Derzeit zeigt sich ein neues Interesse an der Nutzung intelligenter Roboter sowie von Automatisierungstechnologien und prädiktiven Analyselösungen auf der Grundlage künstlicher Intelligenz, Machine Learning und Edge Computing.
Fertigungsindustrie, Logistik, Gesundheitswesen und Einzelhandel sind nur einige der Branchen, bei denen die Roboterisierung stetig voranschreitet. Industrie 4.0, die Möglichkeiten der künstlichen Intelligenz (KI), Machine Learning und Hochgeschwindigkeitsnetzwerke ermöglichen neue Generationen intelligenter und kooperativer Roboter.
Dazu kommt, dass die Nutzung immersiver Technologien wie etwa Augmented und Virtual Reality zusammen mit „digitalen Zwillingen“ die Interaktion mit Robotern sowie ihre Überwachung und Steuerung in Echtzeit ermöglicht, ohne dass man sich dazu am selben Ort befinden muss.
Manche Organisationen setzen auch KI ein, um Arbeitern und Technikern dabei zu helfen, Hand in Hand mit ihren Roboter-„Kollegen“ zu arbeiten, was neue Zusammenarbeitsmodelle schafft und die Sicherheit verbessert.
So lässt etwa Amazon in einigen seiner Logistik- und Auslieferungszentren manche Arbeiter spezielle Westen tragen, die kontinuierlich Signale aussenden. Da diese Zentren stark roboterisiert sind, kann das Umhergehen von Menschen in solchen Bereichen Gefahren mit sich bringen. Die Westen signalisieren, dass Menschen in der Nähe sind, und Roboter werden dann sofort angehalten.
Das Metaverse beginnt in der Industrie, mit digitalen Zwillingen und Fabrikautomatisierung
Heutzutage können wir uns vor Nachrichten über das „Metaverse“, das „Omniverse“ und andere Formen immersiver digitaler Welten kaum mehr retten. Wir sollen uns eine Zukunft vorstellen, in der wir mithilfe von Augmented und Virtual Reality problemlos mit allen Menschen überall interagieren können. Zwar werden derzeit erhebliche Investitionen in dieser Richtung getätigt, dennoch sind manche noch nicht davon überzeugt, dass das Metaverse die Gesellschaft in derart revolutionärer Weise umgestalten wird.
Durch die Kombination von AR, VR und modernen Bildgebungstechnologien können Unternehmen mit unterschiedlichen Ressourcen und Arbeitern interagieren, die digitale Zwillinge nutzen. Heute werden Anwendungen mit digitalen Zwillingen schon in den Bereichen Simulation, prädiktive Wartung, Gebäudemanagement, Fernbedienung und moderne Robotik eingesetzt.
Die Verwendung von AR- und VR-Technologien für industrielle Anwendungen nimmt stark zu und hilft Herstellern, Logistikunternehmen und anderen Organisationen dabei, ihre Produktivität zu steigern, Kosten zu senken und insgesamt effizienter und wettbewerbsfähiger zu werden.
Forscher der Binghamton University arbeiten an einer innovativen Lösung mit Augmented Reality, die die Brücke zwischen menschlichem Verhalten und Roboter in einer Industriefabrik schlagen soll.
„Normalerweise verwenden Menschen AR, um zu visualisieren, was ein Roboter gerade tut“, sagt Assistant Professor Shiqi Zhang. „Hier sorgen wir aber für einen bidirektionalen Kommunikationskanal, über den der Mensch die Pläne oder Verhaltensweisen des Roboters kommentieren kann. Der Kommunikationskanal selbst ist nicht besonders kompliziert, es ist jedoch das erste Mal, dass wir solche Interaktionen ermöglichen.“
Amazon, das für seine Lagerlogistik fast eine Million mobiler Roboter einsetzt, verwendet digitale Zwillinge und NVIDIA Omniverse Enterprise zur Optimierung seiner Lagerhäuser und der dortigen Abläufe, zum Training intelligenterer Roboterassistenten und zur allgemeinen Steigerung der Produktivität.
Professor Karthik Ramani von der Purdue University arbeitet zusammen mit Fertigungsunternehmen an der Schaffung virtueller Fabriken. Gemeinsam erforscht man arbeitsparende Technologien mit AR, bevor diese in realen Fabriken implementiert werden. „Mit AR können Nutzer genau sehen, wohin sich ein Roboter bewegt, indem sie lediglich dessen Umgebung betrachten. Es ist nicht nötig, einen Standort von einem Karten-Overlay auf die reale Welt zu übertragen, was eine zusätzliche Belastung bedeuten würde, da dies bereits erledigt wurde.“ Das kann simulieren, wie Fabrikarbeiter mit dem Roboter interagieren. Andererseits lässt sich feststellen, ob der Roboter in der Lage ist, die Produktivität zu verbessern. Dazu kommen virtuelle Experimente mit der Platznutzung, um die Produktivität in der Fabrik zu maximieren.
5G-Mobilfunknetzwerke ermöglichen Remote Robotics mithilfe von VR- und AR-Technologien.
Für die meisten Verbraucher ist 5G nichts Besonderes. Wenn unser neues Smartphone das 5G-Symbol auf dem Bildschirm zeigt, wissen wir, dass es mit einem 5G-Netzwerk verbunden ist. Wie unterscheidet sich also der Benutzerkomfort gegenüber dem vorherigen 4G-Netzwerk? Nicht viel! Sofern wir nicht exzessiv Videospiele auf dem Telefon nutzen und uns mit einer 5G mmWave-Antenne verbinden, stellen wir keine deutlichen Unterschiede bei Bandbreite und Leistung fest.
Die meisten neuen Umsatzchancen mit 5G ergeben sich für größere Unternehmen, besonders im Robotik-Bereich. Die wirklichen Vorteile von 5G, etwa URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communications) oder Network Slicing, kommen kritischen Anwendungen im Bereich Robotik oder Fernbedienung zugute, die wirklich hohe Stabilität und Zuverlässigkeit des drahtlosen Netzwerks benötigen.
KI ist für vollständig autonome Robotik von entscheidender Bedeutung
Die Kombination von KI und Robotik ermöglicht intelligentere autonome Systeme. Roboter können mithilfe von Machine Learning, Bilderkennung und modernen Algorithmen lernen und auf Anforderungen reagieren, die über einfache Befehle hinausgehen.
KI-gestützte Roboter können die von ihnen erwarteten Funktionen und Aufgaben mithilfe von Machine-Learning-Algorithmen autonom ausführen. KI-Roboter sollten vielleicht besser als intelligente Automatisierungsanwendungen beschrieben werden, bei denen die Robotik den „Körper“ und die KI das „Gehirn“ darstellt.
Microsoft sagt: „Intelligente Robotik nutzt KI zur Verbesserung der Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen. KI hilft Robotern dabei, sich an dynamische Situationen anzupassen und in natürlicher Weise mit Menschen zu kommunizieren.“
Zu Beginn dieses Jahres, etwa zu der Zeit, als Elon Musk ankündigte, Twitter kaufen zu wollen, gab er auch bekannt, dass Tesla dabei sei, einen vollständig autonomen anthropomorphen Roboter zu entwickeln.
Musk ist davon überzeugt, dass Roboter als reale Assistenten von Menschen erst dann wirklich nützlich sein werden, wenn sie „intelligent genug sind, sich in der Welt orientieren zu können und nützliche Dinge zu tun, ohne speziell für irgend etwas programmiert worden zu sein.“
„Für autonomes Fahren muss man reale KI beherrschen“, sagt Musk, „und wenn man die reale KI für ein Auto, das im Grunde genommen ein Roboter auf vier Rädern ist, beherrscht, kann man all dies auch für einen Roboter auf Beinen generalisieren.“
Die Zukunft der KI-gestützten Robotik
KI und Robotik sind digitale Technologien, die erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklung der Menschheit in der nahen Zukunft haben werden. Damit verbinden sich grundlegende Fragen dazu, was wir mit diesen Systemen tun sollten, was die Systeme selbst tun sollten, welche Risiken damit verbunden sind und wie wir diese Faktoren kontrollieren können.
„KI und Robotik stellen das Bild vom Menschen als einziger intelligenter und dominanter Spezies auf diesem Planeten in Frage“, sagt Vincent C. Müller, Professor für Technikphilosophie an der Technischen Universität Eindhoven (TU/e). „Wir sehen Probleme und müssen technologische und soziale Entwicklungen genau beobachten, um neue Probleme frühzeitig zu erkennen, diese philosophisch zu analysieren und aus bekannten Problemen der Philosophie dafür zu lernen.“
KI und Robotik werden sehr wahrscheinlich bedeutende Steigerung der Produktivität und damit des allgemeinen Wohlstands mit sich bringen. Dazu kann die Nutzung von Technologien wie Augmented und Virtual Reality, von digitalen Zwillingen und des Metaverse die Akzeptanz von Robotiktechnologien an vielen Arbeitsplätzen beschleunigen.
Wie Roboter mit Menschen interagieren und wo die Herausforderungen und Chancen von KI und immersiven Technologien liegen, sind die Fragen, die Ingenieure, Entwickler, Akademiker und viele andere heute und morgen beantworten müssen.
