Ein mobiler weißer Roboter mit einem beweglichen Arm.
NEURA Robotics
01.01.2023 Publikation

Roboter für alle

Deutsche Robotik-Start-ups sorgen für eine kleine Revolution. Die jungen Firmen wollen den Einsatz von Robotern demokratisieren, das heißt in dem Fall vereinfachen und somit für jeden nutzbar machen. Davon profitiert vor allem der Mittelstand.  

Von Markus Strehlitz

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Chefredakteurin VDE dialog

Robotik boomt. Der Branchenverband International Federation of Robotics (IFR) berichtet von einem Allzeithoch. Innerhalb eines Jahres sind laut World Robotics Report 2022 weltweit rund eine halbe Million Roboter installiert worden. Dies entspricht einer Wachstumsrate von 31 Prozent im Vergleich zum Vorjahr und übertrifft den Rekord der Zahl der Roboterinstallation im Jahr 2018 um 22 Prozent. Einer der Gründe für den Trend: Die Systeme lassen sich immer einfacher einsetzen. Die Hürden, Roboter in Betrieb zu nehmen und zu trainieren, sind kleiner geworden. Einen bedeutenden Anteil daran haben Start-ups aus Deutschland. 

Hierzulande arbeitet eine ganze Reihe von Unternehmen daran, dass die Nutzung von Robotern nicht mehr Experten vorbehalten ist – mit unterschiedlichen Ansätzen. Es gibt Hersteller, die eigene Roboter produzieren, wie NEURA Robotics. Das Start-up aus Metzingen entwickelt Roboter, die mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und viel eingebauter Sensorik in der Lage sind, mit Menschen zusammenzuarbeiten, ohne sie zu gefährden. Schutzzäune oder Käfige sind nicht mehr nötig. Diese Neuerung ist derzeit generell in der Robotik zu beobachten. 

Weiterer Vorteil: Die Roboter von NEURA müssen auch nicht mehr aufwendig trainiert werden. "Wir können unserem Roboter ein Bauteil hinlegen und sagen: Diese Ecke muss geschweißt werden", erklärt CEO David Reger. "Er schaut sich das kurz an und weiß dann, was er zu tun hat – zum Beispiel, in welchem Winkel und in welcher Geschwindigkeit er schweißen muss."  

Die jungen Robotikfirmen besetzen mit ihren Angeboten eine Nische, die von den etablierten Herstellern oft vernachlässigt wird, meint Helmut Schmid, Vorstand des Deutschen Robotikverbands. Große Industrieunternehmen hätten ihre eigenen Robotikexperten, um entsprechende Anwendungen umzusetzen. In kleineren Firmen fehlen solche Fachkräfte jedoch häufig. Für diese kommen einfache Lösungen wie gerufen. "Wir haben in Deutschland eine tolle Start-up-Szene, die mit ihren Technologien die Usability in den Mittelstand bringt", so Schmid. Und der Großteil der deutschen Industrie komme schließlich aus dem Mittelstand. Die Technik wird für die Masse verfügbar. Deswegen spricht nicht nur Schmid von einer Demokratisierung der Robotik. 

NEURA Robotics

Neura Robotics mit Sitz in Metzingen bei Stuttgart entwickelt kognitive Roboter, die sehen, hören und fühlen können. Ziel ist es, die Fähigkeiten von kollaborativen Robotern mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz so zu erweitern, dass diese in bestehenden Umgebungen mit Menschen sicher zusammenarbeiten können. Zu den Produkten zählen der kognitive Roboter MaiRA sowie MiPA - ein intelligenter Roboterassistent, der den Menschen in allen möglichen Bereichen unterstützen soll – von der Luftfahrt über die Gastronomie bis zum Einzelhandel.  

www.neura-robotics.com

Eine für alle: Software, die zu jedem Roboter passt 

Robco aus München will den Robotik-Einsatz mit einer Art Baukastenprinzip vereinfachen und flexibler machen. Der Anwender kann die verschiedenen Module eines Roboters wie Arm, Motor und Steuerung individuell zusammensetzen. Das verbessert auch die Wirtschaftlichkeit der Robotik. "Wenn ich mir mit Standardkomponenten einen Roboter konfektionieren kann, macht das dessen Einsatz günstiger und somit interessanter", erklärt Schmid. "Man braucht nicht für jede Anwendung sechs Achsen, manchmal reichen auch drei oder vier." Und jede Achse weniger bedeute eine Kostenersparnis.  

Einige Anbieter fokussieren sich auf die Software. Einer der bekanntesten ist Wandelbots aus Dresden. Das Start-up will Roboternutzer von der komplexen Programmierung befreien. Der Anwender zeigt seinem Roboter stattdessen mit einem Stift, welche Bewegung er ausführen soll. Wandelbots hat zudem eine universelle Programmiersprache entwickelt, um Roboter aller Hersteller steuern zu können. 

Ein ähnliches Ziel verfolgt Jens Kotlarski. Seine Firma voraus robotic hat ein Betriebssystem entwickelt, das sich für verschiedene Roboter nutzen lässt – unabhängig davon, von wem sie produziert werden. "Wir haben unser System so aufgebaut, dass es mit verschiedenen Hardware-Architekturen läuft und sich schnell installieren lässt", sagt Kotlarski. "Wir pflanzen quasi unsere Software in das Herz eines jeden Roboters." Das Know-how dafür ist das Resultat mehrerer Jahre Entwicklung im Vorgängerunternehmen Yuanda Robotics. 

Allein im industriellen Sektor gibt es eine Fülle an verschiedenen Einsatzgebieten für Roboter. Die mechanischen Helfer übernehmen das Schweißen von Karosserien, bringen Materialien von A nach B oder werden für die Qualitätssicherung eingesetzt. Da braucht man Systeme, die sich schnell und ohne großen Aufwand an die jeweilige Aufgabe anpassen lassen.
Beim Lohnfertiger EvoCut sorgen zum Beispiel Roboter von Robco dafür, dass die CNC-Maschinen mit den entsprechenden Werkstücken versorgt werden, und kümmern sich um die Nachbearbeitung der gefrästen Teile. Dank des modularen Baukastenprinzips lassen sie sich schnell an die wechselnden Kundenaufträge anpassen.

Grafische Darstellung unterschiedlicher Komponenten eines individuell zusammensetzbaren Roboters

Robco

Grafische Darstellung unterschiedlicher Komponenten eines individuell zusammensetzbaren Roboters

Robco aus München bietet ein Baukastensystem aus einfach miteinander kombinierbaren Modulen, um Roboter individuell für die jeweilige Anwendung zusammenzustellen. Das Unternehmen baut laut eigener Aussage auf den Forschungsergebnissen aus über sieben Jahren am Lehrstuhl für Robotik, Künstliche Intelligenz und Echtzeitsysteme der TU München auf. Basis für das Konzept ist eine Software, mit der die Module verstehen, in welcher Konfiguration sie sich gerade befinden und für welche Anwendung sie eingesetzt werden.

https://www.robco.de

Autobauer BMW nutzt in seinem Werk in Dingolfing die Wandelbots-Software, um Roboter für unterschiedliche Aufgaben bereit zu machen. Ausgerüstet mit Kameras, kontrollieren sie zum Beispiel die Qualität von gefertigten Teilen. Zulieferer ZF Friedrichshafen nutzt KI-Technologie eines weiteren deutschen Robotik-Start-ups. Das Berliner Unternehmen Micropsi bietet Zusatzkomponenten zur Steuerung von Industrierobotern. Auch hierbei geht es darum, den Einsatz des Roboters zu vereinfachen. Mithilfe von Micropsi lernt der Roboter bei ZF Friedrichshafen innerhalb weniger Tage, Metallringe aus einer Box zu nehmen und diese auf ein Förderband zu legen. Dieser sogenannte Griff in die Kiste klingt einfach, ist für eine Maschine aber eine Herausforderung. Denn die Teile in der Box können sich verschieben und somit an unterschiedlichen Positionen befinden. Zudem können spiegelnde Oberflächen oder wechselnde Lichtverhältnisse das Erkennen der einzelnen Teile erschweren.

Die Beispiele zeigen, dass die Technologien nicht nur Mittelständler den Einstieg in die Automatisierung erleichtern, sondern auch für Großunternehmen attraktiv sind. So könnten die Start-ups auch dazu beitragen, dass die Robotik noch viele weitere Einsatzgebiete außerhalb der klassischen Industrie erobert. In Bereichen wie Gesundheitsversorgung, Gastronomie oder im privaten Haushalt machen sich zwar jetzt schon in Einzelfällen Roboter nützlich. Die Kombination von KI und Robotik könnte hier aber der Entwicklung noch mal einen großen Schub geben. NEURA- Chef Reger gibt einen Ausblick, worauf sich Privatnutzer freuen können: "In zwei Jahren werden wir einen verkaufsfertigen Haushaltsroboter präsentieren, der mittels KI einen Raum wie zum Beispiel ein Kinderzimmer aufräumt", so Reger. "Er wird die verschiedenen Spielzeuge einsammeln, sortieren und dort ins Regal stellen, wo sie hingehören."

Zwei behandschuhte Hände halten ein Tablet, auf dem ein Roboterarm zu sehen ist.

Wandelbots

Zwei behandschuhte Hände halten ein Tablet, auf dem ein Roboterarm zu sehen ist.

Das Dresdner Unternehmen Wandelbots will mit einem No-Code-Ansatz den Einsatz von Robotern vereinfachen. Der Nutzer benötigt keine Programmierkenntnisse mehr, sondern zeigt dem Roboter mithilfe eines Stifts, welche Bewegung dieser ausführen soll. Die Software erzeugt daraus dann den Code in der entsprechenden Programmiersprache des Roboters. Vor kurzem hat Wandelbots sein Software-Portfolio ausgebaut. Unter dem Namen Wandelscript bietet das Unternehmen eine universelle Roboter-Programmiersprache, mit der es künftig möglich sein soll, alle Roboter zu steuern – unabhängig von Hersteller oder Modell. 

https://www.wandelbots.com

In Deutschland trifft Bedarf auf Know-how

Warum gibt es ausgerechnet in Deutschland so viele Start-ups im Bereich Robotik? Vielleicht weil hierzulande auch viele Roboter eingesetzt werden – etwa in der Automobilbranche. Deutschland ist innerhalb Europas laut Jahrbuch World Robotics 2022 sogar führend beim Einsatz von Robotern. "Gut jeder dritte Industrieroboter des gesamten europäischen Bestands (36 Prozent) ist zwischen Flensburg und München im Einsatz", heißt es im Jahrbuch.

Der Maschinenbau-Branchenverband VDMA sieht darüber hinaus in Deutschland ein ausgeprägtes Anwendungs-Know-how in vielen robotikspezifischen Domänen. Hinzu käme die Kompetenz der deutschen Bildverarbeitungsindustrie: Da Kameras oftmals quasi die Augen der Roboter sind, spielt diese Technologie eine entscheidende Rolle in der Robotik.

Der Erfolg der Start-ups macht diese auch attraktiv für Investoren. So gilt Agile Robots als Deutschlands erstes Robotik-Einhorn – also als Start-up mit einer Bewertung von mehr als einer Milliarde Euro. Das Unternehmen hat im September 2021 eine weitere Finanzierungsrunde mit einer Gesamtinvestitionssumme von 220 Millionen US-Dollar abgeschlossen. Agile Robots hat seinen Hauptsitz in München und Peking. Der gebürtige Chinese Zhaopeng Chen kam nach Deutschland, um am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) seinen Doktor zu machen. Zusammen mit Peter Meusel gründete er dann 2018 Agile Robots.

Ein beweglicher Roboter in Form eines großes Armes mit einer Linse.

Agile Robots

Ein beweglicher Roboter in Form eines großes Armes mit einer Linse.

Agile Robots ist eine Ausgründung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und hat seinen Hauptsitz sowohl in München als auch in Peking. Das Unternehmen entwickelt verschiedene Software- und Hardwareprodukte – unter anderem kollaborierende Roboter (Cobots) sowie ein Roboterbetriebssystem. Ziel ist es, moderne Kraft-Momenten-Sensorik und Bildverarbeitungstechnologie zu kombinieren. Damit will Agile Robots benutzerfreundliche und kostengünstige Roboterlösungen anbieten, die eine intelligente Präzisionsmontage ermöglichen. Agile Robots ist das erste deutsche Einhorn im Bereich Robotik – also ein Start-up mit einer Marktbewertung von über einer Milliarde US-Dollar.

www.agile-robots.com

Vom Boom zum nachhaltigen Business

Im Vergleich mit anderen Ländern sieht Chen aber auch Probleme für die Robotik-Start-ups in Deutschland. Der Kapitalmarkt sei hierzulande nicht so aktiv wie in den USA oder Asien, so Chen. Daher habe sich Agile Robots zuerst auf den chinesischen Markt konzentriert. Inzwischen habe das Unternehmen aber eine eigene Produktion in Kaufbeuren für den europäischen Markt errichtet. Auch Wandelbots-CEO Christian Piechnick tritt auf die Euphoriebremse. Die USA hätten gerade durch eine von Venture Capital finanzierte Start-up-Szene deutlich aufgeholt in Sachen Robotik. "Wir haben immer noch den Vorteil, dass wir hierzulande sehr viel Know-how haben und immer mehr Software-Kompetenz aufbauen", sagt Piechnick. Das allein werde aber nicht ausreichen. "Wir müssen als Community enger zusammenstehen."

In dieser Hinsicht seien die US-Amerikaner im Vorteil. Dort sei die Bereitschaft, gemeinsam zu arbeiten, viel stärker. Die Robotik-Unternehmen sähen sich dort nicht primär als Konkurrenz, sondern "als Akteure im gleichen Ökosystem, die voneinander profitieren können".

Hinzu kommt, dass nicht nur die USA in Sachen Robotik aufholen. Japan ist traditionell stark in diesem Techniksektor, dort sind Unternehmen derzeit besonders in der Servicerobotik aktiv. Und daneben investiert China derzeit massiv in Robotik und Künstliche Intelligenz.

Das sollte Ansporn genug sein für deutsche Unternehmen, zusammenzuarbeiten. Immerhin bilden sich gerade mit Regionen rund um Stuttgart, München und Dresden drei Hotspots heraus, in denen sich Robotik-Kompetenz in Form von entsprechenden Unternehmen und Forschungseinrichtungen konzentriert – und in denen auch viele der Start-ups sitzen. Jetzt gilt es also, das vorhandene Know-how stärker miteinander zu verknüpfen, um aus dem Robotik-Boom in Deutschland eine lang anhaltende Entwicklung zu machen.

MARKUS STREHLITZ ist freier Journalist und Redakteur beim VDE dialog.

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