KI-Robotik und Humanoide Roboter

Abstract

Dieses Arbeitspapier analysiert die jüngsten Fortschritte in der KI-gestützten Robotik und humanoiden Robotern, die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen sowie die Sicherheitsaspekte von Robotern und ihren KI-Modellen. Nach der Definition der Internationalen Normungsorganisation ISO ist ein Roboter ein programmierter, gesteuerter Mechanismus mit einem gewissen Grad an Autonomie zur Fortbewegung, Manipulation oder Positionierung. Der Aufstieg fortschrittlicher KI-Modelle in den 2020er Jahren und die erfolgreiche Integration in Roboter haben zu einem Anstieg der KI-gestützten Robotik geführt und zur Markteinführung kommerziell verfügbarer humanoider Roboter beigetragen, d.h. universeller, zweibeiniger Roboter nach dem Vorbild des Menschen, die nun in realen Produktionen eingesetzt werden können. Im Jahr 2024 waren weltweit bereits mehr als 4 Millionen Industrieroboter im Einsatz. Der globale Markt für Industrierobotik belief sich 2024 auf knapp 34 Milliarden US-Dollar und wird bis 2030 voraussichtlich um fast 10% jährlich wachsen. Drei verschiedene Arten von KI tragen zur Robotik bei: die analytische, die physische und die generative KI. Die analytische KI kann große Datenmengen, beispielsweise Sensordaten, analysieren und die Mustererkennung verbessern. Die physische KI simuliert reale Umgebungen, wodurch Roboter in realistischen Settings trainiert werden können. Die Roboter können sich selbst trainieren und anpassen (selbstlernend), wodurch die Grenzen der traditionellen Programmierung überwunden werden. Die generative KI kann neue Inhalte generieren, die auf Algorithmen, Trainingsdaten, beispielsweise aus dem Internet, und maschinellem Lernen basieren. Die physische Integration von KI in Roboter (embodied KI als KI innerhalb einer physischen Hülle) verbindet nun die Lernzyklen von Robotern mit den Fortschritten der KI und beschleunigt so den Fortschritt der KI-gestützten Robotik. Humanoide Roboter verfügen in der Regel über Fortbewegung (Grobmotorik), Geschicklichkeit (Feinmotorik) und Intelligenz, die durch embodied KI bereitgestellt werden. In Zukunft könnten Roboter Chips, andere Roboter und ganze Fabriken bauen. Beispielsweise beabsichtigen die Unternehmen Foxconn und Nvidia, ab 2026 humanoide Roboter in einem Foxconn-Werk in Houston einzusetzen, um Nvidia-KI-Server zu produzieren. Die Fortschritte führten zu den ersten kommerziell verfügbaren humanoiden Robotern, die in der Industrie, aber auch als Serviceroboter in Transport und Logistik eingesetzt werden können. Darüber hinaus sind sie auch im Gastgewerbe, im Gesundheitswesen (Diagnose, Behandlung, Pflege) und in der Landwirtschaft einsetzbar. Auch nicht-humanoide Reinigungsroboter gibt es. Experten erwarten einen Anstieg der Zahl humanoider Roboter von 13 Millionen Einheiten im Jahr 2035 auf 648 Millionen Einheiten im Jahr 2050. Ende 2024 waren bereits über 50 Typen humanoider Roboter bekannt. Dies deutet darauf hin, dass der KI-Transformationsprozess nicht mehr auf spezialisierte Funktionen im IT- und Finanzsektor beschränkt ist. Sicherheitsrisiken bestehen in Fehlfunktionen und aggressivem Verhalten humanoider Roboter. Die Kombination von KI mit Robotern macht die KI-Sicherheit auch zu einer Frage der Robotersicherheit. Angreifer könnten die Kontrolle über Roboter erlangen, indem sie bereits nachgewiesene KI-Schwachstellen ausnutzen. Neue KI-Angriffsmethoden erleichtern Cyberangriffe erheblich und können herkömmliche Cybersicherheitsmaßnahmen umgehen, beispielsweise durch die Verwendung von verstecktem Text, der für Menschen nicht lesbar, aber für die KI lesbar ist. Das kommende ChatGPT5 soll deutlich schneller und leistungsfähiger sein. Darüber hinaus könnten neuartige KI-Architekturen den Bedarf an Gedankenprotokollen für KI-Modelle reduzieren, was zu einem Kontrollverlust für den Menschen führen könnte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit der rasant fortschreitenden KI als Plattformtechnologie und der zunehmenden praktischen Erfahrung mit Robotern in den kommenden Jahren ein massiver Anstieg KI-fähiger Roboter, einschließlich humanoider Roboter, zu erwarten ist. Der rasante Fortschritt von KI und Robotik wird den wirtschaftlichen Nutzen, aber auch die Sicherheitsrisiken und die gesellschaftlichen Auswirkungen verstärken