Humanoide Roboter erleben weltweit eine rasante Entwicklung. Marktprognosen zufolge könnten diese Robotiksysteme künftig ein erhebliches wirtschaftliches Potenzial entfalten. Teilweise wird ihnen sogar ein Marktvolumen zugeschrieben, das langfristig mit dem der Automobilindustrie vergleichbar sein könnte.
Darüber hinaus gelten humanoide Roboter als Paradebeispiel für sogenannte Embodied AI, also die enge Verbindung von Verfahren der künstlichen Intelligenz mit mechanischen Systemen und komplexen Maschinenstrukturen. Während technologische Fortschritte in diesem Bereich derzeit besonders in den USA und in Asien sichtbar sind, stellt sich Europa die Frage, welche Rolle seine Industrie in der entstehenden Wertschöpfung rund um die humanoide Robotik einnehmen kann.
Fraunhofer IPA beleuchtet humanoide Roboter in Whitepaper
Dieser Fragestellung sind das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und die Unternehmensberatung P3 nachgegangen. Ihre Ergebnisse haben sie im Whitepaper „The Humanoid Hardware Value Chain: Can the European Manufacturing Industry Capitalize on the Humanoid Momentum?“ veröffentlicht.
Hardware als entscheidender Faktor für humanoide Roboter
Trotz der schnellen Fortschritte im Bereich künstlicher Intelligenz bestimmen Hardwarekomponenten maßgeblich die Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit humanoider Roboter. Komponenten wie Aktuatoren, Getriebe, Batterien oder Sensoren müssen hohe Anforderungen an Robustheit, Lebensdauer und Kostenstruktur erfüllen, insbesondere wenn die Systeme im industriellen Dauerbetrieb eingesetzt werden sollen.
Derzeit fehlen jedoch noch weitgehend standardisierte Hardwarearchitekturen für humanoide Robotersysteme. Viele der benötigten Komponenten erreichen die für industrielle Anwendungen erforderlichen Leistungs- und Kostenniveaus bislang nur teilweise.
Diese Situation eröffnet neue Chancen für europäische Industrieunternehmen. Gerade Hersteller mit Kompetenzen in Automatisierung, Mechatronik oder industrieller Fertigung könnten von der Entwicklung der Hardware-Wertschöpfungskette humanoider Roboter profitieren.
Analyse der Hardware-Wertschöpfungskette humanoider Roboter
Um das Marktpotenzial besser bewerten zu können, analysierte das Autorenteam die Hardware-Wertschöpfungskette humanoider Roboter in mehreren Bereichen. Im Fokus standen insbesondere Sensorik, Aktorik, Strukturmechanik und Energieversorgung.
Darauf aufbauend entwickelten die Forschenden ein Bottom-up-Kostenmodell, mit dem sich verschiedene Roboterszenarien vergleichen lassen. Das Modell bildet unterschiedliche Konfigurationen humanoider Roboter ab, von kostengünstigen bis hin zu hochpreisigen Systemen.
Flexible Robotikhände als zentrales technisches Nadelöhr
Die Analyse zeigt, wie stark sich einzelne Hardware-Entscheidungen auf die Gesamtkosten eines Robotersystems auswirken können. Gleichzeitig wird deutlich, welche Komponenten die größten Kostentreiber darstellen und welche technischen Herausforderungen für eine wirtschaftliche Skalierung noch gelöst werden müssen. Als besonders anspruchsvoll gelten derzeit flexible Robotikhände, die als ein zentrales technisches Nadelöhr der Entwicklung gelten.
Chancen für Europas Fertigungsindustrie
Für die europäische Industrie könnte der wachsende Markt für humanoide Roboter eine wichtige strategische Rolle spielen. Viele Unternehmen verfügen bereits über umfangreiche Kompetenzen in Schlüsseltechnologien wie Antriebstechnik, Sensorik, Automatisierung oder Präzisionsfertigung. Ein frühzeitiger Einstieg in die Entwicklung und Industrialisierung von Hardwarekomponenten könnte daher neue Geschäftsfelder erschließen und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Fertigungsindustrie stärken.
Vincent Bezold, Geschäftssegmentleiter am Fraunhofer IPA und Mitautor des Whitepapers, fasst die Handlungsempfehlungen so zusammen: „Um diesen Wachstumsmarkt erschließen zu können, ist es entscheidend, dass Unternehmen sich gezielt in der Entwicklung und Industrialisierung kosten- und leistungsrelevanter Hardwarekomponenten engagieren. Sie sollten auch eine frühzeitige und enge Zusammenarbeit mit Herstellern von Humanoiden anstreben.“
Fraunhofer IPA baut Forschung an humanoiden Robotern weiter aus
Das Whitepaper ist Teil umfangreicher Forschungsaktivitäten des Fraunhofer IPA rund um humanoide Roboter. Die Arbeiten reichen von globalen Marktanalysen über Bedarfsstudien bis hin zur Entwicklung von Technologiekomponenten und konkreten Anwendungen.
Um Unternehmen bei strategischen Investitionsentscheidungen zu unterstützen, plant das Institut weitere Veröffentlichungen. Dazu gehört unter anderem ein Benchmark, mit dem humanoide Roboter anhand mehrerer Kriterien, darunter Energieeffizienz sowie funktionale und IT-Sicherheit, vergleichbar bewertet werden können.
Darüber hinaus soll ein Readiness Navigator Unternehmen dabei unterstützen, sowohl Robotersysteme als auch konkrete Anwendungen anhand definierter Anforderungen in fünf Reifegrade einzuordnen. Das Whitepaper zur Hardware-Wertschöpfungskette humanoider Roboter kann hier kostenfrei heruntergeladen werden.
