Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IMLMit dem rasanten Fortschritt in der Robotik und der künstlichen Intelligenz rückt humanoide Robotik in den Fokus. In der Logistik haben humanoide Roboter das Potenzial, bestehende Grenzen der Automatisierung zu verschieben und setzen dort an, wo traditionelle Systeme an ihr Limit kommen. Dabei stellen sie keinen kurzfristigen Trend, sondern ein langfristiges Transformationsfeld dar.
Humanoide Robotik: Innovation für die Logistik von morgen
Humanoide Robotik in der Logistik
Die Logistikbranche durchläuft einen tiefgreifenden Wandel. Volatile globale Lieferketten, der demografische Wandel und geopolitische Unsicherheiten fordern Unternehmen heraus, ihre Prozesse zugleich effizienter, resilienter und flexibler zu gestalten. Gleichzeitig verschärft der anhaltende Fachkräftemangel die Verfügbarkeit qualifizierter Arbeitskräfte, insbesondere in operativen, körperlich belastenden Tätigkeiten. Automatisierung wird dadurch zur strategischen Notwendigkeit. Doch klassische Automatisierungslösungen stoßen vielfach an ihre Grenzen – sie sind hochspezialisiert, erfordern standardisierte Prozesse und hohe Investitionen in bauliche Anpassungen.
Hier setzt die humanoide Robotik an: Sie verspricht Einsatz dort, wo konventionelle Systeme an strukturelle, wirtschaftliche oder technische Grenzen stoßen – in bestehenden, für Menschen gestalteten Arbeitsumgebungen. Als flexible Mehrzweckroboter können sie vielfältige Aufgaben übernehmen, sich an wechselnde Anforderungen anpassen und damit einen Beitrag zur Bewältigung der aktuellen Herausforderungen leisten. Humanoide Roboter stehen für eine neue Generation der Automatisierung in der Logistik.
Unabhängige Expertise im Forschungsfeld humanoide Robotik
Das Fraunhofer IML forscht und berät seit Jahren im Bereich der Automatisierung. Es verfügt über umfangreiche Expertise in der Robotik und hat wegweisende Konzepte mit Industriepartnern zur Marktreife gebracht.
Ganzheitliche Unterstützung im Bereich humanoide Robotik
Unsere Leistungen umfassen sowohl fachliches als auch technisches Know-how in den Bereichen humanoide Robotik und Automatisierung:
- Potenzialanalyse für den Einsatz humanoider Roboter in ihrem Unternehmen
- Prozessanalyse und -optimierung:
Aufnahme und Bewertung logistischer Prozesse hinsichtlich Automatisierungspotenzial - Technologieauswahl/-beratung:
Von klassischer Automatisierungstechnik bis zur Robotik: FTF, AMR und Humanoide im Überblick - Technologieentwicklung:
Hardware (Plattformen, Sensorik etc.), Software (Künstliche Intelligenz, Simulation etc.) - Technologieintegration in das logistische Gesamtsystem
Das Leistungsspektrum des Fraunhofer IML im Bereich Robotik erstreckt sich von der Beratung zur Automatisierung in Produktion und Lager über die Entwicklung und Optimierung entsprechender Fahrzeuge bis zur Integration von Robotersystemen. Auch Weiterbildungen sind Bestandteil des Angebots. Nehmen Sie gerne Kontakt auf!
Technologische Fähigkeiten eines humanoiden Roboters
Bestimmte logistische Tätigkeiten sind besonders schwer zu automatisieren. Die Abfolge aus Fortbewegen, Greifen, Ablegen, Öffnen, Verpacken und Quittieren ist hochvariabel, kontextabhängig und erfordert ständige Anpassung an wechselnde Objekte, Orte und Prozesszustände in einem dynamischen Umfeld.
Ein Roboter benötigt ein breites und integriertes Fähigkeitsspektrum, um solche Prozesse ganzheitlich unterstützen zu können. Zu den zentralen technologischen Fähigkeiten zählen:
- Wahrnehmung mittels Sensorik zur Erfassung der Umgebung, relevanter Objekte und Menschen
- Greifen mit gliedrigen Händen für eine vielseitige Handhabung heterogener Objekte
- Fortbewegung auf zwei Beinen zur Mobilität in menschzentrierten Arbeitsumgebungen
- Interaktion mit der Umgebung zur anpassungsfähigen Zusammenarbeit mit dem Menschen
Humanoide Robotik in der Logistik umfasst ein breites Spektrum von vollständig menschenähnlichen Robotern bis zu spezialisierten modularen Systemen. Je nach Anwendungsfall können alternative technische Konzepte wie mobile Plattformen oder spezialisierte Greifer praktischer und wirtschaftlicher sein als komplexe humanoide Lösungen. Die Wahl der optimalen Technologie richtet sich nach den spezifischen Anforderungen, betrieblichen Rahmenbedingungen und wirtschaftlichen Zielsetzungen des jeweiligen Einsatzszenarios.
»Humanoide Roboter benötigen eine völlig andere Intelligenz. Sie müssen sich dynamisch orientieren, Entscheidungen treffen und sich ständig an wechselnde Umgebungen und Aufgaben anpassen. Ihre Software basiert auf modularen, KI-gestützten Architekturen, die unterschiedliche Fähigkeiten miteinander verbinden – Wahrnehmung, Greifen, Navigation, Interaktion.«
Prof. Dr. Alice Kirchheim, Institutsleiterin am Fraunhofer IML
Studie zur humanoiden Robotik
Die Studie des Fraunhofer IML untersucht systematisch das Potenzial humanoider Roboter für die Logistik. Die Untersuchung basiert auf drei methodischen Bausteinen: einer qualitativen und quantitativen Branchenbefragung mit elf Experteninterviews und knapp 100 Teilnehmenden, einer strukturierten Marktstudie zu 80 aktuell verfügbaren humanoiden Robotersystemen sowie einer techno-ökonomischen Einordnung mit Handlungsempfehlungen.
Die zentralen Ergebnisse zeigen ein hohes Brancheninteresse, wobei humanoide Roboter primär als flexible Mehrzweckroboter für bestehende Arbeitsumgebungen verstanden werden. Der technologische Reifegrad reicht jedoch noch nicht für einen breiten Produktiveinsatz aus. Besonders bei Handhabung, Robustheit, Sicherheit und Prozessintegration besteht erheblicher Entwicklungsbedarf. Die Studie zeigt: Die optimale Ausprägung humanoider Roboter für die Logistik ist hochgradig anwendungsspezifisch.
Forschungsinfrastruktur für die angewandte Robotikforschung
Prototypenzentrum
Das Prototypenzentrum des Fraunhofer IML kombiniert Expertise in Mechanik, Elektronik, Robotik und additiver Fertigung. Es unterstützt interdisziplinäre Teams bei der Entwicklung und Herstellung mechanischer, elektronischer und IoT-Prototypen und nutzt moderne Verfahren. Neben Prototypen für Forschung und Industrie geht es um die schnelle Umsetzung innovativer Ideen und eine verkürzte Entwicklungszeit, einschließlich der Möglichkeit von Pilotserien-Produktion.
PACE Lab
Das PACE Lab des Fraunhofer IML bietet eine weltweit einzigartige Umgebung für die Forschung an autonomen Systemen. Mit Echtzeit-Datenerfassung auf Submillimeter-Ebene, einem hochpräzisen Motion-Capturing-System und 5G-Technologie unterstützt das Labor Unternehmen bei der Entwicklung, Validierung und Optimierung von Mobilen Robotern, Drohnen und Mensch-Technik-Interaktionen. Die interdisziplinäre Testhalle ermöglicht die Simulation und Visualisierung realer Szenarien und beschleunigt so Innovationsprozesse in der Logistik. Dies umfasst unter anderem die Erprobung von Sensorik, Lokalisierungssystemen und Navigationsalgorithmen.
»Die Zeit zu handeln ist jetzt. Für Betreiber und Hersteller von Robotik-Lösungen für die Logistik gilt es, Testfelder zu schaffen, realistische Business Cases zu identifizieren, offene Standards und Partnerschaften zu fördern.«
Prof. Dr. Alice Kirchheim, Institutsleiterin am Fraunhofer IML
Neutrale Fachkompetenz in humanoider Robotik
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FAQ: Humanoide Robotik
Was ist humanoide Robotik?
Humanoide Robotik umfasst flexible Mehrzweckroboter, die in bestehenden, für Menschen gestalteten Arbeitsumgebungen manuelle Tätigkeiten ausführen können. Entscheidend ist dabei die funktionale Eignung zur Bewältigung logistischer Aufgaben – nicht das menschenähnliche Aussehen. Das Spektrum reicht von vollständig menschenähnlichen Systemen mit Beinen und Händen bis zu modularen Plattformen mit Rädern und spezialisierten Greifern, die je nach Anwendungsfall optimiert werden.
Was ist der beste humanoide Roboter?
Es gibt derzeit keinen »besten« humanoiden Roboter, da die optimale Ausprägung hochgradig anwendungsspezifisch ist und vom jeweiligen Einsatzszenario abhängt. Kein System am Markt erfüllt das Zielbild der Logistikbranche vollständig und ein produktiver Einsatz findet bisher nicht statt. Die Wahl hängt maßgeblich von den spezifischen Anforderungen, betrieblichen Rahmenbedingungen und wirtschaftlichen Zielsetzungen des jeweiligen Unternehmens ab.
Was versteht die Logistikbranche unter einem humanoiden Roboter?
Humanoide Roboter werden in der Logistik weniger als menschenähnliche »Alleskönner« verstanden, sondern als flexible Mehrzweckroboter für bestehende Arbeitsumgebungen. Mobilität gilt als zentrale Eigenschaft, wobei zweibeinige Fortbewegung nicht zwingend erforderlich ist. Alternative Konzepte mit mobilen Plattformen und manipulativen Fähigkeiten werden als ebenso sinnvoll und praxisnah eingeschätzt.
Sind humanoide Roboter bereits produktiv in der Logistik im Einsatz?
Nein, kein humanoider Roboter befindet sich derzeit im vollumfänglichen Produktiveinsatz in der Logistik. Der technologische Reifegrad reicht noch nicht für einen breiten produktiven Einsatz aus – Pilotprojekte und erste Tests dominieren. Bei 65% der befragten Unternehmen kommen zwar bereits Roboterlösungen zum Einsatz, humanoide Systeme befinden sich jedoch ausschließlich in der Evaluierungs- oder Pilotphase. Besonders bei Handhabung, Robustheit, Sicherheit und Prozessintegration besteht erheblicher Entwicklungsbedarf. 80% der Unternehmen erwarten jedoch einen Produktiveinsatz in den nächsten zehn Jahre, über 40% sogar innerhalb der nächsten vier Jahre.
Für welche Anwendungsfälle eignen sich humanoide Roboter in der Logistik am besten?
Als wichtigster Anwendungsfall wird die Kommissionierung (Picking und Placing) genannt, da sie sehr zeitintensiv ist und flexible Handhabung heterogener Artikel erfordert. Weitere prioritäre Einsatzgebiete sind Belade- und Sortiertätigkeiten sowie das Transportieren von Objekten. Diese Tätigkeiten eint, dass sie hohe Adaptionsfähigkeit erfordern und klassische Automatisierungslösungen hier häufig an Grenzen stoßen. Besonders relevant ist der Mehrzweck-Einsatz: Die Fähigkeit, verschiedene Tätigkeiten flexibel zu übernehmen – gerade bei Personalausfällen oder saisonalen Spitzen – steht im Fokus, nicht die Lösung einer einzelnen, hochkomplexen Aufgabe.