International Federation of Robotics (IFR)  .

Daneben findet eine Weiterentwicklung der Industrieroboter statt, weg von den eng begrenzten Tätigkeitsfeldern klassischer Automatisierung. Lorenzo Masia arbeitet schon seit Jahrzenten in der Robotik-Branche und war weltweit im Einsatz. Derzeit leitet er das Munich Institute for Robotics and Machine Intelligence (MIRMI)   an der TU München  , das mit 75 Professuren zu den führenden Forschungsnetzwerken seiner Art in Europa gehört. Er sagt: "Im Bereich der Hardware vollzieht sich derzeit ein Wandel von klassischen industriellen zu kollaborativen Robotersystemen. Dies sind Systeme, die darauf ausgelegt sind, besser mit ihrer Umgebung zu interagieren, beispielsweise mit Menschen, die sich innerhalb ihres Arbeitsbereichs befinden."

Ausdruck dieses Wandels ist zum Beispiel die staatlich wie privatwirtschaftlich finanzierte KI-Fabrik   des MIRMI, die derzeit im Deutschen Museum   der bayerischen Landeshauptstadt untergebracht ist und dort bereits unter Platzmangel leidet. Ein Umzug in adäquatere Gebäude ist für das kommende Jahr geplant. Das universitäre Projekt will nichts weniger als die Voraussetzungen für die Produktion der Zukunft schaffen. Leiter der KI-Fabrik ist Achim Lilienthal , Inhaber des Lehrstuhls "Perception for Intelligent Systems" an der TU München. Ihm stehen derzeit 35 stationäre, zweiarmige Roboter und mehrere mobile Roboter zur Verfügung, denen menschlichen Basisfertigkeiten beigebracht werden sollen. "Im 'Roboter-Kindergarten' können grundsätzliche Fähigkeiten, zum Beispiel wie ein Schlüssel in ein Schlüsselloch gesteckt wird, gelernt werden", erklärt er, "wobei ein allen Robotern gemeinsames Modell trainiert wird."

In einer zweiten Stufe erfolge die Verfeinerung der Techniken, so Lilienthal: "Menschen demonstrieren, wie bestimmte Tätigkeiten ausgeführt werden, Roboter nehmen dies zum Beispiel mit einer Kamera wahr und lernen." Denn nichts können Roboter, weil eine Software ihnen dies befiehlt. Jede Bewegung muss erst mühsam antrainiert werden. Das Werfen und Treffen von Gegenständen in einen Auffangbehälter. Das Einschenken von Kaffee. Nicht immer geschieht dies KI-gestützt. An einem großen zweiarmigen Versuchsmodell im Labor übt einer der jungen MIRMI-Wissenschaftler feinmotorische Bewegungen ein, indem er sie vormacht und von Kameras und Sensoren in das System speisen lässt. Der Grund: KI-Halluzinationen können so ausgeschlossen werden. Schließlich will niemand, dass der Roboter die Tasse plötzlich an die Wand wirft.

Haushaltsroboter haben noch einen weiten Weg vor sich

Noch sind Haushaltsroboter also nicht so weit. Dass sie weiter auf sich warten lassen, hat aber nicht nur darin seinen Grund, dass sie so aufwendig trainiert werden müssen. Prototypen wie die von Boston Dynamics  , Tesla  , Figure AI   und 1x   aus den USA, Neura Robotics   aus Deutschland oder Unitree   aus China fallen alle durch ein Manko auf: Sie sind schwerfällig und langsam. Der Grund ist die Hardware. "Heute hat das Gehirn eines humanoiden Roboters weit mehr Potenzial als seine Biomechanik", sagt Lorenzo Masia von der TU München. "Die Rechenleistung übertrifft die Kapazität der Hardware um das Vielfache, weshalb sich Humanoide oft noch ruckartig und langsam bewegen."

Auch der deutsche 4NE1 von Neura, vom Hersteller als führend bei humanoiden Robotern angesehen, ist noch keine vollwertige Küchenhilfe: Schneiden fällt ihm schwer, Sandwiches fallen auseinander, jede Bewegung wirkt staksig und dadurch wenig vertrauenerweckend. Hinzu kommt der hohe Preis von 100.000 Euro, der ihn erst einmal vom Massenmarkt ausschließt. Ein Nutzen für den Privatbereich ist bei allen aktuellen Modellen aber auch gar nicht abzusehen. Und entwickelt wird eben vor allem das, was Verkaufspotenzial hat. "Es gibt viel mehr Nachfrage nach Autos als nach humanoiden Robotern", sagt Masia. "Deshalb kommt es in der Automobilbranche auch viel schneller zu Innovationen. Budgets für Produktentwicklungen hängen vom Markt ab und der Markt für Humanoide besteht immer noch im Wesentlichen aus Experimenten und Demonstrationen."

Exoskelette und Exosuits helfen Menschen direkt am Körper

Vollwertige Humanoide bleiben also eine Zukunftsvision. Ingenieure nutzen Robotertechnik aber auch auf andere Weise, um Menschen im Privaten zu helfen. Während Exoskelette als Geh- und Traghilfe schon seit über 15 Jahren von Industrie und Militär genutzt werden - der Rüstungskonzern Lockheed Martin entwickelte den HULC im Jahr 2009, um Soldaten mit schwerem Gepäck zu unterstützen - , sind weiche Exosuits eine neuere Entwicklung, die vor allem älteren Menschen behilflich sein soll, aber auch in der Rehabilitation eingesetzt werden kann. Starre Aufbauten wie die von Ottobock   (der damit aktuell die Phantasie an der Börse befeuert) werden im Beruf eingesetzt und unterstützen etwa Hebe- oder Über-Kopf-Arbeiten.

Exosuits   dagegen passen sich dem Körper an und werden optisch von Manschetten und Gürteln geprägt. Am MIRMI der TU München entwickeln junge WissenschaftlerInnen Modelle, die Älteren bei der klassischen Stadtmenschen-Bewegungsabfolge Sitzen-Aufstehen-Gehen-Hinsetzen helfen sollen, aber auch beim Wandern und Bergsteigen. Menschen, die sich durch Alter oder Krankheit nur noch schwer bewegen können, werden durch die elektronische Gehhilfe wieder mobiler, Patienten erholen sich nach Verletzungen der Muskulatur schneller, auch der Bewegungsminderung bei neuronalen Krankheiten kann entgegengewirkt werden.

In einer Studie belegt MIRMI-Wissenschaftlerin Enrica Tricomi , dass der von ihr mitentwickelte Stützanzug   den Energieaufwand von bergauf gehenden Jugendlichen um 18 Prozent reduziert, bei einem gleichzeitig hohen Sicherheitsgefühl, was die Kontrolle über die eigenen Bewegungen angeht. Heißt: der Apparat steht nicht im Weg. Ältere hat die elektronische Gehhilfe noch immerhin mit 11 Prozent Aufwandsreduktion belohnt. Im Markt ist sie nicht erhältlich, es handelt sich um einen Prototypen. Drähte, Motoren und Kabel sind offen sichtbar, aber mit einer coolen Ummantelung gibt es sicher gute Vermarktungschancen.

Die Zukunft der Robotik: Vision Language Action-Modelle

Für Mirko Holzer , Deputy Director AI & Robotics bei Sprind  , der Leipziger Bundesagentur für Sprunginnovationen, steht der gesamte Robotermarkt vor einem Durchbruch in den Massenmarkt, bei allen Typen: "Industrieroboter sind heute sehr dumm und müssen extrem kompliziert programmiert werden. Das kippt." Der Weg zur Demokratisierung führt über Künstliche Intelligenz, so Holzer: "Durch Vision-Language-Modelle - manche schauen YouTube und deduzieren daraus die Physik der Welt - plus Demonstrationslernen und No-/Low-Code entsteht die nächste Bedien-Schicht: 'Schau mir einmal zu', 'fass es einmal an' und 'sag's dem Roboter'. Der Roboter baut daraus Task-Graphs, versteht Varianten und führt sie robust aus."

Holzer sieht dadurch die Rüstzeit von Tagen und Wochen auf Stunden und Minuten sinken. Es wird dank weicher Greifer große Fortschritte in der taktilen Sensorik geben, wodurch auch feine Arbeiten möglich werden. Roboter, die Kabel entwirren, Folien abziehen und fragile Oberflächen handhaben, werden in fünf Jahren Realität sein, prophezeit Holzer: "Use-Cases, die dann plötzlich gehen: Depalettierung gemischter Kartons, variantenreiches Pick-&-Place, Qualitätsprüfung mit Vision, Montagehilfe bei kleinen Losgrößen, Verpacken/Kommissionieren. Oder allgemeiner: Alle Use-Cases, wo sich aufgrund häufig ändernder Anforderungen oder hohen Anforderungen an die Taktilität der Einsatz von Industrierobotern Stand heute - in der alten 'dummen' Programmierwelt - noch nicht lohnt."

Schon 2030 sollen Industrieroboter also ganz einfach per Anschauungsunterricht programmiert werden können, so der Sprind-Direktor. Ganz nach dem Motto: "Schau dir 2 Minuten an, wie ich das mache." Der Rest sei Task-Graph und ein Sicherheits-Check, so Holzer, "und die Zelle läuft."

Bei Haushaltsrobotern werde es hingegen noch bedeutend länger bis zur Marktreife dauern, so der Robotik-Experte: "Meine Schätzung: 2040. Wir sind bei KI-Gehirnen, die mittels Vision-Language-Action-Modellen, kurz VLA  , Bild und Sprache direkt in Aktionen übersetzen, gut unterwegs, aber Greifer, Tast-Sensorik, Energieeffizienz und Sicherheit sind harte Bretter." Was für Menschen selbstverständlich ist, stellt für einen Roboter eine sehr hohe Hürde dar. "Die Sensorik und Taktilität muss so präzise sein", führt Holzer aus, "dass er eine Tomate in den Kühlschrank legt, ohne sie zu zerquetschen. Die KI muss intelligent genug sein zu verstehen, dass der Mensch zwar gerne Grillfleisch mag, aber bei leerem Kühlschrank nicht die Hauskatze auf den Grill legt. Überzogene Beispiele? Sie sind gar nicht so weit von den aktuellen Problemen entfernt."

Roboterhotels und -fabriken sind keine Zukunftsphantasie mehr

Nimmt die Entwicklung tatsächlich diesen Weg, sind Szenarien denkbar, die für viele Branchen eine vollständige Neuorientierung bedeuten könnten. "Hotels oder Fabriken, die komplett von Robotern betrieben werden" sind für Nick Sohnemann , Gründer und Geschäftsführer der Beratungsagentur Future Candy, mittelfristig ebenso Alltag wie "Roboter, die andere Roboter bauen und warten". In Japan betreibt Fanuc   bereits heute eine Fabrik, in der Roboter andere Roboter ganz ohne menschliche Unterstützung und komplett in Dunkelheit getaucht herstellen - die erste Dark Factory   der Welt. In Tokio verlässt sich das Henn na Hotel   vollständig auf Roboter, um ihren Gästen einen angenehmen Aufenthalt zu ermöglichen, von der Rezeption bis zur Reinigung.

Wie die Gesellschaft auf solche Entwicklungen reagieren wird, ist unvorhersehbar. Ängste sind wahrscheinlich. Die meisten technologischen und medialen Veränderungen führten aber bisher umgehend zu Kritik. Sokrates kritisierte das Schreiben, da es zu Vergesslichkeit führe, Priester machten sich nach der Erfindung des Buchdrucks Sorgen darüber, dass die Bevölkerung von zu viel Wissen überfordert werde, später galten Comics als jugendgefährdend und das Fernsehen als Untergang der Menschheit. Für den Robotik-Wissenschaftler Masia stehen Roboter jedenfalls eindeutig im Dienste der Menschheit: "Die Roboter sind nicht dafür da, uns zu ersetzen, sondern um unsere Kapazitäten zu erhöhen und unseren Lebensstil zu verbessern." Technologie habe bisher immer auch zu neuen Berufen geführt, wenn alte obsolet wurden, während der Industrialisierung etwa, dem bisher härtesten Einschnitt der modernen Wirtschaftsgeschichte.

Roboterautos bleiben Stadtfahrten vorbehalten

Auch selbstfahrende Autos wären vor allem bei langen Strecken sicher eine Erleichterung. Innerstädtische Ziele werden in den USA und China bereits heute massenhaft mit Robotaxis von Waymo   oder Tesla   zurückgelegt und das, obwohl sie teurer sind als reguläre Taxi-Dienste. Von der Idee, stressfrei und erholt über die Alpen zu kommen, muss ich mich wohl allerdings erst einmal verabschieden. Mirko Holzer von Sprind beschreibt die Probleme, die vollautonomes Fahren noch lange auf kurze Strecken beschränken wird: "Grenzüberschreitende Fahrten mit unterschiedlichen Verkehrsregeln, Wetterbedingungen, Baustellenchaos, fehlenden HD-Karten für ländliche Gebiete - der Mensch kann gut improvisieren, die Maschine noch nicht so sehr - , und vor allem: ein Flickenteppich an nationalen Regulierungen in Europa." Roboter stoßen weiter auf viele Hindernisse, technische wie politische und gesellschaftliche, doch das hat noch jede neue Technologie getan und sich am Ende meistens durchgesetzt.