Bestehende Automatisierungslösungen mit Industrierobotern basieren auf klar definierten und wiederholbaren Bewegungsabläufen, die durch Expertinnen und Experten ausgelegt und im Vorfeld für den Einsatz programmiert werden. Infolgedessen stoßen konventionelle Lösungen bei hoher Variantenvielfalt, variierenden Prozessen und bei manipulativen Montagetätigkeiten an ihre Grenzen. 

Darüber hinaus eignen sich bestehende Modelle nicht für wechselnde, unstrukturierte Produktionsumgebungen und Aufgaben. Das führt dazu, dass neue Automatisierungsansätze notwendig werden, um die aktuellen technologischen Limitationen zu adressieren und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie zu stärken.

KI-gestützte Roboter erweitern das Automatisierungspotenzial durch Fortschritte in Soft- und Hardware

Roboter der nächsten Generation folgen nicht mehr ausschließlich vorgegebenen Abläufen. Mithilfe physischer KI können sie sich in dynamischen Umgebungen eigenständig zurechtfinden. Dadurch sind sie in der Lage, Entscheidungen in Echtzeit zu treffen und Aufgaben eigenständig auszuführen. Humanoide Roboter, Quadrupeden oder Drohnen können zunehmend Aktivitäten übernehmen, die heute manuell ausgeführt werden müssen. So rücken Produktionsprozesse in Reichweite der Automatisierung, die bisher als schwer automatisierbar galten, etwa bei hoher Variantenvielfalt oder komplexen Montageschritten. Ebenso können KI-gestützte Roboter für Montageaufgaben, Maschinenbestückung, Fernwartung, und Datenerhebung in schwer zugänglichen oder gefährlichen Bereichen sowie für automatisierte Qualitäts- und Sicherheitskontrollen eingesetzt werden.

Viele Industrieunternehmen pilotieren bereits erfolgreich den Einsatz von bipedalen sowie radbetriebenen Humanoiden und Quadrupeden. Trotz der Fortschritte stehen viele Pilotprojekte noch vor Herausforderungen:

1. Begrenzte Aufgabenkomplexität: Der Fokus liegt derzeit auf stark standardisierten und wiederkehrenden Tätigkeiten. Die Roboter müssen dabei nur eingeschränkt auf veränderte Umgebungsbedingungen reagieren. Zudem erreichen viele Anwendungen die erforderlichen Taktzeiten noch nicht.
2. Eingeschränkte Manipulationsfähigkeit: Die bisher eingesetzten Tätigkeiten erfordern nur geringe Kraft, begrenzte Feinmotorik und einfache Handhabungsabläufe. Typische Aufgaben beschränken sich auf das Greifen, Transportieren und Platzieren von Objekten. Komplexere Montage- oder Fügeprozesse bleiben dagegen weiterhin herausfordernd.
3. Limitierte Mensch-Roboter-Interaktion: Viele Pilotprojekte werden noch in abgegrenzten oder klar gekennzeichneten Arbeitsbereichen umgesetzt. Die direkte Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern bleibt dadurch begrenzt. Insbesondere in dynamischen Produktionsumgebungen mit wechselnden Bewegungs- und Sicherheitsanforderungen.

Um das Potenzial der Technologie voll auszuschöpfen, sind weitere Fortschritte in Software, Hardware und Sicherheit notwendig. Auf der Softwareseite müssen die Robotik-Intelligenz und die zugrunde liegenden Foundation Models weiterentwickelt werden, damit Roboter auch in variierenden Industrieumgebungen zuverlässig wahrnehmen, entscheiden und handeln können. Eine wesentliche Herausforderung bleibt dabei das Training mit hochwertigen Industriedaten. Zwar werden Robotermodelle zunehmend über Imitationslernen und simulationsbasierte Ansätze trainiert, die zuverlässige Übertragung in reale Produktionsumgebungen bleibt jedoch anspruchsvoll. Auf der Hardwareseite besteht weiterer Entwicklungsbedarf bei leistungsfähigen Batterien für mobile Anwendungen, multimodaler Sensorik, kraftsensitiven Aktuatoren und Getrieben sowie feinmotorischen Manipulationssystemen wie Roboterhänden. Darüber hinaus müssen Sicherheitsstandards und Zertifizierungsgrundlagen weiterentwickelt werden, insbesondere für Anwendungen mit Mensch-Roboter-Interaktion.

Investitionen und strategische Partnerschaften gewinnen entlang der Wertschöpfungskette von KI-gestützten Robotern an Bedeutung

Die Investitionen in KI-gestützte Robotik nehmen derzeit spürbar zu. Kapital fließt sowohl in die Produktion und Skalierung humanoider Robotik als auch in KI-Grundmodelle, sogenannte Foundation Models, für autonome Robotersysteme. Darüber hinaus fließt Kapital in leistungskritische Komponenten wie Aktuatoren, Getriebe oder Greifer/Hände. Das Interesse beschränkt sich nicht auf einzelne Roboterhersteller, sondern adressiert Aspekte entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Es kann somit perspektivisch ein breites Ökosystem entstehen, um die Entwicklung und Marktreife der KI-gestützten Roboter zu beschleunigen und die Skalierung voranzutreiben.

Neben Investitionen gewinnen strategische Partnerschaften für die Industrialisierung KI-gestützter physischer Robotik an Bedeutung. Dabei können produzierende Unternehmen eine doppelte Rolle einnehmen: als Zulieferer und gleichzeitig Anwender der Technologie. Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigt die Zusammenarbeit von Schaeffler und NEURA Robotics. Schaeffler beteiligt sich an der Entwicklung und Lieferung zentraler Komponenten für humanoide Roboter, insbesondere innovativer Aktuatoren, und bringt damit eigene Technologie- und Fertigungskompetenz in die Robotik-Wertschöpfungskette ein.

Gleichzeitig will Schaeffler NEURA-Humanoide im eigenen globalen Produktionsnetzwerk einsetzen und bis 2035 eine mittlere vierstellige Anzahl humanoider Roboter integrieren. Schaeffler verfolgt damit zwei Ziele: Das Unternehmen kann die Entwicklung künftiger Roboter als Zulieferer mitgestalten und sie gleichzeitig im eigenen Produktionsumfeld erproben, weiterentwickeln und skalieren. Das Beispiel zeigt, wie produzierende Unternehmen ihre bestehenden technologischen Kompetenzen nutzen können, um frühzeitig in den Markt einzusteigen und neue Geschäftsfelder aufzubauen. Dadurch schaffen sie nicht nur die Grundlage für neue Automatisierungspotenziale, sondern können auch an neuen Wertschöpfungsfeldern der KI-gestützten Robotik partizipieren.

Drei Regionen prägen maßgeblich die Entwicklung KI-gestützter Robotik

Im Rahmen einer strukturierten Desk Research durch das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT wurden mehr als 190 Unternehmen im Bereich KI-gestützter Robotik identifiziert und entlang der Wertschöpfungskette kartiert.

Dabei lassen sich drei zentrale Akteursgruppen unterscheiden: Roboterhersteller, Softwareentwickler und Komponentenhersteller. Roboterhersteller entwickeln verkörperte Robotiklösungen wie humanoide Roboter, Quadrupeden, autonome mobile Manipulatoren oder Cobots. Je nach Geschäftsfeld entwickeln sie Komponenten oder Foundation Models selbst oder gemeinsam mit ausgewählten Partnern. Softwareentwickler schaffen die Grundlage für Wahrnehmung, Bewegungsplanung und Manipulation. Gleichzeitig arbeiten Akteure daran, hochwertige Industriedaten für das Training und die Weiterentwicklung der Systeme bereitzustellen. Komponentenhersteller liefern die Hardwarebasis, von Sensorik und Aktuatoren bis hin zu feinmotorischen Greifsystemen.

Ein Blick auf die globale Landschaft zeigt drei Regionen mit unterschiedlichen Schwerpunkten:

Asien

In Asien konzentriert sich ein großer Teil der identifizierten Hersteller KI-gestützter Roboter auf China, insbesondere auf Shenzhen. Shenzhen verbindet Entwicklung, Prototyping und Industrialisierung neuer Robotiklösungen in einem eng vernetzten Ökosystem. Damit prägt China die KI-gestützte Robotiklandschaft in Asien maßgeblich. Der regionale Schwerpunkt liegt vor allem auf Roboterherstellern. Softwareentwickler und Komponentenhersteller sind ebenfalls Teil des Ökosystems, treten im Zuge der durchgeführten Analyse im Vergleich jedoch weniger stark hervor. Trotz der hohen Entwicklungsdynamik bestehen bei vielen aktuellen Lösungen weiterhin technologische Grenzen, insbesondere bei Präzision, Feinmotorik und robuster Manipulation in variierenden Umgebungen. 

Nordamerika

In Nordamerika sind mehrere etablierte Hersteller KI-gestützter Roboter ansässig, die bereits industrielle Pilotanwendungen umgesetzt haben. Eine besondere Stärke der Region liegt zudem in der Entwicklung robotischer Intelligenz. Zahlreiche Unternehmen arbeiten an KI-Grundmodellen, Trainingsumgebungen und Softwarearchitekturen für autonome Robotersysteme. Dazu zählen insbesondere Vision-Language-Action-Modelle, mit denen Roboter visuelle Informationen, sprachliche Anweisungen und physische Handlungen verknüpfen können. Hinzu kommen leistungsfähige Simulationsumgebungen, die das Training, Testen und Optimieren KI-gestützter Roboter unterstützen. Eine etablierte Venture-Capital-Infrastruktur erleichtert zudem die Finanzierung junger Unternehmen und kann die Entwicklung sowie Skalierung neuer Robotiklösungen beschleunigen.

Europa

Europa, einschließlich Israel, scheint über ein ausgewogeneres Ökosystem zu verfügen, in dem alle drei Akteursgruppen vertreten sind. Die Region kann zudem auf eine etablierte Industrieautomatisierungsbranche aufbauen. Hardwarekompetenz, Softwareentwicklung, industrielle Integration und reale Anwendung sind eng miteinander verknüpft. Europa verfügt damit über eine starke Grundlage, um KI-gestützte Robotik entlang der gesamten Wertschöpfungskette weiterzuentwickeln. Darüber hinaus kann Deutschlands breite KMU-Basis als wertvolles Testfeld für die Pilotierung und Weiterentwicklung KI-gestützter Roboter dienen. Dies gilt insbesondere für flexible Produktionsumgebungen, in denen bestimmte Prozesse weiterhin schwer zu automatisieren sind.

Europas Stärke liegt im Ökosystem aus Robotik-, Komponenten- und Softwareunternehmen

Neben Robotikunternehmen wie NEURA, Agile Robots oder Humanoid positionieren sich auch etablierte Komponentenhersteller wie Bosch, Schaeffler und Maxon zunehmend als strategische Hardwarepartner für KI-gestützte Roboter. Gleichzeitig wächst ein Softwareökosystem mit Unternehmen wie Wandelbots, sereact und Genesis AI. Neben physischer KI, spielt die Entwicklung herstellerunabhängiger Software und Roboterintelligenz eine wichtige Rolle. Die Recherche des Fraunhofer IPT zeigt zudem, dass sich in Europa mehrere Robotik-Hubs etablieren. Besonders München und Zürich, aber auch Odense und Paris vereinen Forschung, Industrie und Start-up-Aktivität.

Warum Unternehmen jetzt Handlungsfähigkeit in KI-gestützter Robotik aufbauen sollten

KI-gestützte Robotik ist derzeit durch eine hohe Marktdynamik geprägt und wird für produzierende Unternehmen zunehmend zu einem strategisch relevanten Handlungsfeld. Investitionen fließen entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Roboterherstellern über physische KI bis hin zu leistungskritischen Komponenten. Gleichzeitig erhalten produzierende Unternehmen die Möglichkeit, nicht nur als Anwender neuer Automatisierungslösungen aufzutreten, sondern sich auch als Technologiepartner oder Zulieferer in der entstehenden Wertschöpfungskette für KI-gestützte Robotik zu positionieren.

Daraus ergeben sich drei Gründe, warum sich produzierende Unternehmen heute mit KI-gestützter Robotik auseinandersetzen sollten:

1. Automatisierungspotenziale in neuen Einsatzfeldern erschließen:
   KI-gestützte Roboter, wie beispielsweise Humanoide, ermöglichen die Automatisierung von Tätigkeiten in unstrukturierten, variantenreichen und menschenzentrierten Umgebungen, ohne Produktionsprozesse oder Maschinen grundlegend neu auslegen zu müssen.
   
2. Marktsignale früh verstehen und Integrationsfähigkeit aufbauen:
   Unternehmen sollten den Markt, relevante Akteure und technologische Reifegrade jetzt systematisch beobachten, Forschungs- und Entwicklungspartnerschaften gezielt nutzen und notwendige interne Fähigkeiten für die Auswahl, Pilotierung und nahtlose Integration aufbauen.
3. Frühzeitig in der entstehenden Wertschöpfungskette positionieren:
   Neben der Anwendung entstehen Chancen, das eigene Geschäft zu diversifizieren und sich technologisch entlang der Wertschöpfungskette der KI-gestützten Robotik zu positionieren, etwa für Komponenten, Software, Systemintegration oder industriellen Anwendungsdaten.

Community: Einsatz KI-gestützter Robotik in der industriellen Produktion

Im Rahmen der Konsortialstudie „Next-Gen Robotics“ lädt das Fraunhofer IPT Unternehmen ein, Teil einer Community industrieller Partner im Bereich KI-gestützter Robotik zu werden. Gemeinsam mit ausgewählten Robotikexperten werden relevante Herausforderungen diskutiert und adressiert. Neben praxisnahen Workshops liegt der Fokus der Konsortialstudie darauf, technologisch umsetzbare und wirtschaftlich tragfähige Anwendungen zu identifizieren, Business Cases zu bewerten und validierte Technologie-Roadmaps zu entwickeln. Dadurch sollen Unternehmen bei einer reibungslosen Implementierung KI-gestützter Robotik unterstützt werden.

Disclaimer: Die Analyse des Fraunhofer IPT zu Unternehmen im Bereich KI-gestützter Robotik umfasst ausschließlich Unternehmen, die entweder durch offizielle Pressemitteilungen ihre Ambitionen im Bereich physischer KI dokumentiert oder konkrete Anwendungsfälle für KI-gestützte Roboter (bspw. Humanoide) veröffentlicht haben. Ferner können sich die aktuellen Kartierungen mit zunehmenden Entwicklungen und zukünftigen Aktualisierungen verändern.