Cobots als physische Manifestation von KI

20. Dezember 2023

Was kommt nach den strohdummen Robotern in unseren heutigen Fabriken?

Roboter in Produktionsprozessen sind „dumm by design“. Schon seit über 30 Jahren setzen wir Roboter in der Fertigung ein. Faktisch sind diese Roboter der ersten Generationen vor allem in der Automobilindustrie aber eine Sackgasse, denn wir haben sie strohdumm entwickelt. Sie müssen monatelang programmiert werden und können nicht auf Besonderheiten reagieren. Um ihre Arbeit überhaupt erst möglich zu machen, muss ein Werkstück auf den zehntel Millimeter genau eingespannt werden und bei jeder kleinen Änderung kommen sie aus dem Konzept. Das führt dazu, dass erneut von menschlicher Hand die Programmierung angepasst werden muss und die Frage nach der Zeitersparnis durch solche Roboter ist für kleinere Stückzahlen klar negativ ausfällt. Daher machen Roboter vor allem schwere und dreckige Tätigkeiten oder Aufgaben mit einer hohen Wiederholfrequenz. Die Systeme haben kein Verständnis von ihrer Umwelt und können daher faktisch auch nichts entscheiden. Alles muss ihnen vorab mitgeteilt werden.

Dahinter steckt ein Mensch-Maschinen-Bild der absoluten Vorhersehbarkeit. Über die letzten 30 Jahre wollten wir vor allem eines: Determinismus. Wir Menschen sagen den Maschinen, was sie tun sollen. Klingt eigentlich gut, führt aber dazu, dass wir diese Roboter nur mit sehr großem Planungsaufwand einsetzen können und sie faktisch nur in Use-Cases mit großen Stückzahlen, wie z.B. in der Elektronikfertigung oder der Automobilindustrie einsetzbar sind.

Cobots als neues Paradigma teilautonomer Systeme

All das ändert sich gerade mit den Cobots. Das sind vor allem kleine Roboterarme mit Traglasten im Bereich von 8 bis hinauf zu 25 Kilogramm. Wahrscheinlich erinnern Sie sich auch noch an die netten Pressebilder, auf denen unsere ehemalige Bundeskanzlerin mit einem roboterähnlichen Wesen interagiert oder begeistert Hände mit einem künstlichen Arm schüttelt – das sind Cobots. Sie benötigen keine Sicherheitszellen mehr, die kein Mensch betreten darf, solange der Roboter sich bewegt. Wir bringen diesen Cobots gerade bei, einen Menschen wahrzunehmen und zusammen mit Menschen im Produktionsprozess zu arbeiten.

Aber nicht nur das: Wir bringen ihnen bei, die Lage von Werkstücken zu erkennen und darauf flexibel reagieren zu können. Es muss nicht mehr jeder Teilschritt aufwändig von Programmieren gecodet werden, sondern die Maschinenführer im Fertigungsmanagement können den Cobots neue Tätigkeiten durch Vormachen beibringen. Im Vergleich zu ihren alten Verwandten, den über 30 Jahre alten Robotern, sind sie also viel flexibler und vor allem hilfreicher einsetzbar. Solche Cobots werden wir in Zukunft überall nutzen können: In kleinen Produktionsprozessen, aber auch schon bald im privaten Haushalt oder der Pflege. Damit ein solcher Cobot einen Mehrwert erzeugt, muss er für Maschinen heute noch sehr komplexe Aufgaben wie Kollisionserkennung oder das Greifen verschiedener Gegenstände vom Ei bis zum Metallstück oder Styropor mit angepasster Festigkeit selbstständig und teilautonom erledigen. Wir bringen den Maschinen also gerade eine Million Jahre Evolution zum Menschen bei und codieren dieses Know-How in Algorithmen und Betriebssystemen für Cobots. Ohne Autonomie und eigene Entscheidungsfähigkeit hat eine solche Maschine keinen Mehrwert für uns.

Cobots als Helfer in unseren Haushalten

Es scheint erstmals realistisch, dass wir in den nächsten 10 Jahren auch Maschinen erschaffen können, die eine normale Spülmaschine einräumen und ausräumen können ohne, dass wir die komplette Küche an die Maschine und ihre Fähigkeiten anpassen müssen. Wir scheinen also in absehbarer Zeit Maschinen bauen zu können, die uns Menschen in unseren Umgebungen dienen, anstatt die Bedingungen in optimaler Form an die Maschine anpassen zu müssen, wie wir das bisher in den Produktionshallen getan haben. 

Bisher hat uns vor allem der Effizienzgedanke dahin geführt, dass wir die Roboter das tun lassen, was sie besonders gut können und wir Menschen haben dann das erledigt, was Roboter noch nicht konnten. Eine eigentlich verkehrte Welt, die wir jetzt mit dem neuen Cobot-Ansatz verändern können. In diesen friedlichen Szenarien scheinen möglichst autonome Cobots, die uns Menschen dienen, eine positive Vorstellung. Das ist ein neues Paradigma. Aber natürlich gibt es einige Kritiker, die den fehlenden Determinismus bemängeln. Und tatsächlich haben sie nicht ganz Unrecht: Denn der Verlust menschlicher Autonomie, den wir heute schon im Militär beobachten können, kann auch hier zum Problem werden. Der Einsatz solcher maschineller Fähigkeiten kann unser Menschsein langfristig in Frage stellen.

Simulation als Planung unserer Zukunft

Egal wo wir physische Maschinen einsetzen: Sie sind stets teurer als die Simulation der Maschinen im virtuellen Raum. Wir schaffen digitale Zwillinge, um die teure reale Welt des Materials und der Fertigung zu simulieren und zu optimieren.

In einer virtuellen Welt fällen wir Entscheidungen, bevor es das erste Bauteil in der physischen Welt gibt. Wir sind dabei, unsere gesamte physische Welt über Google Maps oder andere Programme zu kartographieren und jedes Objekt digital zu verwalten. Über unser Smartphone steuern wir unser Smarthome und verlassen uns auf die Zuverlässigkeit der digitalen Welt.

Wir überlassen den Algorithmen nicht nur die Entscheidung, wo wir mit unserem Auto lang fahren, sondern haben auch völlig neue Optimierungsstrategien, für die uns vor 20 Jahren die Datenbasis fehlte: kürzeste Route, schnellste Route, energieeffizienteste Route. Aber irgendwann ist es uns zu lästig, diese Wahlmöglichkeiten zu haben und wir lassen auch dies einen persönlichen Assistenten entscheiden. Geben wir damit Autonomie auf oder erlangen wir die Möglichkeit, uns auf die wichtigen Dinge zu fokussieren? Oder dramatisieren wir hier alles und spekulieren über wilde KI-Szenarien, die so niemals eintreten oder lange nicht das Ausmaß annehmen werden, was hier beschrieben wird? Die erste Frage kann ich nicht abschließend beantworten, letztere jedoch ganz klar verneinen. Ob es uns gefällt oder nicht – KI wird auch in Form von Cobots eine spürbare Veränderung mit sich bringen.

Roboter und Cobots verändern unser Menschsein

Roboter und Cobots eröffnen zwei neue Welten, die unser Menschsein tangieren: Sie werden auf der einen Seite immer selbstständigere Begleiter unseres Alltages, die im Laufe der nächsten Jahre immer mehr Aufgaben übernehmen, die bisher andere Menschen erledigt haben. Das Verhalten der Cobots wird sehr schnell so komplex, dass es im Detail nicht mehr deterministisch ist. Wir fangen damit an, nicht nur mit anderen Menschen zusammen zu arbeiten, sondern auch mit anderen Maschinen zu kooperieren. Die Maschine als Ersatz für menschliche Interaktionspartnerschaft. Auf der anderen Seite werden wir alle Prozesse, in denen wir Cobots einsetzen, in Bezug auf Produktionsprozesse so weitgehend simulieren, dass wir wesentliche Entscheidungen zum Design von Prozessen und Abläufen in virtuelle Welten vorverlagern. Unsere digitalen Zwillinge erhalten Entscheidungsgewalt.  Das Management von Produktionsprozessen mit all den vielen Entscheidungen wird also maßgeblich in virtuelle Simulationsprozesse vorverlagert. Dies wird massiven Einfluss auf Produktdesign, Produktion, Vertrieb, Marketing und Support haben, da in Zukunft nahezu vollständige Modelle und Datensätze zu allen Teilaspekten vorliegen. Welche der Entscheidungen werden hier dann noch von Menschen getroffen werden? Eine von vielen offenen Fragen, die nur die Zukunft beantworten kann.

Eine mächtige Veränderung und viele offene Fragen

Roboter und Cobots sind die ausführenden Körper für die gerade neu entstehenden KI-Modelle. Die Einführung von flexiblen und KI-getriebenen Cobots als neue Implementierung der bisher absolut deterministischen Roboter wird die nächste große Veränderung für uns Menschen im Umgang, der Begegnung und der Interaktion mit KI sein. Während wir Maschinen bisher bedient oder geführt haben, werden wir mit Cobots in anderer Form interagieren – dies wird deutlichen Einfluss auf unseren Entscheidungsspielraum haben. Der Mensch wird nicht mehr die klare Position der Supervision über alle Maschinenaktionen haben. Inwieweit das zu Erleichterung oder Problemen führt, wir die Zukunft zeigen. Schon heute ist es aber wichtig, ein Bewusstsein für diese Entwicklungen zu schaffen, um eine breite Basis für diese große Veränderung zu ermöglichen. Diskussion und Austausch über diese Entwicklung bringt uns weiter, während uns Angst und Versperren auch vor solchen Innovationen nur zurückwirft und auf der Stelle stehen lässt.

Quelle: ChatGPT
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