Das Fraunhofer IPA entwickelt anwendungsspezifische Fertigkeiten für humanoide Roboter. (Quelle: Fraunhofer IPA / Foto: Rainer Bez)
Humanoide Roboter – Status quo, Potenziale und Forschungstätigkeiten (Teil 2 von 3)
Humanoide sind medial omnipräsent, in realen Anwendungen aber noch selten. Das Fraunhofer IPA erprobt Einsatzmöglichkeiten für diese neuen Roboter in Unternehmen und schafft so eine fundierte Wissensgrundlage für Investitionen. Der Fokus liegt auf der Anwendungsentwicklung mithilfe von Künstlicher Intelligenz, Wirtschaftlichkeit und funktionaler Sicherheit.
In diesem zweiten Teil geht es zunächst um die Definition eines humanoiden Roboters. Danach werden Ergebnisse einer Befragung von über 100 Unternehmensvertreterinnen und -vertretern zu den Potenzialen und Einsatzhürden von Humanoiden vorgestellt.
Teil 1 der Serie verpasst?
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Der vom Fraunhofer IPA aktuell genutzte G1 ist mit einer Größe von 127 Zentimeter ein kleiner humanoider Roboter. Generell bezeichnet man damit Roboter, die im Aufbau dem Menschen zumindest ähnlich sind. Um eine fundierte Arbeitsgrundlage zu haben, hat das Fraunhofer IPA genau definiert, was ein humanoider Roboter ist, da eine allgemeingültige Definition bisher noch aussteht. Und es bietet mit dem Begriff »Humanoiden-Robotersystem« eine erweiterte Definition, die besonders für Fragen der Wirtschaftlichkeit und Sicherheit relevant ist.
Definition eines humanoiden Roboters
Ein humanoider Roboter zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus:
- Er hat zwei Arme und einen Oberkörper
- Er kann sich fortbewegen, entweder mittels Beinen oder einer mobilen Plattform
- Optional verfügt er über eine Art Kopf sowie einen Greifer
- Er nutzt Sensoren zur Umgebungserfassung
- Er führt Aufgaben aus, die eigentlich für den Menschen ausgelegt sind
- Er agiert autonom oder teleoperiert
Ein Humanoiden-Robotersystem erweitert die Definition und ist insbesondere für eine sichere Anwendungsumsetzung entscheidend. Hierzu gehören:
- Sicherheitseinrichtungen und -maßnahmen, damit eine Kollaboration mit dem Menschen möglich ist
- Werkzeuge wie Greifer, Hände etc. zur Aufgabenausführung
- Weitere Systemkomponenten wie Werkstücke, Peripheriekomponenten und Ladeinfrastruktur
Analog zu den Begriffen Roboter und Robotersystem werden Unternehmen also faktisch nicht mit nur einem humanoiden Roboter auskommen, sondern sie brauchen ein Humanoiden-Robotersystem, um eine Anwendung umzusetzen.
Über 100 Unternehmen schätzen Einsatzpotenziale und Hürden ein
Doch warum sollten sich Unternehmen überhaupt mit Humanoiden beschäftigen und welche Aufgaben könnten sie potenziell ausführen? Um hier genau die Anwendersicht zu kennen, hat das Fraunhofer IPA im vergangenen Frühjahr die Studie »Humanoide Roboter: Game Changer oder Irrweg?« veröffentlicht. Finanziert wurde diese aus Fördermitteln des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg im Rahmen des KI-Fortschrittszentrums »Lernende Systeme und Kognitive Robotik«.
Für die Studie verschaffte sich das Autorenteam zunächst einen wissenschaftlichen und technischen Überblick über Humanoide. Es folgten Experteninterviews mit Systemintegratoren und potenziellen Endanwendern zum Stand der Technik, Einsatzmöglichkeiten und künftigen Herausforderungen. Aufbauend auf diesen qualitativen Daten wurden mithilfe einer Umfrage quantitative Daten gesammelt. Der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) unterstützte hier, um möglichst viele Rückmeldungen zu erhalten. Im letzten Schritt wertete das Team die Daten aus und leitete Handlungsempfehlungen ab.
Die Diskussion über den Einsatz humanoider Roboter in der Industrie konzentriert sich häufig auf deren Potenzial für Materialtransport, Maschinenbeladen und das Greifen komplexer Objekte. Diese Roboter könnten sich durch ihre Flexibilität kombiniert mit Mobilität von bestehenden Lösungen abheben. Das wäre insbesondere für die Integration von mehr Automatisierung in bestehende Anlagen, sogenanntes Brownfield, interessant, weil Humanoide hier weniger Aufwände erfordern würden.
Wirtschaftlichkeit und Sicherheit sind größte Herausforderungen
Trotz dieser vielversprechenden Perspektiven zeigen sich die befragten Unternehmen aus Produktion und Logistik der aktuellen Studie skeptisch hinsichtlich der technischen Möglichkeiten humanoider Roboter. Viele sehen sie zunächst für Aufgaben geeignet, bei denen Faktoren wie Genauigkeit, Systemstabilität oder Prozessgeschwindigkeit weniger entscheidend sind. Der Transport von Kisten wird häufig als eine der ersten Einsatzmöglichkeiten genannt. Interessanterweise sind 60 Prozent der Befragten der Meinung, dass humanoide Roboter nicht zwingend zwei Beine benötigen; stattdessen erscheinen ihnen radgetriebene Plattformen oder stationäre Anwendungen mit Zweiarmrobotern sinnvoller.
Diese Einschätzung deckt sich mit aktuellen Entwicklungen am Markt: Viele Hersteller wie beispielsweise Humanoids (Großbritannien), Neura Robotics (Deutschland) oder Galbot (China) setzen den humanoiden Oberkörper auf eine radgetriebene Plattform, um den Roboter weniger komplex zu machen.
Ein zentrales Thema in der Diskussion ist die funktionale Sicherheit, die für den Praxiseinsatz von entscheidender Bedeutung ist. Aktuell sind viele Aspekte dazu noch unklar, und die speziellen Anforderungen an Stabilität und Funktionalität stellen eine Herausforderung dar. So wird vermutlich in den nächsten Jahren noch kein echter Mischbetrieb zwischen Humanoiden und Menschen zu erwarten sein. Zusätzlich gibt es Bedenken hinsichtlich des wirtschaftlichen Einsatzes humanoider Roboter. Etwa die Hälfte der Befragten wäre bereit, bis zu 100.000 Euro für einen solchen Roboter zu investieren.
Die Einschätzungen zur zeitlichen Perspektive sind ebenfalls aufschlussreich. Lediglich sechs Prozent der Befragten glaubten zum Zeitpunkt der Befragung Anfang 2025, dass humanoide Roboter bereits in den nächsten zwei Jahren in industriellen Anwendungen zum Einsatz kommen werden. Eine deutliche Mehrheit von 74 Prozent sieht jedoch einen realistischen Einsatz in einem Zeitraum von drei bis zehn Jahren.
Lesen Sie im dritten und letzten Teil des Artikels:
- Welche Entwicklungen gibt es aktuell rund um die erwähnten Einsatzhürden Wirtschaftlichkeit und Sicherheit?
- Wie unterstützt das Fraunhofer IPA bei der konkreten Anwendungsentwicklung?
Hier geht’s direkt zum dritten und letzten Teil der Serie.
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