Einführung & Abgrenzung
Anwendungsfälle, in denen KI physische Maschinen wahrnimmt, steuert und betreibt: Industrieroboter, mobile Roboter, Fahrzeuge, Drohnen, Schiffe, Wearables und Sensorknoten. Schwerpunkt ist der Einsatz in der EU (Maschinenverordnung, KI-Verordnung (AI Act), DSGVO, funktionale Sicherheit). Reine Software-Analytik von Kameradaten gehört zu VIS; Planungs-/Scheduling-Solver zu OPT; vorausschauende Wartung zu PRED.
Abgrenzungen zwischen überlappenden Dateien: - ROBO-001 (Pick-Zelle mit fester Position) vs. ROBO-014 (mobiles Entladen und Palettieren gemischter Artikel): 014 umfasst Auflieger/Container und Palettenaufbau, 001 Behälter, Tote-Boxen und Förderbänder. - ROBO-003 (Programmierschnittstelle) vs. ROBO-013 (automatische Bahnerzeugung für Schweißen/Oberflächenbearbeitung): 013 ist prozessspezifisch, 003 generisch. - ROBO-004 (VLA-Foundation-Modelle) vs. ROBO-010 (Simulation, Trainings-Pipelines). - ROBO-016 ist die Sicherheitsschicht für alle Maschinen-Anwendungsfälle; sie trägt die Hochrisiko-Begründung nach KI-Verordnung (AI Act) (Sicherheitskomponente von Maschinen). - ROBO-005/019/021/022 (Straße, Schiene, See, Bergbau-Autonomie) teilen sich einen Wahrnehmungs-Stack; 022 betrifft eingegrenzte private Gelände, 005 öffentliche Straßen. - ROBO-011 (TinyML-Sensoren) vs. ROBO-012 (Smart Home) vs. ROBO-018 (Exoskelette): Mikrocontroller-Klasse vs. Hub-Klasse vs. Wearable.
Tabelle
| ID | Title | Pattern | Maturity | Path | HW tier | AI Act risk |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ROBO-001 | Kamerageführtes Griff-in-die-Kiste & Pick-and-Place | ROBO.INDUSTRIAL | mainstream | A | HW1 | depends |
| ROBO-002 | Autonome mobile Roboter (AMR) in der Intralogistik | ROBO.INDUSTRIAL | mainstream | A | HW1 | depends |
| ROBO-003 | Roboterprogrammierung durch Vormachen & natürliche Sprache | ROBO.INDUSTRIAL | early-adopter | A | HW2 | depends |
| ROBO-004 | Humanoide & universell einsetzbare Roboter (Vision-Language-Action-Modelle) | ROBO.FOUNDATION | emerging | A | HW3 | depends |
| ROBO-005 | Autonomes Fahren & fortgeschrittene Fahrerassistenz | ROBO.MOBILE | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-006 | Autonomer Drohnenflug für Inspektion & Lieferung | ROBO.MOBILE | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-007 | Landwirtschaftsroboter (Unkrautbekämpfung, Ernte) | ROBO.MOBILE | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-008 | Reinigungs-, Service- & Gastronomieroboter | ROBO.MOBILE | mainstream | A | HW1 | depends |
| ROBO-009 | Bau-Robotik & automatisierte Baufortschrittsüberwachung | ROBO.INDUSTRIAL | early-adopter | A | HW2 | depends |
| ROBO-010 | Simulation & digitale Zwillinge für Robotertraining (Sim-to-Real) | ROBO.FOUNDATION | early-adopter | B | HW3 | depends |
| ROBO-011 | Intelligente Sensoren & TinyML auf Mikrocontrollern | ROBO.EDGE | mainstream | B | HW1 | minimal |
| ROBO-012 | KI-gestützte Smart-Home-Automatisierung | ROBO.EDGE | early-adopter | A | HW1 | minimal |
| ROBO-013 | Robotergestütztes Schweißen & Oberflächenbearbeitung mit automatischer Bahnerzeugung | ROBO.INDUSTRIAL | early-adopter | A | HW1 | minimal |
| ROBO-014 | Robotisches Entladen von Lkw & Containern und Palettieren/Depalettieren gemischter Kartons | ROBO.INDUSTRIAL | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-015 | Autonome Bodeninspektionsroboter für Industrieanlagen (beinige & radgetriebene Rundgänge) | ROBO.MOBILE | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-016 | KI-basierte Sicherheitsfunktionen für Maschinen & Roboter (Personenerkennung, Geschwindigkeits- & Abstandsüberwachung) | ROBO.INDUSTRIAL | early-adopter | A | HW1 | high |
| ROBO-017 | Robotische Demontage für Aufarbeitung & Recycling von E-Fahrzeug-Batterien | ROBO.INDUSTRIAL | emerging | A | HW1 | depends |
| ROBO-018 | KI-gestützte aktive Exoskelette für Logistik, Industrie & Pflege | ROBO.EDGE | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-019 | Automatisierter Zugbetrieb & KI-Hinderniserkennung auf der Schiene | ROBO.MOBILE | early-adopter | A | HW1 | high |
| ROBO-020 | Lieferroboter für die letzte Meile auf Gehwegen | ROBO.MOBILE | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-021 | Autonome & assistierte Schiffsnavigation (Kollisionsvermeidung, ferngesteuerte Schiffe) | ROBO.MOBILE | early-adopter | A | HW1 | depends |
| ROBO-022 | Autonomer Transport & Maschinenautonomie in Bergwerken, Steinbrüchen und geschlossenen Geländen | ROBO.MOBILE | mainstream | A | HW1 | high |
Gemeinsamer Technologie-Stack
Gemeinsame Schichten: ROS-2-Middleware; ONNX/TensorRT-Laufzeit; 3D-Wahrnehmung (PointNet-/SAM-Klasse für Segmentierung, Open-Vocabulary-Detektoren); Isaac Sim/MuJoCo/Gazebo für Simulation (ROBO-010); Flottenmanager und WMS/MES/CMMS-Integration über OPC UA/MQTT; zertifizierte Sicherheits-SPS/Safety-I/O getrennt von der KI (ROBO-016); OTA-Update und Modell-Registry mit Audit-Protokollierung für die Nachvollziehbarkeit nach KI-Verordnung (AI Act).
- HW0/MCU (ROBO-011, ROBO-018 Firmware): Cortex-M/ESP32-Klasse mit TFLite Micro oder Edge Impulse; Gateway über MQTT/LoRaWAN; gemeinsam genutzt mit den Sensor-Anwendungsfällen aus PRED und ANOM.
- HW1 (Edge, die meisten ROBO-Fälle: 001, 002, 006, 007, 008, 013-022): Jetson Orin/Industrie-PC mit GPU (8-64 GB), ROS 2, TensorRT, Sicherheits-Laserscanner/LiDAR, lokaler Flottenserver; eine GPU-Box vor Ort kann auch die Kameraanalytik der VIS-xxx-Fälle bedienen.
- HW2 (ROBO-003, ROBO-009): einzelne Workstation-/Server-GPU (24-48 GB, z. B. L4/RTX 6000) mit einem Code-LLM oder VLM (Qwen/Llama-Klasse, vLLM) für Programmerzeugung und Baufortschrittsanalyse; Simulationsvalidierung auf demselben Knoten.
- HW3 (ROBO-004, ROBO-010): Multi-GPU-Knoten (4-8x H100/A100-Klasse) oder EU-Cloud-GPU für VLA-Feintuning, RL und Erzeugung synthetischer Daten; die Roboter führen destillierte Policies auf HW1-Hardware aus.
- Jenseits von HW3: Das Training von Fahrmodellen im OEM-Maßstab (ROBO-005) benötigt große Cluster; dafür EU-gehostete Cloud nutzen, nicht selbst betreiben.
Regeln für die gemeinsame Nutzung: einmal auf HW3 trainieren, auf HW1-Flotten ausrollen; pro Standort einen Wahrnehmungs-/Sicherheitssensorsatz wiederverwenden; personenbezogene Daten (Kameras in öffentlichen/gemeinsam genutzten Räumen, Wearables) aus Gründen der DSGVO auf dem Gerät halten und nur kurz speichern.