Cobots setzen sich vor autonomen Fahrzeugen durch

Künstliche Intelligenz (KI) ist in aller Munde, und doch versteht jeder etwas anderes darunter. Allgemein lassen sich drei Schwerpunkte der KI unterscheiden: Machine Learning, Natural Language Processing und Robotics. Letzterer ist einer der anspruchsvollsten Bereiche der KI, da er mehrere Technologien vereint: Sensorik, Machine Learning, Image Recognition, Language Processing und Kinetik.

Zu den einfachsten Robotics-Anwendungen gehören autonome Vehikel. Diese sind Vorreiter des autonomen Autos. Während wir auf die autonomen Fahrzeuge mit Reifegrad Level 5 noch warten dürfen, werden einfache Roboter in unseren Alltag einziehen. Diese Roboter werden als sogenannte Cobots (Collaboration Robots) die menschlichen Tätigkeiten erweitern und unseren Output multiplizieren.

Die bereits bekannten Anwendungen sind schon seit Jahren als Industrieroboter in der Fertigungsindustrie sichtbar. Spätestens seitdem sich Kuka auf dem Weltmarkt einen Namen gemacht hat, wissen wir, dass Roboterarme in der Fertigung gang und gäbe sind.

Burger-Roboter

Nun sehen wir erste Beispiele außerhalb der Fertigungsindustrie, wie zum Beispiel den Burger-Roboter "Flippy" von der Firma Miso Robotics aus Pasadena, Kalifornien, der Burger brät. Für einen Menschen ist das ein unangenehmer Arbeitsplatz: heiß, stickig und mit Verbrennungsgefahr verbunden.

Ebenso kann ein Roboter repetitive und monotone Aufgaben in der Produktion von Pizzen übernehmen. Während sich die Mitarbeiter auf die Rezepte und Gestaltung der Pizzen konzentrieren, verteilt der Roboter gleichmäßig die Soße und schiebt die Pizza in den Ofen.

Diese Art des Robotereinsatzes ermöglicht auch neue Geschäftsmodelle. So hat etwa die kalifornische Firma Zume Pizza die "Pizza baked on the Go" eingeführt. Diese wird auf dem Weg zum Kunden in einem Lieferwagen gebacken und ofenfrisch beim Kunden ausgeliefert. Das Unternehmen spart sich Ladenketten und Konservierungsstoffe im Essen, da das Essen direkt und frisch ausgeliefert wird.

Interessant wird der Einsatz von Cobots in Industrien, in denen wir auch heute schon an Mitarbeitermangel leiden, die aber wesentlich für unsere Gesellschaft sind: Landwirtschaft, Pflege, Hotelgewerbe. Im Bereich Landwirtschaft finden sich Roboter, die mittlerweile Salate oder Äpfel pflücken können.

Im medizinischen Bereich können Roboter mit Language-Processing-Fähigkeiten ältere Menschen daran erinnern, dass sie ihre Tabletten nehmen, und prüfen, ob eine Medikation anschlägt. Mobile Roboter können sogar einen bettlägerigen Menschen umbetten, heutzutage eine sehr schwere Tätigkeit für Pflegekräfte, die sie ohne Einbußen ihrer Arbeitskraft nicht lange ausüben können.

Roboter im Hotelbetrieb

Interessant und neu ist der Einsatz von einfachen Robotern im Hotelbetrieb. Dieser unterliegt starken saisonalen Schwankungen, Arbeitskräfte werden daher flexibel angeworben. Das führt jedoch zu einer hohen Fluktuation. Das Versprechen, einen nachhaltig guten Service sicherzustellen, ist damit für manche Hotels eine Herausforderung. Roboter wie "Relay" vom Hersteller Savioke aus San Jose, Kalifornien, können hier einfache Aufgaben wie etwa den Zimmerservice übernehmen und damit den Mitarbeitermangel ausgleichen. Das Hotel-Management kann auf eine Stammmannschaft bauen, die in jeder Saison motiviert gute Arbeit leistet.

Humanoide Roboter

Schließlich wurden in den letzten Jahren auch sogenannte humanoide Roboter serienreif entwickelt. Humanoide Roboter haben, wie der Name schon sagt, ein menschliches Aussehen und können zusätzlich zur Motion-Technologie mit Hilfe von Natural Language Processing, Image und Voice Recognition Aufgaben in der Interaktion mit einem oder mehreren Menschen als autonome Vehikel übernehmen. Ein gutes Beispiel ist der von Aldebaran und Softbank entwickelte Roboter "Pepper". Er kann etwa auf Messen oder bei Führungen in Museen die Ausstellungs­stücke erklären und auf Fragen der Besucher eingehen.

Verbunden mit einem oder mehreren Back-end-Systemen, kann Pepper auch eine gute Stütze für den Qualitätsingenieur sein, der einen Audit für seine Kunden vornimmt, um beispielsweise eine Zertifizierung einer Produktionslinie für ein Produkt zu erhalten. Diese Zertifizierungsprozesse sind sehr langwierig, und nicht immer können alle Fragen ad hoc mit allen dahinterliegenden Daten und Fakten beantwortet werden.

Pepper kann mehrere Datenbanken durchsuchen, um die Informationen und die richtige Antwort zu finden. Natürlich muss aber auch Pepper "trainiert" werden, damit er entweder direkt oder mit einer abgewandelten Frage durch den Ingenieur die richtige Antwort findet. Die Anwendungsvielfalt von autonomen Vehikeln in der Form von Cobots ist also enorm und wird in zwei Jahren noch erheblich weiter vorangeschritten sein.

Autonome Systeme in Fabriken

In fünf Jahren erwarte ich die erweiterte Anwendung von autonomen Vehikeln. Einfache autonome Vehikel sehen wir bereits in Fabriken. Dort transportieren sie Material von einer Produktionsmaschine zur anderen, gesteuert durch Sensoren und Magnetstreifen am Boden. In Zukunft werden sie über 5G-Netz zentral gesteuert.

Den Beweis hat OSRAM in seinem Werk Schwabmünchen unter Einsatz von 5G angetreten. Die Vorteile von 5G als privates Netz ermöglichen in Zukunft die schnelle Auswertung der Daten. Aus den Wegen der Fahrzeuge können Unternehmen etwa Erkenntnisse für die Optimierung der Produktionslogistik ziehen. Ähnlich verhält es sich mit autonomen Transportsystemen, basierend etwa auf der Technik der von Amazon aufgekauften Firma Kiva.

Der E-Commerce-Konzern nutzt sie in seinen Lagerhäusern. Die Roboter holen Ware aus einem Regal oder transportieren das gesamte Regal zum Empfänger. Sie bringen ferner Waren vom Kommissionierer zur richtigen Lagerortstelle.

Autonome Fahrzeuge, wie wir sie gerne selbst hätten, werden zunächst nur in "einfachen Umgebungen" agieren. Was sind einfache Umgebungen? Es handelt sich um abgegrenzte Areale, in denen sich nur autonome Fahrzeuge bewegen und die eine einfache Struktur aufweisen, wie beispielsweise Vergnügungsparks oder Seniorenanlagen. Auch kleine Stadtstaaten wie Singapur könnten in diesem Sinn einfache Umgebungen sein.

Warum nur in begrenzten Bereichen? Das hat mit den Fähigkeiten von autonomen Fahrzeugen zu tun. Hier werden fünf Levels unterschieden, bis zu denen die Technologie eines autonomen Fahrzeuges entwickelt sein muss, um in jedem Bereich unseres Verkehrslebens einsetzbar zu sein. Die Herausforderung für die autonomen Fahrzeuge liegt nicht darin, sich in einem einfachen Terrain zu bewegen, sondern in der Umgebung von nicht autonomen Fahrzeugen und deren nicht prognostizierbaren Bewegungen. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) beschreibt die fünf Levels wie in nebenstehender Grafik dargestellt:

Noch viele Hürden bis Level 5

Bis Level 5 erreicht ist, gilt es noch einige Hürden zu überwinden. Die Sensorik muss noch verbessert werden, das Reagieren auf Sensor­daten in guten ebenso wie in schlechten Wet­ter­lagen ist noch eine Herausforderung. Gleiches gilt für die Infrastruktur und die Recht­sprechung. Ob wir schon im Jahr 2025 autonome Autos für Privatpersonen auf unseren Straßen sehen werden, ist daher fraglich. Der Einsatz wird eher im öffentlichen Verkehr beginnen.

Wenn autonome Fahrzeuge eines Tages flächendeckend auf Straßen unterwegs sind, stellt sich auch die Frage, ob es dann noch Staus gibt, und wenn ja, wie sich die Fahrzeuge darin bewegen. Staus ließen sich beispielsweise verhindern, wenn eine Optimierung der Wege durch die Vernetzung aller autonomen Fahrzeuge realisiert wird. Gleichzeitig kann die Überlastung der Innenstädte und beliebter Strecken vermieden werden.

Denkbar ist beispielsweise, dass autonome Fahrzeuge selbständig Wege verhandeln und die Strecken mit Hilfe von Bitcoins bezahlen. Carsharing-Fahrzeuge hätten in diesem Szenario stets Vorrang auf einer Strecke. In Fahrzeugen mit nur einem Passagier müsste dieser entscheiden, ob er zu einem bestimmten Zeitpunkt die reguläre Zeitdauer verkürzen möchte, indem er für die Vorfahrt in Bitcoins bezahlt.

Nach erfolgter Bezahlung gewähren die autonomen Fahrzeuge entsprechend die Vorfahrt. Liegen zum selben Zeitpunkt mehrere dieser Anfragen vor, verhandeln die autonomen Systeme nach vorher festgelegten Regeln untereinander und definieren, beispielsweise auf Basis eines "Marktpreises", eine Priorisierung der Fahrzeuge im Straßenverkehr.

Mit autonomen "Vehikeln" steht uns eine interessante Zukunft bevor. Egal ob mit Cobots oder mit vollständig ausgereiften Level-5-Fahrzeugen: Das Leben wird um einiges leichter, wenn wir den Alltag mit erschwinglicher Technologie verbessern können.