Industrietaugliche Hardware Humanoide Roboter bieten neue Perspektiven für Komponentenhersteller

Wie können europäische Komponentenhersteller vom Boom rund um humanoide Roboter profitieren? Das hat das Fraunhofer IPA gemeinsam mit der Unternehmensberatung P3 untersucht. Die Ergebnisse sind jetzt in einem Whitepaper frei verfügbar.

Das Tempo, mit dem sich humanoide Roboter aktuell entwickeln, ist hoch. Die vorausgesagten Wachstumspotenziale sind massiv und sie schicken sich an, vom Marktpotenzial her die Automobilindustrie abzulösen oder gar zu übertrumpfen. Und in den Medien und auf Messen stehen sie als Paradebeispiel einer „embodied AI“, also einer vollständigen Verzahnung von Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) mit maschinellen Komponenten oder ganzen Anlagen, im Mittelpunkt. Besonders im Fokus sind stehen die USA und Asien, wo Software- wie Hardware-seitig sehr viel vorangeht.

Aber auch in Europa gibt es viele Aktivitäten. Hinzu kommt, dass die Fertigungsindustrie in dieser Region einen Strukturwandel bewältigen muss. Deshalb stellt sich die Frage: Wie kann die hiesige Industrie von dieser boomenden Technologie profitieren und sich möglicherweise neue Märkte erschließen? Dieser Frage ist ein Autorenteam des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und der Unternehmensberatung P3 nachgegangen. Im jetzt veröffentlichten Whitepaper haben sie untersucht, welche Rolle die Hardware dieser Roboter spielt und warum sich produzierende Unternehmen in Europa hierfür stark interessieren sollten.

Renaissance der Hardware: Schlüsselrolle im Markt

Denn trotz der Fortschritte rund um KI bestimmen Hardwarekomponenten weitgehend die Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit humanoider Roboter. Derzeit fehlen aber standardisierte Hardwarearchitekturen. Zudem erfüllen wichtige Komponenten für diese Roboterart – Aktuatoren, Getriebe, Batterien und Sensoren – die industriellen Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Lebensdauer und Kostenstruktur nur teilweise.

Diese Marktlücken, verbunden mit den eingangs genannten Marktprognosen, sind eine große Chance. Ein frühzeitiger Einstieg in die zugrundeliegende Wertschöpfungskette ist dementsprechend relevant für Unternehmen, die im Kontext Automatisierung, Mechatronik und industrielle Fertigung schon lange umfangreiche Kompetenzen haben.

Um das Marktpotenzial genauer einschätzen zu können, hat das Autorenteam die Wertschöpfungskette der humanoiden Roboterhardware für Sensorik, Aktorik sowie Struktur und Energie analysiert und ein Bottom-up-Kostenmodell erstellt. Dieses wurde auf drei Szenarien angewandt und ermöglicht einen strukturierten Vergleich von kostengünstigen, mittelpreisigen und hochpreisigen humanoiden Konfigurationen. Es veranschaulicht zudem, wie sich unterschiedliche Hardware-Entscheidungen auf die Gesamtsystemkosten auswirken. Die Analyse hebt Hardwarekomponenten hervor, die die Gesamtausgaben dominieren und die größten Herausforderungen für eine kosteneffiziente Skalierung darstellen, insbesondere für humanoide Systeme, die für den kontinuierlichen industriellen Betrieb vorgesehen sind. Flexible Hände sind aktuell noch das größte Nadelöhr.

Fraunhofer IPA bringt Markt- und Technologiewissen ein

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.“

Das Whitepaper ist Teil umfangreicher technologischer und strategischer Arbeiten am Fraunhofer IPA rund um humanoide Roboter. Diese reichen vom Erarbeiten fundierter weltweiter Marktkenntnisse über Bedarfsanalysen bis hin zur Entwicklung von Technologiekomponenten oder ganzen Anwendungen.

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