Fertigungshalle mit Robotik-Armen

Moderne Robotik

Digitalisierung in der physischen Welt

Was ist moderne Robotik?

Moderne Robotik steht für die nächste Stufe der Digitalisierung in der physischen Welt. Während Software und Daten in den vergangenen Jahrzehnten vor allem Informations- und Kommunikationsprozesse transformiert haben, verlagert Robotik digitale Intelligenz in operative Abläufe: Maschinen übernehmen Tätigkeiten, die bisher manuell ausgeführt wurden, sie unterstützen Beschäftigte in komplexen Situationen und sie erhöhen die Stabilität von Prozessen in dynamischen Umgebungen. Damit wird Robotik zu einem zentralen Baustein für Wettbewerbsfähigkeit, Resilienz und Nachhaltigkeit - in der Industrie ebenso wie in Service- und Infrastrukturbereichen.

Produktivität

Der Einsatz von Robotern führt durch drei Aspekte zu einer erhöhten Produktivität:

  • Höhere Output- und Qualitätsstabilität: 
    Durch gleichbleibende Präzision und Taktzeit sinken Schwankungen in der Produktion, sodass Qualitätsabweichungen seltener werden.
  • Geringere Ausschuss-/Nacharbeitskosten: 
    Fehler entstehen seltener/werden früher erkannt, dies führt zu weniger Materialverlust und weniger zusätzlichen Arbeitsschritten zur Korrektur.
  • Bessere Anlagenverfügbarkeit: 
    Automatisierte Prozesse reduzieren Stillstände durch Engpässe, Fehler oder Personalausfall und die Wartung kann planbarer werden.

Smarte Multirobotik, kollisionsfrei mit KI-Adaption

Roboterart: Klassische Industrieroboter, Cobot
Relevanzfelder: Produktivität, Fachkräftemangel, Ressourceneffizienz 

 Auf einem mobilen Roboter wurden zwei Cobots installiert. Mehrere Roboter arbeiten dadurch in einem Arbeitsraum ohne aufwändige Programmierung und ohne zu kollidieren. Durch die Software von Evasive Robotics agiert das System in der Logistik wie ein humanoider Roboter, ohne eingelernt werden zu müssen.

Ergebnisse:

  • 90% Programmierzeit-Reduzierung
  • 40% Kostenersparnis
  • 50% Verkürzung Time-to-Market & Beschleunigung der Skalierung

 Handlungsempfehlung an die Politik:

  • Spezielle Förderung von DeepTech Startups, Kapital, VCs, Räumlichkeiten, Industrieförderanreize

 Unternehmen: 
Evasive Robotics GmbH, Gessmann

Kontakt:
Rafiq Iqbal, Advisory Board, Evasive Robotics GmbH (rafiq.iqbal@evasive-robotics.com) 

ARA-Autonomer Reithof Assistent

Roboterart: Professioneller Serviceroboter
Relevanzfelder: Produktivität, Ressourceneffizienz, Qualitätsstabilität
 

Auf Reitbetrieben fallen regelmäßig körperlich anstrengende Arbeiten an, wie das Abziehen von Reitplätzen sowie Transport- und Reinigungsaufgaben. Für diese Tätigkeiten wurde ein kettenbasierter Roboter entwickelt, der autonom Aufgaben auf Reitbetrieben übernehmen kann. Damit wird eine neue Produktkategorie neben Traktoren und Hofladern eingeführt. Die autonome Navigation des Roboters basiert auf einem LiDAR-basierten Navigationsstack.
 
 Ergebnisse: 

  • Erfolgreiche Durchführung des PoC über Tests bei Pilotkunden
  • Entlastung um mehrere Stunden Arbeitszeit pro Tag
  • Amortisation nach 3-4 Jahren
  • Bis zu 18.000 Betriebe in ganz Europa theoretisch erschließbar


Handlungsempfehlungen an die Politik:

  • Niedrigschwellige Förderung von Reallaboren bei Endkunden mit Finanzierung für marktorientierte Technologieentwicklung
  • Skalierungsoptionen durch Regulatorik fördern und nicht wie momentan Regulatorik einschränken (Grund: teilweise Verantwortung von Kommunen für Bewilligung von autonomem Betrieb (bspw. In öffentlichen Anlagen))

Unternehmen: 
Fraunhofer IPA 
 

Kontakt:
Kevin Bregler (Kevin.bregler@ipa.fraunhofer.de)


Mehr zum Projekt:
https://www.ipa.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/neuer-roboter-fuer-reiterhoefe.html

Humanoide Roboter in der laufenden Automobilproduktion

Roboterart: Humanoider Roboter
Relevanzfelder: Produktivität, Ressourceneffizienz
 
Die manuelle Materialversorgung in der laufenden Automobilproduktion führt zu Engpässen im Materialfluss und schränkt die Reaktionsfähigkeit der Produktion ein. Um das Potenzial der Automatisierung vollständig auszuschöpfen, war die Anbindung der robotergestützten Materialbewegung an SAP-Geschäftsprozesse erforderlich.
 SAP Embodied AI nutzt humanoide Roboter auf Rädern, um Materialien in einer laufenden Produktionsumgebung zwischen Lagerorten zu transportieren. Jede Roboteraufgabe wird mit Anwendungsdaten und Kontextinformationen angereichert, darunter physische Eigenschaften der Materialien sowie Lagerlogistikdaten aus SAP EWM. Die Ausführung der Aufgaben sowie Bestandsaktualisierungen werden durchgängig über SAP gesteuert, ohne dass Änderungen am bestehenden Lagerlayout erforderlich sind.
 
 Ergebnisse:

  • 5-fache Steigerung des Durchsatzes
  • 5-fache Verbesserung der Auftragsabschlussrate
  • Verbesserte Bestandsgenauigkeit

 Unternehmen:
SAP

Kontakt:
Lukasz Ostrowski (lukasz.ostrowski@sap.com) 

Robotikgestützte Laser-Tumorresektion mit Echtzeit-Gewebeanalyse

Roboterart: Professioneller Serviceroboter

Relevanzfelder: Qualitätsstabilität, Fachkräftemangel, Produktivität  

 

Der Roboter positioniert den Schneidlaser mit Submillimeter-Genauigkeit auf Basis einer bildgestützten präoperativen Planung und passt den Schnitt an erkanntes Tumorgewebe sowie an Eingaben des Chirurgen an. Intraoperativ behält der Chirurg durch Handguiding die direkte Kontrolle über den Roboter. Das System analysiert das Gewebe mittels Spektroskopie und passt Schnitttiefe sowie Resektionsgrenzen dynamisch an identifizierte Tumorstrukturen an.

 

Ergebnisse:

  • Neuartige intraoperative Messung von Tumorrändern mit einer Sensitivität von ≥ 95 %.  
  • Handgeführter Cobot mit integriertem Laser und haptischem Feedback: Reaktionszeit ≤ 10 ms. Positionsabweichung ≤ 1 mm erreicht
  • Demonstrator für robotische Assistenzsysteme mit intraoperativen Adaption hinsichtlich Prozesspfad und Werkzeug
  • Kiefererhalt bei bis zu 73 % der operierten Patienten, wodurch Rekonstruktionsoperationen und Rehabilitationszeiten vermieden werden können
  • Übertragbarkeit auf die MKG-, Wirbelsäulen- und Neurochirurgie mit mehr als 1.100 adressierten Kliniken in Deutschland

Handlungsempfehlungen an die Politik:

  • Förder- und Risikofinanzierung für Entwicklung, Transfer und klinische Validierung medizinrobotischer Innovationen bereitstellen
  • Planbare Zulassungswege (MDR) und frühzeitige Erstattungsperspektiven schaffen (Vergütung innovativer robotischer Verfahren im Gesundheitssystem schaffen, um Markteinführung und breite klinische Adoption zu ermöglichen.)
  • Kooperation zwischen Forschung, Kliniken und Industrie durch Reallabore und Weiterbildung stärken 

 

Unternehmen: 
Fraunhofer IPA

 

Kontakt:
Johannes Horsch, Teamleister Medizintechnische Assistenzsysteme, Frauenhofer IPA (johannes.horsch@ipa.fraunhofer.de)

 

Mehr zum Projekt:
https://www.gesundheitstechnologien.ipa.fraunehofer.de/

Arbeitskräfte

Roboter können Unternehmen auch in Hinblick auf den Arbeits- und Fachkräftemangel unterstützen:

  • Personalergänzung:
    Roboter können repetitive oder belastende Arbeiten übernehmen, während sich Mitarbeitende bspw. auf die Überwachung, Optimierung, Qualität und wertschöpfendere Aufgaben konzentrieren.
  • Gesteigerte Arbeitssicherheit:
    Gefährliche, monotone oder körperlich schwere Tätigkeiten werden automatisiert, wodurch das Unfallrisiko und die physische Belastung für die menschlichen Mitarbeitenden gesenkt werden.

Autonome Roboterinspektion im Wareneingang

Roboterart: Professioneller Serviceroboter

Relevanzfelder: Arbeitssicherheit, Produktivität, Qualitätsstabilität

 

Ein mobiler Inspektionsroboter erkennt Mängel im Wareneingang frühzeitig und automatisiert die digitale Nachweisführung. Dadurch können komplexe Bauteile und schwer zugängliche Prüfbereiche mit geringerem manuellem Aufwand und reduziertem Sicherheitsrisiko inspiziert werden. Der autonom fahrende Roboter scannt Bauteile, navigiert adaptiv und untersucht Auffälligkeiten mithilfe von Kamera, Roboterarm und anwendungsspezifischer Sensorik. Erkannte Mängel werden dokumentiert, vermessen und für Non-Conformity-Berichte digital weiterverarbeitet. Der Use Case zeigt, wie mobile Robotik, Sensorik, KI-basierte Bildverarbeitung und digitale Nachweisführung industrielle Qualitätsprozesse skalierbar machen. Mängel werden bereits beim Wareneingang identifiziert, dokumentiert und der entsprechenden Verantwortlichkeit zugeordnet. 
 

Ergebnisse  

  • 400–500 T€ jährliches Einsparpotenzial gemäß interner Bewertung
  • ca. 1800 € Einsparung je früh erkanntem Mangel 
  • Skalierung von Hamburg auf bis zu zwölf weitere Standorte geplant

Handlungsempfehlungen an die Politik 
  • Klare Standards für sichere mobile Robotik, KI-gestützte Qualitätsprüfung und interoperable digitale Nachweisführung in industriellen Lieferketten

Unternehmen:
Akkodis 

Kontakt

Autonome Baumaschinen für sicheren Erdbau

Roboterart: Andere – Autonome Baumaschinen 
Relevanzfelder: Arbeitssicherheit, Fachkräftemangel & Produktivität
 
Autonome Baumaschinen übernehmen repetitive und gefährliche Erdbauarbeiten rund um die Uhr und entlasten knappes Fachpersonal. Bagger und Radlader wurden mit LiDAR, GNSS, Kameras und KI-Steuerung autonomisiert. Sie erledigen Erdbauaufgaben selbstständig, während ein Operator mehrere Maschinen aus der Ferne überwacht. Die Technologie adressiert den Fachkräftemangel im Bauwesen und erhöht die Sicherheit in Gefahrenbereichen wie Abbruchstellen, Deponien und kontaminierten Flächen. Entscheidend sind robuste Lokalisierung, funktionale Sicherheit und die Akzeptanz im Feld.
 
Ergebnisse
  • Ermöglichung eines 24/7-Betriebs durch autonome Baumaschinen
 
Handlungsempfehlungen an die Politik
  • Klare Normen und Zulassungsregeln für autonome Maschinen im (halb-) öffentlichen Raum 
  • Förderprogramme für Nachrüstung und praxisnahe Erprobungsfelder
 
Unternehmen: 
Fraunhofer IOSB
 
Kontakt 
Dr. Janko Petereit, Fraunhofer IOSB (janko.petereit@iosb.fraunhofer.de)
 
Mehr zum Projekt 

Intelligente Robotik zur Unterstützung von Menschen im Alltag, in der Pflege und im Service

Roboterart: Klassischer Industrieroboter, Humanoider, Privater Serviceroboter
Relevanzfelder: Fachkräftemangel, Produktivität, Ressourceneffizienz
 
KI-gestützte Robotik entlastet Menschen, sichert Dienstleistungen und stärkt die Resilienz gesellschaftlicher Versorgungsstrukturen trotz Fachkräftemangels. Im Cluster Zukunft der Pflege wird der Einsatz von Robotik zur körperlichen Entlastung von Pflegekräften, zur Einbindung entfernter Expertinnen und Experten sowie zur sozialen Interaktion untersucht. Robotische Systeme können wiederkehrende und körperlich belastende Aufgaben übernehmen und so Pflegefachpersonen unterstützen. Die Anwendungsfelder reichen von der Assistenz bei Pflege- und Versorgungsaufgaben bis hin zur Begleitung und Aktivierung pflegebedürftiger Menschen. Insbesondere im häuslichen und ländlichen Umfeld bieten telepräsente Anwendungen zusätzliche Potenziale zur Unterstützung der Versorgung.
 
Ergebnisse
  • Anzahl der Ausfälle von Pflegefachpersonen
  • Zufriedenheit von Patienten
  • Erreichbarkeit von Pflege im ländlichen Raum
Handlungsempfehlungen an die Politik 
  • Förderungsinstrumente für interdisziplinäre Forschungsverbünde zur Mensch-Roboter-Interaktion
  • Förderinstrumente zur Entwicklung von Reallaboren zur Erforschung der Robotik in realen Umgebungen und Bewertung deren Akzeptanz
Unternehmen: 
Offis
 
Kontakt
Dr. Ing. Wilko Leuten, Gruppenleiter "Mixed Reality" im FuE-Bereich Gesellschaft, Senior Principal Scientist (https://www.offis.de/offis/person/wilko-heuten.html)

Humanoider Roboter in Verpackung und Intralogistik

Roboterart: Humanoider Roboter 
Relevanzfelder: Fachkräftemangel, Produktivität, Qualitätsstabilität


Humanoide Roboter ermöglichen eine flexible und skalierbare Automatisierung komplexer Verpackungs- und Intralogistikprozesse. Im Rahmen eines MVP wurden sie für entsprechende Anwendungen eingesetzt. Zentrale Elemente sind ein Digital Twin, simulationsbasierte KI-Trainings in Omniverse sowie ein hardwareagnostischer Plattformansatz mit anschließender physischer Validierung im realen Produktionsumfeld. Der Use Case zeigt, dass sich humanoide Robotik nur im Zusammenspiel von Digital Twins und Simulation, Plattformarchitekturen sowie neuen Betriebsmodellen wie Robotics-as-a-Service skalieren lässt. Der MVP wurde als Blueprint für industrielle Skalierung und technologische Souveränität konzipiert. 

 

Ergebnisse  

  • End-to-End-Simulation aller Aufgaben im Digital Twin validiert 
  • Plattform- und skillbasierter Ansatz ermöglicht hardwareagnostische Skalierung
  • MVP als Blueprint für Multi-Site-Rollout definiert 

Handlungsempfehlungen an die Politik  

  • Förderung offener, interoperabler Plattformen  
  • Klare regulatorische Rahmenbedingungen für sichere und skalierbare industrielle Robotiklösungen  

Unternehmen: 
EY


Kontakt
Dr. Adrian Reisch, Physical AI Lead, EY Consulting (adrian.reisch@de.ey.com)

Ressourcen

Der Einsatz von Robotern führt auch zu mehr Effizienz und Nachhaltigkeit:

  • Mehr Energieeffizienz:
    Automatisierte Abläufe mit Robotern reduzieren Leerlauf, unnötige Bewegungen und Prozessschwankungen.
  • Höhere Ressourceneffizienz & weniger CO₂-Ausstoß:
    Präzisere Prozesse senken den Materialverlust und verringern Nacharbeit, wodurch insgesamt weniger Rohstoffeinsatz notwendig ist und weniger Emissionen entlang der Produktion ausgestoßen werden.

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Dr. Marlene Kionka
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