Robotics Institute Germany ist an den Start gegangen

Intelligente Roboter verändern nicht nur die klassische Industrieproduktion, sondern stoßen in immer mehr Bereiche vor und verändern das Leben im Gesundheits- und Bauwesen, in der Pflege oder der Landwirtschaft. Robotik gilt auch als Motor für Innovationen und ökonomisches Wachstum und damit als Schlüsseltechnologie für den Industriestandort Deutschland.

„Deutschland hat als Wissenschafts- und Wirtschaftsstandort ein riesiges Potenzial, mit seinen Innovationen auf dem Gebiet der KI-basierten Robotik die weltweite Nummer eins zu werden“, sagt Prof. Alexander Verl, Leiter des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart. „Und als Partner des Robotics Institute Germany wollen wir dazu beitragen diese Potenziale zu heben“.

Das neue Konsortium vereint führende Universitäten und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, die künftig Synergien nutzen und als starker Robotik-Verbund weltweit sichtbar werden wollen. Unter dem Dach des RIG soll die Forschung zur KI-basierten Robotik in Deutschland weltweit wettbewerbsfähig werden. Infrastrukturen und Ressourcen sollen gemeinsam genutzt, Talente gefördert, Benchmarks entwickelt und der Transfer in die Wirtschaft ausgebaut werden.

„Das RIG ist mehr als ein bundesweites Netzwerk, das die besten Wissenschaftler*innen zusammenführt“, sagt Prof. Kai Arras vom Institut für Künstliche Intelligenz der Universität Stuttgart. „Es ist ein Katalysator für Innovationen und wirtschaftlichen Fortschritt.“

Im Rahmen des RIG will Arras mit seinem Team vom KI-Institut unter anderem Benchmarks entwickeln, die es ermöglichen künftig neue Robotersysteme standardisiert zu beurteilen und so für den Einsatz in der Praxis vergleichbar zu machen.

Der Fokus liegt auf dem Einsatz neuester KI Technologien, die Roboter befähigen, ein tiefes semantisches und soziales Verständnis ihrer Umgebungen zu erlangen. Als ehemaliger Leiter der Robotikforschung bei der Robert Bosch GmbH kennt er sich auch mit den Bedürfnissen der Industrie aus und wird diese Expertise in die Gestaltung der Themen und Talentprogramme des RIGs einbringen.

Das ISW bringt seine Expertise in der Steuerungstechnik und auf dem Gebiet der Engineering-Werkzeuge für die Industrierobotik mit in das Konsortium und will das Unternehmertum auf dem Gebiet der KI-Robotik stärken. Das Institut bildet das Scharnier zwischen dem RIG und dessen Know How auf der einen Seite sowie der Industrie und der Start-up-Szene auf der anderen Seite.

Gemeinsam mit dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) will Verl den Transfer innovativer und marktfähiger Robotik-Technologien in die Praxis ausbauen und verstetigen. In Kooperation mit der ARENA 2036, einem Forschungscampus der Universität Stuttgart, sollen vor allem Gründungen aus der Produktionstechnik und im Mobilitätssektor anschlussfähig an das RIG gemacht werden.

Neben dem Mobilitätscampus ARENA 2036 stehen mit dem Baurobotik-Labor des Exzellenzclusters Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC) in Waiblingen und dem Software Defined Manufacturing – Labor (SDM) des ISW weitere Infrastrukturen für eine exzellente und anwendungsorientierte Forschung im Rahmen des RIG zur Verfügung.

Zu dem neuen Spitzenkonsortium gehören neben der Universität Stuttgart auch das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) als geförderte Partner sowie als assoziierte Partner unter anderem Europas größter Innovationscampus für Künstliche Intelligenz Cyber Valley und die Universität Tübingen.

Auf der Konferenz „KI-basierte Robotik 2024“ in Berlin stellten Prof. Angela Schoellig vom Konsortialführer, der Technischen Universität München (TUM), 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 ist am 1. Juli 2024 gestartet.

„Es freut mich, dass wir es gemeinsam geschafft haben, ein Robotik-Netzwerk mit so starken Partnern aus Universitäten und außeruniversitären Einrichtungen für dieses zukunftsweisende Konzept zur KI-basierten Robotik aufzubauen“, sagt Prof. Angela Schoellig vom Konsortialführer TUM: „Das RIG ist eine historische Initiative, die genau zum richtigen Moment kommt. Wir reagieren damit auf aktuelle Trends etwa aus den USA, wo viele namhafte Firmen massiv in die KI-basierte Robotik investieren. Und zwar mit unserem Programm, das auf Spitzenforschung und Talente ausgerichtet ist.“

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 der RIG-Sprecher Prof. Tamim Asfour vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger erklärt dazu: „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.“

TUM-Präsident Prof. Thomas F. Hofmann sagte: "Robotik ist ein entscheidender Treiber für die Innovationskraft und die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland. Mit dem im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder aufgebauten Munich Institute for Robotics and Machine Intelligence (MIRMI) bündeln wir die Forschungsexzellenz von knapp 70 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zum Einsatz von verkörperter Künstlichen Intelligenz für die Zukunft der Gesundheit, der Arbeit, der Mobilität und der Nachhaltigkeit. Damit haben wir uns allianzfähig gemacht und koordinieren nun den Aufbau des Robotics Institute Germany, mit dem Ziel gemeinsam mit den anderen Konsortialpartnern eine internationale Schlüsselrolle zu übernehmen."

Die Robotik- und KI-Forschung an der TUM hat sich gerade auch durch die Unterstützung durch die Hightech Agenda Bayern stark entwickelt. Rund 5,5 Milliarden Euro investiert der Freistaat Bayern im Rahmen dieses Programms in innovative Forschung, zum Beispiel am Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI). Mit über 70 aktiven Professorinnen und Professoren bündelt das MIRMI die Kompetenz von Robotik und KI an der TUM in besonderem Maße. Das war letztlich mit eines der Argumente, München zum Standort des RIG zu machen.

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

Um Forschung in wettbewerbsfähige Produkte umzumünzen, müssen Forschung und Industrie eng zusammenarbeiten. Deshalb sieht das RIG-Innovationsprogramm vor, technische Bedürfnisse der Industrie 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 Startups, Anzahl von Patenten und der Umfang direkter Finanzierungen durch die Industrie werden Jahr für Jahr überprüft.

Das Robotics Institut Germany (RIG) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 20 Millionen Euro gefördert (Laufzeit: 1. Juli 2024 bis 31. Juni 2028). Unter Federführung der Technische Universität München (TUM) beteiligen sich neben dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das die Sprecherschaft übernimmt, und der Universität Stuttgart folgende Einrichtungen am RIG: die Universität Bonn, die Technische Universität Berlin, die Technische Universität Darmstadt, die Universität Bremen, die RWTH Aachen, die Technische Universität Dresden und die Technische Universität Nürnberg sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS), drei Fraunhofer-Institute (IPA, IOSB und IML) und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) sowie 19 assoziierte Partner, darunter der Innovationscampus Cyber Valley und die Universität Tübingen.

• Start: 1. Juli 2024
• Budget: 20 Millionen Euro
• Laufzeit: 1. Juli 2024 bis 31. Juni 2028
• Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• Konsortialführer: Technische Universität München (TUM)

Wissenschaftliche Ansprechpartner

Prof. Angela Schoellig (RIG-Koordinatorin TUM), Lehrstuhl für Sicherheit, Performanz und Zuverlässigkeit lernender Systeme und Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI), Technische Universität München (TUM), nglschllgtmd

Prof. Tamim Asfour (RIG-Sprecher TUM), Institut für Anthropomatik und Robotik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), tmmsfrktd

Prof. Kai Arras, Universität Stuttgart, Institut für Künstliche Intelligenz, Tel.: +49 711 685-88135, E-Mail: krrsf05n-stttgrtd

Prof. Alexander Verl, Universität Stuttgart, Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen, Tel.: +49 711 685-82422, E-Mail: lxndrvrlswn-stttgrtd

Weitere Informationen

https://www.robotics-institute-germany.de/

Quellen: Universität Stuttgart, Technische Universität München, Fotos: ISW / Universität Stuttgart, Institut für Künstliche Intelligenz / Universität Stuttgart, Hans-Joachim Rickel / BMBF, Daniel Delang / Robotics Institute Germany (RIG)