Der weltweite Bestand an Industrie-Robotern hat mit rund 3,9 Millionen Einheiten einen neuen Rekord erreicht. Die starke Nachfrage wird von einer Reihe spannender technologischer Entwicklungen getrieben. Die International Federation of Robotics hat die wichtigsten Trends zusammengetragen, die die Robotik und Automatisierung im Jahr 2024 prägen werden. „Die Top 5 Robotik- und Automationstrends 2024 zeigen, dass die Robotik ein multidisziplinärer Bereich ist, bei dem sich die Technologien gegenseitig unterstützen, um intelligente Lösungen für eine Vielzahl von Aufgaben zu schaffen", sagt Marina Bill, Präsidentin der International Federation of Robotics. „Diese Fortschritte werden weiterhin das Zusammenwachsen von Industrie- und Servicerobotik und die Zukunft der Arbeit prägen."
Der Einsatz künstlicher Intelligenz in der Robotik und Automation nimmt weiter zu. Mit der Entwicklung der generativen KI eröffnen sich neue Lösungen. Diese Untergruppe der KI ist darauf spezialisiert, durch Training zu lernen und daraus etwas Neues zu schaffen - mit Online-Tools wie ChatGPT sind diese Lösungen bereits bekannt geworden. Roboterhersteller entwickeln generative KI-gesteuerte Schnittstellen, um Roboter intuitiver programmieren zu können: Nutzer programmieren mit natürlicher Sprache statt mit Code. Sie benötigen keine speziellen Programmierkenntnisse mehr, um die gewünschten Aktionen des Roboters auszuwählen und anzupassen. Ein weiteres Beispiel ist die vorausschauende KI, die Leistungsdaten von Robotern analysiert, um den zukünftigen Zustand von Anlagen zu ermitteln. Durch vorausschauende Wartung können Hersteller Kosten für Maschinenausfallzeiten sparen. In der Automobilzulieferindustrie kostet jede Stunde ungeplanter Stillstand schätzungsweise 1,3 Millionen Dollar.
Die Mensch-Roboter-Kollaboration ist nach wie vor ein wichtiger Trend in der Robotik. Die rasanten Fortschritte in der Entwicklung von Sensoren, Bildverarbeitungstechnologien und intelligenten Greifern ermöglichen es Robotern, in Echtzeit auf Veränderungen in ihrer Umgebung zu reagieren und so sicher an der Seite des Menschen zu arbeiten. Kollaborative Roboteranwendungen unterstützen den Menschen bei seiner täglichen Arbeit: Aufgaben wie schweres Heben, repetitive Bewegungen oder Arbeiten in gefährlichen Umgebungen entfallen.
Roboterhersteller bieten immer mehr Anwendungsbereiche für kollaborative Anwendungen an. Eine aktuelle Marktentwicklung ist die Zunahme von Roboterschweißanwendungen, ausgelöst durch den Fachkräftemangel in diesem Segment. Diese Nachfrage zeigt, dass Automatisierung nicht zu einem Arbeitskräftemangel führt, sondern umgekehrt als Mittel zur Lösung des Arbeitskräftemangels beiträgt. Insofern werden kollaborative Roboter Investitionen in klassische Industrieroboter, die mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten arbeiten, ergänzen - nicht ersetzen. Die herkömmliche Industrierobotik bleibt wichtig, um die Produktivität als Reaktion auf enge Produktmargen zu verbessern. Darüber hinaus drängen neue Wettbewerber auf den Markt, die sich speziell auf kollaborative Roboter konzentrieren. Mobile Manipulatoren, eine Kombination aus kollaborierenden Roboterarmen und mobilen Robotern (AMR), bieten neue Anwendungsmöglichkeiten, die die Nachfrage nach kollaborierenden Robotern erheblich steigern könnten.
Mobile Manipulatoren - so genannte „MoMas“ - automatisieren das Materialhandling in Branchen wie der Automobilindustrie, der Logistik oder der Luft- und Raumfahrt. Sie kombinieren die Mobilität von Roboterplattformen mit der Geschicklichkeit von Manipulatorarmen. Dadurch können sie sich in komplexen Umgebungen bewegen und Objekte handhaben. Diese Fähigkeit ist vor allem für Anwendungen in der Produktion wichtig. Ausgestattet mit Sensoren und Kameras führen sie Inspektions- und Wartungsarbeiten an Maschinen und Anlagen durch. Ein entscheidender Vorteil der mobilen Manipulatoren ist, dass diese Maschinen direkt mit menschlichen Arbeitskräften zusammenarbeiten können. Der Fach- und Arbeitskräftemangel in der Industrie dürfte die Nachfrage in Zukunft weiter steigern.
Digitale Zwillinge werden zunehmend eingesetzt, um die Leistung physischer Systeme zu verbessern. Dabei werden virtuelle Abbilder dieser Systeme verwendet. Da Roboter in Fabriken zunehmend digital integriert werden, können digitale Zwillinge die erfassten realen Betriebsdaten nutzen, um Simulationen durchzuführen und wahrscheinliche Ergebnisse vorherzusagen. Als reines Computermodell kann der Zwilling unter Stressbedingungen getestet und modifiziert werden, ohne dass Verschleiß oder Sicherheitsrisiken entstehen. Im Vergleich zu Tests an physischen Systemen sparen solche virtuellen Simulationen erhebliche Kosten. Der Vorteil: Digitale Zwillinge schließen die Lücke zwischen digitaler und physischer Welt.
Auf dem Gebiet der Robotik wurden bedeutende technologische Fortschritte bei der Entwicklung von Humanoiden erzielt, die ein breites Spektrum von Aufgaben in verschiedenen Arbeitsbereichen ausführen können. Das menschenähnliche Design mit zwei Armen und zwei Beinen ermöglicht den flexiblen Einsatz des Roboters in Arbeitsumgebungen, die eigentlich für Menschen geschaffen wurden. So lässt er sich beispielsweise leicht in bestehende Lagerprozesse und -infrastrukturen integrieren.
Das chinesische Ministerium für Industrie und Informationstechnologie (MIIT) hat kürzlich detaillierte Ziele veröffentlicht, wie das Land bis 2025 Humanoide in Serie produzieren will. Das MIIT geht davon aus, dass Humanoide eine weitere bahnbrechende Technologie sein werden, ähnlich wie Computer oder Smartphones, die die Art und Weise, wie wir Waren produzieren und wie wir leben, verändern könnten. Humanoide sind ein spannendes Entwicklungsfeld aufgrund ihrer potenziellen Auswirkungen auf verschiedene Sektoren. Allerdings bleibt es eine komplexe Herausforderung, Humanoide in den Massenmarkt einzuführen. Ein Schlüsselfaktor sind die Kosten: Der Erfolg wird davon abhängen, ob sie beispielsweise im Wettbewerb mit etablierten Roboterlösungen wie mobilen Manipulatoren rentabel sind.
