Quelle: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez
Die Renaissance der Hardware
Mit Embodied AI kommt derzeit eine neue Form der Künstlichen Intelligenz auf. Durch sie können Roboter und Maschinen mit ihrer Umgebung interagieren und daraus lernen. Institutsleiter Thomas Bauernhansl sieht darin eine große Chance für die deutsche Industrie. Welche das ist, erklärt er im Gespräch mit interaktiv.
interaktiv: Herr Bauernhansl, Deutschland hat bei der Künstlichen Intelligenz den Anschluss an die USA und China bislang nicht halten können. Wo sehen Sie die Chance, jetzt wieder aufzuholen?
Thomas Bauernhansl: Jetzt steht eine neue Form der Künstlichen Intelligenz in den Startlöchern. Die sogenannte Embodied AI denkt nicht nur im Rechenzentrum oder in der Cloud, sondern kann physisch mit ihrer Umgebung interagieren. Die sogenannte Embodiment-Hypothese, auch Hypothese der Verkörperung genannt, besagt, dass intelligentes Verhalten untrennbar verbunden ist mit einem körperlichen Dasein und physischer Interaktion mit der Umgebung. Intelligenz ist demnach nicht nur ein Produkt des Gehirns oder eines Computerprogramms, sondern entsteht durch die Wechselwirkung von Körper, Wahrnehmung, Handlung und Umgebung.
»Embodied AI wird die Automatisierungstechnik auf ein ganz neues Niveau heben.«
interaktiv: Das klingt nach einem entscheidenden Entwicklungssprung für die Automatisierungstechnik.
Bauernhansl: Ja, Embodied AI wird die Automatisierungstechnik auf ein ganz neues Niveau heben. Maschinen können sich bald selbst an neue Aufgaben anpassen, flexibel fast beliebig viele Produktvarianten fertigen oder Störungen und Maschinenausfälle vermeiden, indem sie frühzeitig geeignete Gegenmaßnahmen einleiten. KI-Module in Maschinen beschleunigen außerdem die Konfiguration und Inbetriebnahme neuer Maschinen. Perspektivisch ist sogar ein völlig autonomer Betrieb von Maschinen, Anlagen und ganzen Fabriken möglich.
»Wir können nicht nur unseren Rückstand aufholen, sondern sogar in Führung gehen.«
interaktiv: Inwieweit kann die deutsche Industrie nun bei der Entwicklung von Embodied AI ihren Rückstand aufholen?
Bauernhansl: Embodied AI bedeutet eine Renaissance der Hardware. Sie braucht Sensorik, Aktorik, Mechanik und Materialien. Genau hier punktet die deutsche Industrie: Sie kann komplexe Systeme bauen und bewirtschaften – weltweit bislang unerreicht. Wenn wir jetzt also unsere Ingenieurskunst mit KI verbinden, können wir trotz hoher Lohnkosten und Wettbewerbsdruck einen entscheidenden Mehrwert bieten. Damit können wir nicht nur unseren Rückstand aufholen, sondern sogar in Führung gehen.
»Jetzt ist die richtige Zeit für gezielte Investitionen in Forschung, Pilot- und Transferprojekte.«
interaktiv: Was muss die Industrie tun, wenn sie die Führungsrolle bei Embodied AI übernehmen will?
Bauernhansl: Sie muss Embodied AI zur Chefsache machen. Sie braucht eine klare Vision für die Fabrik der Zukunft. Neue Kompetenzen, neue Rollen und eine enge Verzahnung von Mensch und Maschine sind gefragt. Und es gilt, Kooperationen aktiv zu orchestrieren. Unternehmen sollten überall dort zusammenarbeiten und Synergien nutzen, wo Risiken hoch sind und Differenzierung durch Geschwindigkeit notwendig ist. Denn viel Zeit bleibt ihnen nicht. Noch steckt Embodied AI in den Kinderschuhen. Aber genau wie alle anderen Formen der Künstlichen Intelligenz wird auch sie sich rasend schnell weiterentwickeln. Die ersten Prototypen entstehen gerade. Also ist jetzt die richtige Zeit für gezielte Investitionen in Forschung, Pilot- und Transferprojekte.
»Das Fraunhofer IPA dient der Industrie als Sandbox und Katalysator.«
interaktiv: Wie unterstützt das Fraunhofer IPA bei diesen Pilot- und Transferprojekten?
Bauernhansl: Das Fraunhofer IPA dient der Industrie als Sandbox und Katalysator – und zwar über Branchengrenzen hinweg. Denn das Portfolio unseres Instituts ist fast so breit wie die Anwendungsmöglichkeiten, die Embodied AI bietet. Wer Anwendungsideen für Embodied AI in sich trägt, kann sich gerne direkt bei mir melden und dann schauen wir, wie wir diese Ideen gemeinsam umsetzen können. Das kann, aber muss kein Pilot- oder Transferprojekt sein. Auch gemeinsame Unternehmensgründungen sind denkbar. Das Fraunhofer IPA ist das gründungsstärkste Institut innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft und verfügt über einen eigenen Start-up-Inkubator. Das kann das Risiko, zu scheitern, erheblich reduzieren.
interaktiv: Worauf konzentriert sich die angewandte Forschung am Fraunhofer IPA derzeit im Bereich Embodied AI?
Bauernhansl: Ein Forschungsteam um Marco Huber versetzt gerade einen 3D-Drucker in die Lage, seine Einstellungen im laufenden Betrieb selbstständig anzupassen. Dazu bindet es erste bestehende Weltmodelle in ein Agenten-Framework ein. Weltmodelle bilden die technische Voraussetzung für Embodied AI. Sie bilden räumliche Strukturen, kausale Zusammenhänge, zeitliche Dynamiken und interne Systemzustände ab. Damit ermöglichen sie es Maschinen oder Robotern, ihre Handlungen zu simulieren, zu planen und zielgerichtet auszuführen. Die Additive Fertigung soll dank Embodied AI künftig Bauteile mit beliebig komplexen Geometrien automatisiert herstellen können. Die Produktentwicklungszeit soll sich um 45 Prozent reduzieren, die Produktivität um 20 bis 60 Prozent steigen. Gleichzeitig soll der Materialverbrauch um bis zu 50 Prozent sinken. Letztlich soll Embodied AI auch alle dem 3D-Druck vor- und nachgelagerten Prozesse im autonomen Betrieb steuern.
»Darin liegt eine Chance, die wir nicht verspielen dürfen.«
interaktiv: Wenn Roboter, Maschinen und ganze Fabriken in der Lage sind, aus der Interaktion mit ihrer Umgebung zu lernen und sich selbst immer weiter zu optimieren, bedeutet das dann nicht, dass wir bald alle arbeitslos sind?
Bauernhansl: Das glaube ich nicht. Als die ersten Roboter und Computer aufkamen, wurde das Gleiche befürchtet. Doch dazu ist es nie gekommen. Sie haben uns nicht die Arbeit weggenommen, sondern sie verändert – von monotoner, repetitiver und körperlich belastender Arbeit hin zu Tätigkeiten, in denen wir unsere eigentlichen Stärken ausspielen können. Auch Embodied AI wird uns nicht ersetzen, sondern Hand in Hand mit uns arbeiten. Sie wird vor allem dort einspringen, wo uns heute dringend benötigte Fachkräfte fehlen. Darin liegt eine Chance, die wir nicht verspielen dürfen: unsere Industrie dauerhaft in Deutschland zu halten – und gleichzeitig die Arbeitswelt menschlicher zu machen.
Ihr Ansprechpartner
Thomas Bauernhansl
Geschäftsführender Institutsleiter
Telefon: +49 711 970-1100