Fintl: Robotik wird kollaborativ und adaptiv

Tesla will die Roboterbranche aufmischen. Warum das für Automobilhersteller generell gerade ein Thema ist, erklärt Peter Fintl vom Beratungsunternehmen Capgemini Engineering.

Die Automobilindustrie entdeckt zunehmend ein neues Betätigungsfeld in der Robotik – und zwar nicht erst seit der Ankündigung von Tesla-Chef Elon Musk, bis 2022 einen humanoiden Roboter zu bauen. Im Interview mit VDI nachrichten erklärt Peter Fintl, Director Technology and Innovation bei Capgemini Engineering, warum das für Automobilhersteller mit Erfahrungen beim autonomen Fahren gerade ein Thema ist und warum es für die Hersteller von Industrierobotern nun ein harter Wettbewerb wird. Er spricht auch darüber, warum frühere Ansätze, beispielsweise aus Daimler-Benz einen integrierten Technologiekonzern zu machen, scheiterten.

VDI nachrichten: Kürzlich hat Elon Musk angekündigt, bis 2022 einen humanoiden Roboter bauen zu wollen, den Tesla Bot. Ist das ein Marketing-Gag oder ernst zu nehmen?

Fintl: Natürlich war diese Vorstellung schon ein genialer PR-Stunt. In der Sache hat er aber vollkommen Recht. Die Robotik hat in der Autoindustrie eine lange Tradition. Ein Meilenstein war in den 70er-Jahren die Präsentation des Kuka Famulus. Dieser 6-Achsen-Roboter hat den Karosseriebau revolutioniert: etwa was Effizienz und Qualität betrifft. Heute wäre die Automobilindustrie ohne Robotik undenkbar. Produktkosten, Qualität und Effizienz könnten nicht erreicht werden. Jährlich werden weltweit rund 400 000 Industrieroboter verkauft. Aber was machen die Roboter? Sie erledigen vor allem vordefinierte, repetitive Aufgaben.

Worauf wollen Sie hinaus?

Roboter arbeiten heute in einer abgeschlossenen, gesicherten Umgebung und erledigen Aufgaben, die sie ständig wiederholen. Das könnte man als die klassische Robotik bezeichnen.

Der Robotik eröffnen sich neue Horizonte

Durch transversale Technologien, Dinge wie Konnektivität, fortgeschrittene Sensorik, Künstliche Intelligenz und explodierende Rechenkapazität eröffnen sich in der Robotik neue Horizonte. Die nächste Welle der Robotik wird kollaborativ und adaptiv sein. Moderne Systeme werden sich in einer natürlichen Umgebung zurechtfinden, sie können sich viel stärker im Alltag zurechtfinden. Diese Fortschritte schaffen die Grundlagen für Ankündigungen, wie sie Elon Musk jüngst gemacht hat.

Neu ist die Idee aber nicht. Der Automobilhersteller Hyundai Motor Group hat inzwischen sogar den Roboterhersteller Boston Dynamics übernommen. Die Südkoreaner haben schon konkrete Produkte in ihr Portfolio übernommen und wollen sich damit im Markt für Roboter- und Logistiklösungen etablieren. Sehen Sie da Unterschiede zu dem Tesla Konzept oder eher Gemeinsamkeiten?

Ich sehe eher Gemeinsamkeiten, denn grundsätzlich versuchen alle dasselbe Brett zu bohren und das bedeutet, einen adaptiven Roboter zu bauen. Die bekanntesten Produkte von Boston Dynamics sind wohl der Vierfüßlerroboter „Spot“ wie auch die zweibeinige Forschungsplattform „Atlas“. Erstere kann die Umgebung wahrnehmen und mit einem Arm auch leichte Bedienfunktionen erfüllen. Der humanoide Roboter besticht durch seine exzellente Bewegungssteuerung und Motorik. Wenn man diese Systeme im Einsatz sieht – ihr Verhalten, wie sie sich zurechtfinden, wie sie Aufgaben lösen, Türen öffnen usw. – dann ist das schon eine neue Qualität der Steuerung.

Das schaut verblüffend natürlich aus – auch wenn man von „intelligent“ oder gar „menschlich“ noch weit entfernt ist. Es wäre aber nicht Tesla, wenn man nicht einen Schritt größer denken würde, deswegen ist es nur logisch, dass Elon Musk jetzt einen humanoiden und lernfähigen Roboter angekündigt hat.

Sie sehen darin also einen generellen Trend?

Ja, der Trend geht in diese Richtung. Wir sehen, dass bestimmte Schlüsseltechnologien einen hohen Reifegrad erreicht haben. Die Ideen zum Einsatz konkretisieren sich zunehmend und auch der Anwenderbedarf an solchen Systemen wächst.

Zugang zur Robotik wird einfacher

Durch die Zugänglichkeit von leistungsfähigen Robotikplattformen auf Open-Source-Basis, wie auch die günstige 3-D-Sensorik, sinken Eintrittsschwellen. Fantasie in puncto der Einsatzbereiche ist im Überfluss vorhanden. Die enormen Investitionen im Bereich autonomes Fahren können sich so nun auch in anderen Industriebereichen bezahlt machen. Ob das jetzt ein automatisiertes Transportsystem ist, Roboter auf Rädern bzw. Raupenketten oder „laufende“ Roboter.

Autonomes Fahren ist ein Stichwort. Google bzw. Alphabet macht da der Automobilindustrie mit Waymo Konkurrenz. Im Juli haben sie sich mit der Tochter Intrinsic auch in der Robotik zurückgemeldet. Geht das für Sie in die gleiche Richtung?

In jedem Falle, ja. Denn was zeichnet diese autonomen Systeme aus? Sie passen sich an die Umgebungen an und kollaborieren mit menschlichen Partnern. Das gilt beim autonomen Fahren ebenso wie in einer Fabrik und wie im Haushalt. Für Alphabet liegt es absolut nahe, das hauseigene Know-how aus der Pionierarbeit mit Waymo nun auch in anderen Industriebereichen zu nutzen.

Möbelmontage mit Künstlicher Intelligenz

Intrinsic ist zwar noch relativ jung, aber Demos – etwa die Montage eines Möbelstücks mithilfe zweier Roboterarme von Kuka – weisen das Potenzial. Das ist beeindruckend.

Wieso ist das für Sie so ein gutes Beispiel?

Es ist so besonders, weil hier die Aufgabe eine gewisse Flexibilität erfordert. Der Roboter muss mit Toleranzen der Bauteile zurechtkommen, muss die Teile und den Korpus vorsichtig bewegen. Wenn Sie ab und an heimwerken, wissen Sie, dass das manchmal auch für Menschen gar nicht so leicht ist. Mit dieser Demo hat Intrinsic das Fenster zu neuen, KI-basierten Anwendungen ganz weit aufgestoßen und zeigt, wohin die Reise in die Zukunft gehen kann.

Das waren Beispiele, die weltweit für Aufmerksamkeit sorgen. In Deutschland ist inzwischen die BMW Group in die Produktion von fahrerlosen Transportsystemen eingestiegen und der Antriebsspezialist SEW-Eurodrive hat mit mobilen Assistenzsystemen ein neues Geschäftsfeld eingeführt. Wer hat im Robotikmarkt die besten Chancen? Der, der die beste PR-Strategie hat oder der, der die besten Lösungen baut und damit die Fachleute begeistert?

Es wird eine Mischung erforderlich sein, aus den hellsten Köpfen, der überzeugendsten Technologie aber natürlich auch aus der besten Marketingstory. Was mich positiv stimmt ist, dass wir geradezu eine Explosion bei der Zahl der Anbieter und an interessanten Lösungen sehen. Die Einstiegshürden werden niedriger. Notwendige Technologien werden beherrscht und sind jetzt leichter zugänglich. Tesla hat gerade bewiesen, dass das Interesse der Öffentlichkeit vorhanden ist.

Bitte konkretisieren Sie das.

Schauen wir genauer auf die Technologie: Was steckt denn hinter den Verkleidungen solcher Roboter? Das ist oft ein Nvidia-Chipsatz. Diese Rechenkerne finden Sie in Grafikkarten, in autonomen Fahrzeugen und jetzt in den klassischen Robotern. Darauf aufbauend, hat sich ein Software-Ökosystem etabliert: egal ob proprietär von Nvidia oder das offene Robot Operating System ROS. Das ermöglicht einen niederschwelligen Zugang zur Thematik für viele schlaue Köpfe. Das wird die Innovation in diesem Bereich wahnsinnig befeuern.

Frühere Ansätze von GM und Daimler-Benz

Tesla und Co. erinnern mich etwas an den Ansatz von Daimler Benz vor rund 30 Jahren. Damals gab es unter dem Vorstand Reuter schon mal den Ansatz, einen integrierten Technologiekonzern zu entwickeln und später eine Welt AG. Damals ist man damit gescheitert. Sind die Voraussetzungen heute andere?

Das ist ein interessanter Punkt, gerade mit dem Blick auf die Robotik. Aber natürlich hat sich extrem viel verändert gegenüber den Zeiten von Edzard Reuters Strategie des integrierten Technologiekonzerns – nicht nur in Stuttgart.

Wo noch?

In den 80er-Jahren hatte die amerikanische Industrie festgestellt, dass man nicht mehr führend ist, was die Produktionstechnik betrifft. General Motors hat deshalb damals das berühmte Joint Venture mit dem japanischen Automatisierungsspezialisten Fanuc gegründet – die Produktionstechnologie ist als Wettbewerbsfaktor in den Fokus gerückt. GM wollte dabei selbst hochkomplexe Robotiksysteme entwickeln und diese dann perspektivisch auch für andere Branchen verfügbar machen und monetarisieren. Das war eigentlich von der Vision her nachvollziehbar. Die Idee, hier eine universelle Vollautomatisierung einzuführen war sinnvoll, nur eben eingeschränkt durch die damaligen technischen und organisatorischen Möglichkeiten.

Welche Schlüsse ziehen Sie daraus für die Zukunft?

Auch wenn diese transversalen Technologien – etwa die KI oder Vernetzung – heute viel stärker sind als damals die „Mikroelektronik“, ist dies nicht automatisch eine Erfolgsgarantie. Grundsätzlich sind große und komplexe Einheiten schwer steuerbar. Ist es wirklich möglich, in allen Bereichen konkurrenzfähig zu sein, sich gegen spezialisierte Schnellboote durchzusetzen? Die Finanzmärkte haben dazu eine klare Meinung: Anleger sind bei Konglomeraten oder Mischkonzernen generell deutlich skeptischer als bei Spezialisten.

Was bedeutet das künftig für die Wettbewerbssituation in der Robotik? Schlafen die traditionellen Roboterhersteller?

Große Player wie ABB, Fanuc, Yaskawa oder Kuka dominieren das traditionelle Geschäft, das durchaus harten Wettbewerb kennt. Großprojekte, speziell in der Autoindustrie, kennzeichnen diesen Markt: Wir sehen große Volumina und lange Laufzeiten.

Neue Wettbewerber für etablierte Roboterfirmen

Junge Anbieter, wie Universal Robotics aus Dänemark, haben ihre Nischen gefunden und besetzt. In diesem Fall kleine und kollaborative Anwendungen. So hat man in kürzester Zeit über 50 000 Roboter verkauft.

Was ist für Sie das Erfolgsrezept der neuen Robotergenerationen?

Neue Anbieter haben es hervorragend geschafft, Software-Innovation umzusetzen, um Zugangsschwellen für die Anwender dramatisch zu senken. Das gilt übrigens auch für große, etablierte Unternehmen wie Bosch mit ihren Produktionsassistenten. Einfache Aufgaben – Montieren, Schleifen, Verpacken – dazu nutzt man in der Fertigung gerne kollaborative Roboter. Diese können einfach angelernt werden und erledigen die Aufgaben in guter Qualität. Diese Anwendungen werden wir künftig noch öfter sehen. Diese Durchdringung haben vor allem die jungen Anbieter angestoßen. Sie haben Zugänglichkeit zum Robotereinsatz einfach gestaltet, ohne auf Anwenderseite einen teuren Servicevertrag oder teure Programmierer des Herstellers zu benötigen.

Aber die etablierten Roboterhersteller ziehen inzwischen schnell nach. Anfang des Jahres hat ABB zwei neue kollaborierende Roboter vorgestellt und Kuka hat ein neues Betriebssystem angekündigt.

Selbstverständlich haben auch die etablierten Spieler die Chancen im Cobot-Bereich erkannt. Hier werden besonders attraktive Wachstumschancen gesehen. Mit einem jährlichen Wachstum von bis zu 20 % wird gerechnet.

Wie gehen die Automobilhersteller derzeit mit dem Thema um?

Die Produktionstechnik ist für die Hersteller natürlich eine zentrale Kernkompetenz. Daimler hat mit seiner Factory 56 eine große Vision von der Fabrik der Zukunft dargestellt und dazu die Crème de la Crème der Automatisierungsindustrie mit ins Boot geholt. Gemeinsam mit prominenten Zulieferern hat man mithilfe neuester Technologien modernste Konzepte zum Einsatz gebracht.

Die BMW Group ist da noch eine Spur weiter gegangen mit ihrer IdealWorks. 2015 haben sie intern ein autonomes Transportsystem entwickelt. In den letzten sechs Jahren ist daraus eine eigene tadellose Lösung entstanden, die in ein neues Geschäftsfeld mündete. Und hier schließt sich der Kreis: Wenn Sie unter die Haube des IdealWorks-Systems schauen, finden Sie Komponenten wie den Nvidia-Chip und Sensoren von Sick. Das sind also die klassischen Komponenten.

Und wie sieht es im Ausland aus?

Schauen wir mal nach Japan zum Toyota-Konzern. Neben dem Footprint im Autobau ist man auch im Bereich des Material-Handling sehr stark. Autonomie ist in beiden Sektoren ein wichtiges Zukunftsthema. Hier liegen Synergien für die kommenden Jahre auf der Hand.

Macht es wirklich Sinn, dass die Automobilhersteller dann quasi die Kompetenzen selbst aufbauen? Oder wird das jetzt eher dazu führen, dass die klassischen Roboteranbieter und Automatisierungsspezialisten dort ihre Kompetenzen ausbauen?

Für die klassischen Roboterhersteller wird das im Bereich KI unter Umständen ein harter Kampf – eine Uphill Battle, könnte man auch sagen. Die Roboterhersteller haben in ihrem Feld hohe technische Kompetenz, kommen aber von den geschlossenen Umgebungen, repetitiven Aufgaben und dem Einlernen bestimmter Vorgänge. Die Autoindustrie und die Tech-Konzerne – das ist der entscheidende Unterschied – haben sich jetzt schon auf der Ebene des maschinellen Lernens, der Perzeption – also bei der Umgebungswahrnehmung und Modellierung – und der Planung eingespielt.

Parallelen zum autonomen Fahren auf der Straße

Es gibt kaum dynamischere Umgebungen, die so komplex sind wie der innerstädtische Verkehr. Da kann alles Mögliche passieren. Es gibt dort Radfahrer, motivierte Läufer, Kinder, Haustiere und vieles mehr als Verkehrsteilnehmer. Die Konzerne haben viele Ressourcen in die Beherrschung dieser Szenarien gesteckt. Deshalb liegt es jetzt nahe, diese Kenntnisse und Expertise auf einfachere industrielle Aufgaben herunter zu skalieren. Der Wettbewerber der Zukunft im Bereich der Roboter könnte womöglich bald aus einer hiesigen „Motor-City“ kommen.