Robotik vs. Realität Humanoide Roboter: Warum die Industrie Räder statt Beine braucht

Der Hype um Humanoide ist real. Doch was leisten sie in der Industrie, wenn sie nicht gerade in viralen Videos Saltos schlagen und tanzen? Wir blicken hinter den Hype und auf die aktuelle Realität humanoider Roboter.

Auf den Humanoid Days der Uni Erlangen gab Dr. Maximilian Metzner, Global Lead Manufacturing Electronics am Siemens-Standort Erlangen, einen Einblick in den aktuellen Stand der Dinge, was Humanoide und ihre industrielle Praxistauglichkeit angeht.

Das Siemens-Gerätewerk Erlangen ist ein klassisches Brownfield-Umfeld: Die Fabrik wurde 1971 errichtet und ist über Jahrzehnte organisch gewachsen. Die rund 1.000 Mitarbeiter in der Fertigung bauen etwa Frequenzumrichter für Leistungselektronik, die branchenübergreifend zum Einsatz kommt – vom einfachen Elektromotor über Werkzeugmaschinen bis hin zur Batterieproduktion.

Genau dieses breite Spektrum ist die größte Hürde für eine klassische Automatisierung. Es gibt keine Massenfertigung im Sinne von Millionen identischen Bauteilen pro Jahr. Stattdessen dominiert ein extremer High-Mix/Low-Volume-Ansatz: Manche Produkte werden tausendfach am Tag gebaut, andere nur 50-mal im Monat. Auch die physische Beschaffenheit variiert massiv.

„Am Ende ist es schlichtweg Physik“, erklärte Dr. Metzner auf den Humanoid Days. „Auch wenn wir Elektronik fertigen, lässt sich von einer Leistungselektronik keine reine Softwarevariante bauen. Ob man fünf Kilowatt oder fünf Megawatt Leistung abruft, erfordert grundlegend andere Leiterplatten, Komponenten und Kühlkörper.“

Um dem demografischen Wandel und dem globalen Kostendruck zu begegnen, ist das Werk zwingend auf massive Automatisierung und Digitalisierung angewiesen. Die gesuchten Lösungen müssen jedoch flexibel sein, weshalb Siemens auf KI-gesteuerte Systeme setzt.

Im Erlanger Elektronikwerk übernahm im Frühjahr 2026 der radgetriebene humanoide Roboter HMND 01 Alpha des englischen Herstellers „Humanoid“ in einem zweiwöchigen Praxistest eine klar abgegrenzte Logistikaufgabe: Er entstapelte Materialbehälter, transportierte sie autonom zum Förderband und stellte sie dort für Beschäftigte bereit. Der sogenannte „Tote-to-Conveyor-Destacking“-Prozess ist damit ein realer Anwendungsfall in der Fabriklogistik, jedoch noch kein angekündigter Regelbetrieb. Laut Siemens erreichte der Roboter 60 Behälterbewegungen pro Stunde und erzielte bei autonomen Greif- und Ablagevorgängen eine Erfolgsquote von über 90 Prozent.

Der Reiz des Humanoiden: Das „Drop-in-Replacement“

Warum aber blickt ein etabliertes Werk wie Erlangen gerade jetzt so intensiv auf humanoide oder menschenähnliche Systeme? Die Antwort liegt in der Beschaffenheit der Fabrik selbst. Brownfield-Anlagen wurden historisch ausschließlich für den Menschen und seine Ergonomie konzipiert. Der große Vorteil des humanoiden Formfaktors ist daher seine Funktion als sogenanntes Drop-in-Replacement. Schließlich bieten sie „hypothetisch das größte Marktpotenzial aller Zeiten“, war auf Metzners Folien zu lesen. Gemeint damit ist der Ersatz menschlicher, körperlicher Arbeit.

Zudem vereinfacht die menschenähnliche Physis das Trainieren der künstlichen Intelligenz erheblich. Da die Mechanik der Roboterarme der menschlichen Anatomie gleicht, lassen sich Bewegungsabläufe via Teleoperation direkt übertragen und als Lerndaten für die Systeme nutzen.

Der vielleicht größte betriebswirtschaftliche Charme liegt für Anlagenbetreiber jedoch in der drastischen Risikominimierung. Bei vollautomatisierten Sonderanlagen gibt es bei Störungen oft keinen Plan B. Der humanoide Ansatz bietet hingegen eine simple Rückfallebene, wie Metzner betonte:

„Klassische Automatisierung ist oftmals eine finale Entscheidung: Wenn ein System einmal voll automatisiert ist und Roboter fest verbaut wurden, gibt es am nächsten Tag kein Zurück zur Handarbeit. Ein humanoider Ansatz bietet hier ein eingebautes Notfall-Konzept: Wenn der Roboter eine neue Aufgabe noch nicht prozesssicher schafft, schieben wir ihn einfach zur Seite und ein menschlicher Mitarbeiter übernimmt wieder den Platz. Es geht kein Invest verloren und der Betrieb läuft weiter.“

Pragmatismus statt Science-Fiction: Warum die Industrie (fast) keine Beine braucht

Wenn in der Öffentlichkeit von humanoiden Robotern gesprochen wird, dominieren Bilder von Laufrobotern, die auf zwei Beinen über unebenes Gelände balancieren oder Treppen steigen. Für den Einsatz im klassischen Brownfield sind diese hochkomplexen, bipedalen (zweibeinigen) Systeme aktuell jedoch weder ausgereift noch wirtschaftlich sinnvoll.

Stattdessen plädiert Metzner für hybride Systeme: Eine fahrbare AMR-Basis (Autonomous Mobile Robot) kombiniert mit einem humanoiden Oberkörper (Torso und Arme). Dieser Formfaktor reduziert die Komplexität drastisch und ermöglicht schon heute robuste, produktive Anwendungen. Das menschliche Laufen erfordert bei jeder Bewegung ständige Ausgleichsberechnungen, was nicht nur softwareseitig extrem anspruchsvoll ist, sondern auch reale regulatorische Hürden in der Fabrik aufwirft.

„Sie bekommen bipedale Systeme heute im industriellen Umfeld schlicht nicht zertifiziert und abgenommen“, machte der Siemens-Experte auf den Humanoid Robot Days deutlich. „Die entsprechenden Normen fehlen, die Sicherheitstechnik ist unheimlich kompliziert und man limitiert sich dadurch nur selbst.“

Die Sinnhaftigkeit eines Humanoiden in der Fabrik ergibt sich letztlich aus dem Ausschlussprinzip, das Metzner als "95-Prozent-Regel" zusammenfasst: Geht es nur um reinen Materialtransport, ist ein einfaches fahrerloses Transportsystem völlig ausreichend. Handelt es sich um eine hochspezifische, stationäre Tätigkeit, greift man besser zum klassischen Industrieroboter. Nur wenn eine Aufgabe universelle, mobile Manipulation erfordert, spielt der humanoide Ansatz seine Stärken aus. Selbst in über 95 Prozent dieser Anwendungsfälle brauche man dafür in der Industrie schlichtweg keine Beine, so Metzner und ergänzt: „Fabrikböden sind selten uneben und in der Regel für Rollen ausgelegt.“

Use-Cases in der Praxis: Vom Karton bis zur Kognition

Doch was genau soll dieser neue Robotertypus in der Fabrik leisten? Eine Studie des Fraunhofer IPA zeichnet hier ein erstaunlich banales Bild: Auf den vordersten Plätzen der Industrie-Wunschliste rangieren einfache Fertigkeiten wie der Materialtransport (84 Prozent) und die Maschinenbeladung (79 Prozent).

Oftmals wecke die menschenähnliche Gestalt falsche Erwartungen an den industriellen Mehrwert, betonte Metzner. Als Beispiel nannte er die vielfach demonstrierte Bedienung von handgeführten Elektrowerkzeugen durch Roboterhände. „Warum sollte ich eine hochkomplexe humanoide Hand konstruieren und programmieren, nur damit sie einen handelsüblichen Akkuschrauber bedient?“, hinterfragte Metzner diese Use-Cases. „Es gibt längst ausgereifte Schraubsysteme, die direkt an Standard-Roboterflansche passen.“

Um die technologische Realität abzubilden, teilt Siemens die Anwendungen für Humanoide in drei Komplexitätsstufen (Tiers) ein:

• Tier 1 (Low): Einfache Manipulationsaufgaben mit ausreichendem Platzangebot, wie das Greifen und Tragen genormter Sichtlagerkästen oder Kisten (Pick & Place). Diese Use-Cases werden in der Erlanger Fertigung bereits in Proof-of-Concepts (PoCs) angegangen.

• Tier 2 (Medium): Das zielgerichtete Agieren in engeren Umgebungen (z. B. das Hineingreifen in Regale) und eine höhere Fingerfertigkeit, um gezielt spezifische Einzelteile aus Sammelbehältern zu entnehmen. Diese Stufe ist laut Metzner heute kommerziell noch nicht kaufbar und Gegenstand aktueller Forschung.

• Tier 3 (High): Tätigkeiten, die eine vollumfängliche, menschenähnliche Fingerfertigkeit und kognitive Anpassung erfordern.

Die hohen Investitionskosten für humanoide Hardware rechtfertigen sich letztlich erst durch ihre namensgebende Universalität. „Es macht wirtschaftlich keinen Sinn, einen universellen Roboter sechs Stunden am Stück an eine Maschine zu stellen, damit er eine einzige repetitive Aufgabe ausführt“, erklärte Metzner das Prinzip des ‚Monolithen‘. „Ein solches System rechnet sich dann, wenn es eine halbe Stunde lang Kisten sammelt, danach Teile aus einem Regal pickt und anschließend die Maschine bedient. Der Roboter muss mehrere unterschiedliche Aufgabenketten hintereinander ausführen können.“

Software erweist sich als Flaschenhals

Erste Testläufe mit hybriden Systemen in Erlangen zeigen, dass die reine Hardware (Fahrwerk und Arme) oft bereits ein sehr gutes, industrietaugliches Niveau erreicht hat. Trotz aller mechanischen Fortschritte liegt das eigentliche Problem woanders. Zwar erweisen sich Standard-Greifer bei universellen Aufgaben oft noch als Schwachstelle, doch der wahre Flaschenhals bei der Integration ist die Software.

Da mobile Roboter nie exakt am selben Punkt zum Stehen kommen, greifen feste Programmierungen ins Leere. Alles muss zwingend sensorgestützt und kamerabasiert in Echtzeit berechnet werden. Metzner fast die Herausforderungen in folgenden sechs Punkten zusammen:

• Frühes Software-Stadium: Der Software-Stack befindet sich in einer sehr frühen Iteration. Es fehlen übergreifende Applikations-Frameworks für die Programmierung auf den Robotern.

• Inhärente Komplexität: Die Hardware vereint eine fahrbare Basis (bzw. Beine), ein Liftsystem, zwei Sieben-Achs-Arme und bewegliche Kamerasysteme in einem Gerät.

• Synchrone Skill-Ausführung: Das System erfordert das absolut synchrone Zusammenspiel von Navigation, Objekterkennung, Bewegungsplanung und Greifprozess.

• Komplett sensorgesteuert: Da mobile Roboter niemals exakt auf den Millimeter am selben Ort landen, sind klassisch programmierte Wegpunkte nutzlos. Jeder Griff muss zwingend sensorgestützt berechnet werden.

• Unberechenbare Ganzkörperbewegung: Ein humanoider Körper kompensiert Bewegungen automatisch. Metzner erklärte das Problem so: „Wenn Sie einen Arm ausstrecken, macht der andere eine Ausweichbewegung zur Stabilisierung, auch, wenn dieser gar nicht angesteuert wurde.“

• Komplexe Kollisionsvermeidung: Das System muss die eigene, sich verändernde Form sowie alle Ausgleichsbewegungen dynamisch vorausberechnen, um Hindernissen oder Menschen auszuweichen.

„Sie haben einen fahrenden Roboter mit zwei Sieben-Achs-Armen, der mehrere, zueinander bewegliche Kamerasysteme hat“, resümiert Dr. Metzner all diese Variablen und fügt hinzu: „Das ist ungefähr der Albtraum eines jeden Robotikers.“

USA vs. China: Zwei Pole am Markt

Das westliche Modell (Geschlossene Systeme): Hersteller aus den USA (und teils Europa) bieten in der Regel ein geschlossenes System an, das mit vortrainierten Fähigkeiten ausgeliefert wird. Metzner vergleicht dies mit dem Prinzip eines Leiharbeiters: Der Roboter kommt fertig an den Platz, ein Bediener richtet ihn ein, und er läuft los. Der Haken für industrielle Anwender: „Um es hart zu sagen: Die verkaufen einem garnichts. Man bekommt man ein geschlossenes System angeboten, bei dem einem die Aufgabe gar nicht mehr selbst gehört, weil man eine Dienstleistung mietet“, skizzierte Metzner den „Robot-as-a-Service-Ansatz“. Zudem lassen sich hochspezifische Aufgaben der Elektronikfertigung nicht durch allgemeine, geschlossene Datenmodelle abdecken. Ganz davon abgesehen, dass dieses Angebot wegen fehlender Skills schlicht noch nicht existiert.

Das asiatische Modell (Offene aber unfertige Plattformen): Hersteller aus China gehen den exakt gegenteiligen Weg: Sie verkaufen schon jetzt reine Hardware-Plattformen ohne vorinstallierte KI-Skills. Das bietet auf dem Papier maximale Freiheit für eigene Entwicklungen. Problem hier: die Software ist noch nicht ausgereift und das System relativ komplex.

Ausblick: Der Tipping Point für Humanoide

Dass sich humanoide Systeme, in welcher Ausprägung auch immer, langfristig in der Industrie durchsetzen werden, ist für Metzner keine Frage des „Ob“, sondern eine einfache wirtschaftliche Gleichung: Auf der einen Seite steht der demografische Wandel, der menschliche Arbeitskraft unweigerlich verteuert und verknappt. Auf der anderen Seite stehen die technologischen Fortschritte und die sinkenden Stückkosten für die Hardware. „Wenn diese Roboter durch bessere Modelle schlauer werden, dann können sie mehr Dinge tun und werden universell einsetzbar. Genau dann rechnet sich das System“, prognostizierte der Ingenieur.

Humanoide Roboter haben das Potenzial, die Automatisierung in der High-Mix/Low-Volume-Fertigung zu revolutionieren, da sie als Drop-in-Replacement perfekt in bestehende Brownfield-Fabriken passen. Wer aber den Hollywood-Androiden auf zwei Beinen erwartet, wird enttäuscht werden. Der industrielle Pragmatismus führt über hybride, fahrbare Systeme.

„In der Industrie setzt sich nicht das Coolste durch, sondern das Zweckmäßigste“, bringt es Dr. Metzner von Siemens auf den Punkt. Das wahre Rennen um die Fabrik der Zukunft wird aber nicht beim Bau der Beine gewonnen, sondern in der Software-Entwicklung. Also beim Kampf um die besten KI-Modelle, die aus einem Stück Hardware einen echten, flexiblen Maschinen-Kollegen machen. (mc)

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