Autonome Technologien

Der Weg in eine autonome Zukunft

| Autor / Redakteur: Sudip Singh / Redaktion IoT

Autonomes Fahren
Autonomes Fahren (Photo by Redd Angelo on Unsplash)

Internet der Dinge und Cloud-Integration sind enorm wichtig für autonome Fahrzeuge. Durch sie werden aus traditionellen Autos smarte und vernetzte Computer auf Rädern, die Effizienz und Sicherheit nachhaltig verbessern.

In einer Welt, in der die digitale Transformation voranschreitet, werden neue Technologien als Wegbereiter angesehen und nicht mehr als ein reines Logistik-Werkzeug. Innovative Lösungen, die das Internet der Dinge (IoT) und Cloud-Services nutzen, um Daten zu speichern, zu analysieren und zu verteilen, haben komplette Branchen nachhaltig verändert. Sie sind auch der Impuls für kontinuierliche Forschungen. Unternehmen, privatwirtschaftliche wie auch öffentliche, zeigen beispielsweise großes Interesse an autonomen Technologien und ihrer Funktionsweise – und deren Auswirkungen auf Effizienz und Innovation. Weltweit gibt es eine Reihe von Branchen, die autonome Technologien bereits erfolgreich einsetzen. Zu den Vorreitern gehören die Fertigungs- und die Automobil-Industrie sowie der Bergbau.

Autonome Fahrzeuge sind auf dem Vormarsch

Die Automobil-Industrie konzentriert einen großen Teil ihrer Technologie-Investionen darauf, Anwendungen für autonome Fahrzeuge zu entwickeln und sie als zukunftsfähiges Transportmittel weltweit zu etablieren. Schätzungen gehen davon aus, dass dieser Teil der Automobil-Branche im nächsten Jahrzehnt auf bis zu 130 Millionen US-Dollar wachsen wird – und damit ein Schwerpunkt für alle Automobilhersteller ist. Momentan sind die Hersteller in der Lage, autonome Fahrzeugen des Levels 1 bis 3 zu entwickeln, das heißt, sie benötigen ein geringeres Maß an menschlicher Kontrolle während der Fahrt. Dazu gehört die Aufmerksamkeit für die Umgebung während der Fahrt, sich verändernde Wetterbedingungen oder der Zustandskontrolle in Echtzeit. Autonome Fahrzeuge sollen jedoch künftig Level 4 und 5 erreichen und damit nur einen minimalen oder gar keinen Eingriff durch den Fahrer mehr benötigen. Dieses Ziel wird sicherlich erst in einigen Jahren Realität sein, heute bereits sind Ausprägungen autononomer Technologien in Fahrzeugen verbaut, um sie kontinuierlich weiterzuentwickeln. Das Auto wird dadurch intelligenter und es ist in der Lage, den dynamischen Anforderungen gerecht zu werden.

IoT- und Cloud-Integration sind essentielle Elemente, um die notwendigen Technologien für autonome Fahrzeuge zu entwickeln und sie zu realisieren. Denn nur mit diesen Technologien lässt sich ein Auto in ein intelligentes und vernetztes Fahrzeug verwandeln. Autonome Fahrzeuge verfügen bereits heute über eine Vielzahl von Sensoren, die kontinuierlich Daten in Echtzeit sammeln. Diese werden später zu Analyse auf einen Remote-Cloud-Server übertragen. Das Auto ist damit eine Art Black-Box-Rekorder, der alle Daten aufzeichnet und damit immer den aktuellen Stand seiner Funktionalitäten abbildet. Auf Basis der analysierten Informationen entsteht ein personalisiertes Fahrprofil, welches es der integrierten Software ermöglicht, künftige Fahrszenarien zu prognostizieren – und Lösungsansätze zu entwickeln, zum Beispiel, um Unfälle zu vermeiden. Neben den im Auto verbauten Komponenten unterstützt die Integration von Sensoren in die umgebende Infrastruktur wie Ampeln, Lichtmasten oder Verkehrsschilder dabei, eine umfangreichere Datenbasis aufzubauen. Dank der Sensoren, kombiniert mit Machine Learning, „lernt“ das Fahrzeug, unterschiedlicher Situationen besser einzuschätzen und verbessert sich hierbei kontinuierlich.

Automatisierung der Produktion

In der Fertigungsindustrie ist die Erhebung von Daten ebenfalls essentiell – vor allem in den Produktionsstätten. Die Branche bewegt sich insgesamt in Richtung Industrie 4.0, ein Schwerpunkt sind maßgeschneiderte Produkte in hohen Stückzahlen bei Kostenoptimierung, und Lieferketteneffizienz. Angesichts der wachsenden Arbeitsbereiche in der Produktion geben autonome Technologien den Unternehmen die Möglichkeit, alle Aktivitäten über Sensoren zu kontrollieren und so konstant Daten zu erfassen. Deren Analyse unterstützt dabei, Produktionsabläufe besser und schneller zu gestalten. Auf diese Weise erhöht sich die Effizienz der Anlagen. Auch Prozessredundanzen und potenzielle Security-Risiken lassen sich so identifizieren. Damit leisten die Technologien einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit und digitalen Security der Mitarbeiter.

Bereits heute arbeiten Menschen mit autonomen Technologien wie Co-Bots in diesem Bereich zusammen. Gemeinsam managen sie Warenlager, Bots ersetzen hier keinesfalls ihre menschlichen Kollegen. Momentan macht der Co-Bot-Anteil weniger als fünf Prozent des gesamten Marktes für Industrieroboter aus. Sie werden aber aufgrund ihrer besseren Leistung deutlich häufiger eingesetzt als in der Vergangenheit. Im Zusammenspiel mit fahrerlosen Transportsystemen in den selben Lagern führte dies dazu, dass flexible Automationslösungen integriert wurden, um die Industrie 4.0 Vision in naher Zukunft, die Cyber-Mensch-Maschine-Interface-Systeme als Ziel hat, zu realisieren.

 Autonome Technologien bringen eine Reihe von Vorteilen

Laut World Economic Forum sind Produktionsstätten einer von zwei Bereichen, die bei der Digitalisierung hinterherhinken. Häufig werden in diesem Bereich noch Legacy-Anwendungen eingesetzt, die unflexibel und technologisch veraltet sind. Ganz anders der Bergbau: Dessen Umfeld ist deutlich dynamischer und die Anforderungen entwickeln und verändern ständig. Die Integration autonomer Technologien wirkt sich auf drei große Bereiche in innerhalb dieses Sektors aus: Mobilität, Nachhaltigkeit und Arbeitssicherheit. Digitale Technologien in diesem Sektor einzuführen, ermöglicht den Einsatz digitaler Bohrmaschinen und -raupen, die das Risiko von Gesundheitsproblemen ebenso wie von Einstürzen reduzieren. Die autonome Beförderung gestaltet den Verkehr außerdem effizienter. Die während dieser Aktivitäten gesammelten Daten erlauben es, Situationsanalysen durchzuführen und so die beste Vorgehensweise zu identifizieren. Letztlich unterstützt dies weltweite Nachhaltigkeitsinitiativen, da sich die Auswirkungen der Eingriffe auf die Umwelt reduzieren.

Was autonome Technologien daran hindert, ihr volles Potenzial zu entfalten

Momentan fokussiert sich die Forschung darauf, die Vorteile autonomer Technologien in die Realität umzusetzen. Branchen-Szenarien zeigen, dass die Implementierung kontinuierlich voranschreitet, wenn auch in einem relativ langsamen Tempo. Ein Hindernis war die finanzielle Tragbarkeit, da die Mehrheit der autonomen Technologien momentan noch zu teuer ist, um sie breits jetzt in der Breite zu implementieren. Auch die Skalierbarkeit und Interoperabilität der Lösungen wurde in Frage gestellt. Hinzu kamen Bedenken hinsichtlich der Entwicklung der notwendigen Support-Infrastruktur für die Wartung autonomer Produkte. Ein weiterer Punkt ist die Furcht davor, dass Fahrer bei selbstfahrenden Fahrzeugen nicht mehr notwendig sind bzw. auch die Skepsis, Sicherheit ausschließlich einer Technologie zu überlassen. Das Potenzial für autonome Technologien ist erkannt worden – und mit der richtigen Implementierung und mit der Zeit wird sie im kommenden Jahrzehnt eine deutlich höhere Akzeptanz erleben.

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