Welche nützlichen Aufgaben können Roboter auf Baustellen übernehmen (und welche nicht)?

Ja und nein, laut einem neuen Bericht der Unternehmensberatung McKinsey.

Unebenes Gelände, wechselhaftes Wetter, unvorhersehbare Arbeitsabläufe und unterschiedliche Materialien machen die Navigation auf Baustellen schwieriger als unter den kontrollierten Bedingungen von Lagerhallen oder Fabriken.

Doch laut dem McKinsey-Bericht „ Wird verkörperte KI Roboter-Kollegen hervorbringen?“ eröffnen Fortschritte bei „Allzweckmaschinen“, die von verkörperter KI angetrieben werden und sich an unterschiedliche Aufgaben anpassen können, auch in diesem Sektor neue Möglichkeiten.

Die Studie zeigt, wo diese Roboter heute am besten eingesetzt werden können, um vor Ort einen Mehrwert zu schaffen, und wo noch immer Einschränkungen bestehen.

Im Bauwesen liegt das größte Potenzial in Pick-and-Place-Aktivitäten. Dazu gehören:

• Aufnehmen und Platzieren von leichten oder kleinen Objekten (McKinsey stuft KI-gesteuerte Roboter im Bauwesen als besonders leistungsfähig ein)
• Aufnehmen und Platzieren schwerer oder großer Objekte (hohe Leistungsfähigkeit)
• Entnehmen und Abfüllen von Kleingebinden (hohe Leistungsfähigkeit)

Bei komplexeren oder anspruchsvolleren Aufgaben vor Ort lassen ihre Fähigkeiten jedoch stark nach:

• Aufnehmen und Ausschütten großer Behälter (geringe Leistungsfähigkeit)
• Zeigen und Lenken kleiner Werkzeuge (geringe Fähigkeit)
• Ausrichten und Lenken großer Instrumente (geringe Fähigkeit)
• Zeigen und Lenken von nicht starren Gegenständen wie Kabeln oder flexiblen Materialien (geringe Fähigkeit)

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Roboter zwar grundlegende Aufgaben vor Ort erledigen könnten, für alles, was eine feine Werkzeugsteuerung, die Interaktion mit flexiblen Materialien (wie Kabeln oder Stoffen) oder eine komplexe Montage erfordert, sie jedoch wahrscheinlich noch immer nicht in der Lage sind.

Roboter – selbst solche mit KI – scheinen immer noch Einschränkungen in ihrer Geschicklichkeit und ihrem Tastsinn zu haben. Das ist möglicherweise eine gute Nachricht für menschliche Arbeiter, die um ihren Arbeitsplatz fürchten. McKinsey weist darauf hin, dass selbst die fortschrittlichsten humanoiden Hände weniger Freiheitsgrade bieten als menschliche Hände, was heikle oder unregelmäßige Aufgaben erschwert.

Schindler RISE ist der weltweit erste selbstkletternde Roboter, der sich selbstständig im Aufzugsschacht eines Gebäudes manövrieren kann, um Komponenten zu installieren. (Bild mit freundlicher Genehmigung von Schindler)

Andere Einschränkungen

Die Einschränkungen sind nicht nur mechanischer Natur. Wie bei batteriebetriebenen Maschinen stellt die Stromversorgung einen weiteren Engpass dar. Humanoide Roboter sind bei dynamischen Aufgaben in der Regel nur zwei bis vier Stunden mit einer Ladung einsatzbereit, heißt es im McKinsey-Bericht. Schweres Heben beschleunigt den Batterieverbrauch, und die Infrastruktur zum Aufladen und Wechseln der Batterien ist noch nicht ausgereift. Dies schränkt den Einsatz von Robotern während einer ganzen Bauschicht ohne Unterbrechung ein.

Hinzu kommt die Kostenfrage. Allzweckroboter kosten zwischen 15.000 und 250.000 US-Dollar pro Stück, wobei die Amortisationszeit in frühen Testphasen oft mehr als zwei Jahre beträgt, heißt es im Bericht. Die Wartung ist teuer und kann lange Ausfallzeiten mit sich bringen, wenn für Reparaturen der Transport zu Spezialwerkstätten erforderlich ist. In einer Branche mit geringen Margen kann die Wirtschaftlichkeit schwierig sein, es sei denn, Roboter werden in großem Maßstab oder für hochwertige Anwendungen eingesetzt.

Eine Draufsicht auf den Roboter, der ein PV-Modul aufnimmt. Der Roboter nimmt Module von autonomen Modulträgern auf, die mit ihm arbeiten. (Foto: Rosendin)

Auch die Integration in den Bauablauf birgt Hürden. Viele bestehende Roboter werden aus maßgeschneiderten Teilen ohne vereinbarte Industriestandards zusammengebaut. Dies birgt Risiken in der Lieferkette und erschwert die Systemintegration. Für Bauunternehmer bedeutet dies, dass sich jeder Einsatz wie ein maßgeschneidertes Projekt anfühlt und nicht wie eine Plug-and-Play-Lösung.

Trotz dieser Herausforderungen stellten die McKinsey-Forscher fest, dass der Trend zu verkörperter KI auch positive Aspekte mit sich bringt. Verbesserungen bei Vision-Language-Action-Modellen (den „Gehirnen“ moderner Roboter) ermöglichen es ihnen, visuelle Hinweise zu interpretieren, gesprochenen Anweisungen zu folgen und aus Beobachtungen zu lernen. Dies könnte einen flexibleren Einsatz in für Menschen konzipierten Umgebungen, wie beispielsweise auf Baustellen, ermöglichen, ohne dass größere Umgestaltungen erforderlich wären.

Dennoch dürften KI-basierte Roboter in anderen Branchen als dem Baugewerbe schneller Einzug halten. McKinseys Modellrechnungen legen nahe, dass Lagerlogistik, Leichtindustrie, Einzelhandel, Landwirtschaft und Gesundheitswesen kurzfristig besser geeignet sind.

Dies liegt an vorhersehbareren Rahmenbedingungen und einer höheren kurzfristigen Kapitalrendite. Dennoch argumentiert der Bericht, dass zukunftsorientierte Bauunternehmen bereits jetzt mit der Prüfung von Pilotprojekten beginnen sollten.

Die Geschwindigkeit der Einführung hängt nicht nur von der verfügbaren Technologie ab: Wirtschaftlichkeit, Regulierung und die Bereitschaft der Belegschaft werden den Einsatz von Robotern im Bauwesen ebenso prägen wie die Ingenieursleistung, heißt es im Bericht. Das bedeutet gezielte Pilotprojekte, einen Fokus auf messbare Erträge und eine realistische Einschätzung dessen, was Roboter heute auf der Baustelle leisten können und was nicht.

McKinsey rät Unternehmen, die ihre Optionen abwägen:

• Entwickeln Sie eine langfristige Automatisierungsvision: Ermitteln Sie, wo Robotik in den Bauprozess integriert werden könnte.
• Investieren Sie in Daten: Roboter lernen am besten aus umfangreichen Daten physischer Interaktionen. Die Erfassung und Strukturierung standortspezifischer Daten könnte jetzt beim Training zukünftiger Systeme helfen.
• Überwachen Sie die erforderlichen Technologien: Verfolgen Sie den Fortschritt bei Batteriedichte, taktiler Sensorik, Fingerfertigkeit und regulatorischen Rahmenbedingungen, anstatt sich auf Marketingdemos zu verlassen.
• Bereiten Sie Ihre Belegschaft vor: Warten Sie nicht auf die Roboter, um Ihre Belegschaft weiterzubilden. Beginnen Sie mit dem Aufbau der Talente und der Kultur, die für die Zusammenarbeit mit Maschinen erforderlich sind.
• Bauen Sie Partnerschaften auf: Arbeiten Sie mit Robotik-Start-ups zusammen, treten Sie Branchenstandardgruppen bei und passen Sie die Infrastruktur an, um sie für die Roboternutzung vorzubereiten.

Lesen Sie hier den vollständigen Bericht.