Robotics Institute Germany soll Spitzenforschung bündeln

Die Technische Universität München (TUM) führt das Konsortium des Robotics Institute Germany (RIG) an, dem zehn Universitäten und vier außeruniversitäre Forschungseinrichtungen angehören. „Es freut mich, dass wir es gemeinsam geschafft haben, ein Robotik-Netzwerk mit so starken Partnern für dieses zukunftsweisende Konzept zur KI-basierten Robotik aufzubauen“, sagt RIG-Koordinatorin Prof. Angela Schoellig von der TUM. Die Stärkung der internationalen Sichtbarkeit der Robotik in Deutschland, gezielte Talentförderung und der Transfer von Forschungsergebnissen gehören zu den strategischen Zielen des Vorhabens.

Am RIG beteiligt sind neben der TU München

• das Karlsruher Institut für Technologie (KIT),
• die Universität Bonn,
• die TU Berlin,
• die TU Darmstadt,
• die Universität Bremen,
• die Universität Stuttgart,
• die RWTH Aachen,
• die TU Dresden,
• die TU Nürnberg,
• das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR),
• das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme,
• die Fraunhofer-Institute IPA, IOSB und IML sowie
• das Deutsche Zentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI).

Assoziiert sind die Universitäten Augsburg, Bayreuth, Bielefeld, TU Braunschweig, TU Chemnitz, Erlangen-Nürnberg, Freiburg, Hamburg, Hannover, Heidelberg, TU Ilmenau, Kaiserslautern-Landau, Lübeck, LMU München, Tübingen, Baiosphere, Cyber Valley GmbH, Hessisches Zentrum für Künstliche Intelligenz und Deutsches Rettungsrobotik-Zentrum e.V.

Gemeinsam werden diese Spitzenstandorte der Robotik in Deutschland das Robotics Institute Germany (RIG) aufbauen, das künftig die zentrale Anlaufstelle für Robotik in Deutschland werden soll. Auf der Konferenz „KI-basierte Robotik 2024“ in Berlin stellten Prof. Schoellig  und RIG-Sprecher Prof. Tamim Asfour vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) das RIG-Konzept zur KI-basierten Robotik vor. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die kommenden vier Jahre geförderte Projekt startet am 1. Juli 2024.

Intelligente Robotiklösungen werden nicht nur die Wirtschaft transformieren, sondern auch das Leben umgestalten. Denn sie beeinflussen das Gesundheitswesen, die Bildung, Mobilitätslösungen und den Umweltsektor gleichermaßen. Das RIG verfolgt das Ziel, mit der Robotik an Innovationen in der Chemie, der Pharmazie und der Automobilindustrie anzuschließen, die Deutschland in der Vergangenheit als Industrienation etabliert und über Jahrzehnte Wohlstand und Wachstum gesichert haben. „Deutschland hat das Potenzial, eine Vorreiterrolle in der verkörperten KI einzunehmen“, erläutert die RIG-Koordinatorin Prof. Schoellig. „Intelligente Roboter könnten der nächste große Exportschlager "Made in Germany" werden.“

Die Ausgangsbedingungen sind gut: Robotikerinnen und Robotiker in Deutschland gehören zur internationalen Spitze in der KI-basierten Robotik und haben wesentliche Beiträge zur globalen Robotik-Landschaft geleistet. „Jedoch fehlt in Deutschland bisher ein strategischer Ansatz, der das vorhandene Potenzial bündelt und synergetisch nutzt, um die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands langfristig zu sichern und Exzellenz sowie wirtschaftliches Wachstum zu fördern. Wir werden das RIG als national anerkanntes und international einzigartiges Institut etablieren, das Spitzenforschung, Bildung und Innovation in der KI-basierten Robotik gestaltet und auf die Bedürfnisse Deutschlands ausrichtet“, erläutert RIG-Sprecher Tamim Asfour.

Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger: „Deutschland ist sowohl in der KI- als auch der Robotikforschung bereits sehr gut aufgestellt. Der Moment für KI-basierte Robotik ist deshalb genau jetzt. Hierfür bauen wir unser neues „Robotics Institute Germany“ (RIG) aus und bringen so die besten Talente zusammen. Dabei entsteht ein dezentraler Verbund von Standorten der Spitzenforschung. Auf diese Weise schaffen wir die Voraussetzung, das riesige Potenzial der KI in robotische Systeme zu integrieren.“

1. Das sind die fünf strategischen Ziele des Robotics Institute Germany:
   
   1. Forschung weltweit wettbewerbsfähig machen: Ziele des RIG sind, die Zusammenarbeit zwischen Robotik-Standorten zu fördern sowie Forschungscluster zu Schlüsseltechnologien in Deutschland zu etablieren. Eine weltweit wettbewerbsfähige Forschung für KI-basierte Robotik in Deutschland soll entstehen – mit einem klaren Fokus auf Innovationen. Dafür soll das RIG die konkreten Herausforderungen in Deutschland im Blick haben und mit einer missionsorientierten Forschung forcieren.
   
   2. Infrastruktur und Ressourcen gemeinsam nutzen: Die Partner des RIG werden ihre Infrastruktur und Ressourcen für gemeinsame Forschungen nutzen. Dazu gehören physische und virtuelle Labore sowie etwa Software und Forschungsdaten. In einem dynamischen, offenen Ökosystem werden Daten und Software gemeinsam nutzbar sein.
   
   3. Talente fördern und Training für die Robotik anbieten: Talente entwickeln und finden steht im Mittelpunkt des RIG-Talentprogramms. So sollen ein RIG-Curriculum zur forschungsorientierten Lehre für KI-basierte Robotik, ein einheitlicher Bachelor-Einführungskurs und neue englischsprachige Masterprogramme sowie ein RIG-Doktoranden-Programm für die Robotik entstehen. Um Talente zu gewinnen, setzt das RIG schon in Schulen an: Für die gymnasiale Oberstufe sollen Kurse in Robotik und KI entwickelt und begabte Schülerinnen und Schüler gefördert werden.
   
   4. Robotikforschung vergleichbar machen mit Benchmarking und Wettbewerben: RIG-Robotik-Benchmarks werden in eigenen Laboren entwickelt, um Fähigkeiten wie die Objektmanipulation, Navigation in schwierigem Gelände oder die Mensch-Roboter-Interaktion standardisiert testen zu können. Mit diesen Benchmarks setzt das RIG neue Maßstäbe für die Bewertung von Robotersystemen in Bereichen wie persönliche Assistenz, flexible Produktion oder Logistik. Zudem sollen Wettbewerbe wie die Autonomous Racing Challenge, der RoboCupHumanoid Soccer oder der RoboCupRescue für Such- und Rettungsroboter künftig eine noch größere Rolle spielen und eine eigene RIG-Challenge entwickelt werden.
   
   5. Den Transfer von Forschungsergebnissen für die Industrie vereinfachen: Das RIG-Innovationsprogramm sieht vor, technische Bedürfnisse der Industrie aktiv aufzuspüren und den „Technology Readiness Level“ zu erhöhen. Das RIG will die Start-up-Kultur fördern und zudem die Forschenden besonders dazu motivieren, neue Anwendungsfelder für die Robotik zu entwickeln. Das Maß aller Dinge: Anzahl und Größe von neuen Start-ups, Anzahl von Patenten und der Umfang direkter Finanzierungen durch die Industrie werden Jahr für Jahr überprüft.

Das Fraunhofer IOSB wird im RIG den Bereich KI-basierte Großraumrobotik etablieren – dazu zählen autonome Baumaschinen, Landwirtschaftsroboter und andere schwere Arbeitsmaschinen, die eigenständig komplexe Aufgaben ausführen. Autonome Großraumrobotik umfasst etwa autonome Baumaschinen (Bagger, Radlader, Krane etc.), Landwirtschaftsroboter und andere schwere Arbeitsmaschinen (Räumfahrzeuge, Müllabfuhr etc.). Diese Roboter sind in der Lage, sich in großräumigen und unstrukturierten Umgebungen zu bewegen und dort eigenständig komplexe Erkundungs- und Manipulationsaufgaben auszuführen. »Die Systeme interpretieren mittels Künstlicher Intelligenz Sensordaten und reagieren darauf entsprechend. So können sie autonom, also ohne unmittelbare Steuerung durch Menschen, Aufgaben ausführen,« erläutert Dr.-Ing. Janko Petereit, Leiter des RIG-Großraumrobotik-Labors am Fraunhofer IOSB.

Die Arbeitsgruppe Humanoide Roboter von Professorin Maren Bennewitz an der Uni Bonn erforscht innovative Wege zur Integration von Robotern in menschlichen Umgebungen. Dazu kombinieren die Forschenden Methoden der Künstlichen Intelligenz und der Robotik für aktive Wahrnehmung, Navigation, Manipulation und Mensch-Roboter-Interaktion. Anwendungen sind personalisierte Roboterservices, nachhaltige Landwirtschaft und Erhalt des Kulturerbes.