Ob in der Produktion, auf der Baustelle, im Wald oder in der Logistik: Roboter und autonome Maschinen können schwere, monotone oder gefährliche Arbeit übernehmen. Gleichzeitig könnten sie erhöhte Anforderungen an Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit erfüllen und der zunehmenden Knappheit an qualifizierten Arbeitskräften entgegenwirken, so das AIT Austrian Institute of Technology.
Damit intelligente Maschinen das leisten könnten, bedürfe es vieler Fähigkeiten, die für Menschen selbstverständlich sind – von Wahrnehmung mit geeigneter Sensorik über Bewegungsplanung und -steuerung bis hin zu verifizierbaren Entscheidungen. Eine entscheidende Rolle spielen laut AIT dabei Methoden der Künstlichen Intelligenz.
In enger Kooperation mit Universitäten wie der TU Wien und der Tufts University sowie mit Industrieunternehmen wie Palfinger, Liebherr oder Künz sind am AIT jüngst große Fortschritte gelungen. Sechs Forschungsresultate werden nun bei der weltweit führenden Robotikkonferenz ICRA vom 1. bis 5. Juni 2026 in Wien vorgestellt.
Robuste 3D-Wahrnehmung und präzises Platzieren
Unter dem Namen PIRATR haben Forschende am AIT ein durchgängig trainiertes KI-System zur dreidimensionalen Erkennung von Objekten auf Basis von Laserscandaten entwickelt. Das System ermögliche zusätzlich zur Erkennung von Objektlage und -orientierung eine Beschreibung veränderlicher Objekte, wie etwa den Öffnungswinkel eines Krangreifers. Diese Daten seien eine wesentliche Grundlage für eine robuste Automatisierung von Arbeitsprozessen und eine sichere Interaktion autonomer Arbeitsmaschinen.
Für das präzise Führen und Absetzen von Lasten mittels Kränen, das in der Praxis durch pendelartiges Schwingen erschwert wird, hat das AIT ein innovatives System entwickelt. Es ermögliche basierend auf Kamerabildern zur Positionsbestimmung eine vorausschauende Regelung. In Verbindung mit einer kollisionssicheren Bewegungsplanung erlaube dies ein autonomes Aufnehmen und präzises Absetzen von Bauteilen sowie eine Hindernisvermeidung.
Sicherheit beim autonomen Holzverladekran
In hochgradig unstrukturierten Einsatzumgebungen wie Wäldern müssen Holzverladekrane Kollisionen vermeiden und Lastschwingungen aktiv dämpfen. Dafür wurde der erste kollisionsfreie, schwingungsdämpfende Modell-prädiktive Regler entwickelt und auf einem Holzverladekran installiert. Das System könne in Echtzeit auf die Umgebung reagieren: reaktiv ausweichen, bei Änderungen neu planen, unter Störungen kollisionsfrei weiterarbeiten – und wenn kein Ausweichmanöver möglich sei, stoppe die Maschine automatisch.
Außerhalb klassischer Industrieumgebungen bräuchten autonome Maschinen Flexibilität und Echtzeit-Reaktivität, so das AIT. Arbeitsmaschinen müssten sich an wechselnde Bedingungen und Störungen anpassen können, ohne Sicherheitsgrenzen zu überschreiten. Ein an der TU Wien mit AIT-Beteiligung entwickeltes Verfahren namens „SafeFlowMPC“ schaffe das in Echtzeit: Ein Lernmodell liefere Bewegungsvorschläge, die von einem Algorithmus fortlaufend geprüft und bei Bedarf angepasst werden.
Lernen aus wiederkehrenden Abläufen
Ein weiteres Prinzip ist aus Rennen mit autonomen Fahrzeugen auf autonome Arbeitsmaschinen übertragbar: Wenn ein System aus Ausführungsabweichungen lernt, werden Bewegungen über die Zeit robuster und effizienter, auch bei wechselnden Bedingungen.
Für lange Aufgabenketten – etwa Aufnehmen, Transportieren, Positionieren, Absetzen – erwies sich laut AIT eine sogenannte neuro-symbolische Architektur als zuverlässig und zugleich energieeffizienter. Dabei werden eine symbolische Aufgabenplanung mit gelernten Low-Level-Skills kombiniert, die einzelne Bewegungen zuverlässig ausführen.
Weltpremiere für autonomen Kran
Beim „Festival der Roboter“ am 30. und 31. Mai 2026 am Wiener Karlsplatz wird erstmals öffentlich die Arbeitsweise eines vollautonomen Roboter-Krans live gezeigt, den das AIT gemeinsam mit der TU Wien und Palfinger entwickelt hat. Durch die Verbindung von bildgebender Sensorik, KI, Systemtheorie und physikalischem Domänenverständnis kann dieser Kran selbsttätig Holzstämme auf einen Lkw laden oder entladen.
„Robotik ist eine Schlüsseltechnologie für unsere industrielle Zukunft, und sie hält zunehmend Einzug in unseren Alltag. Am AIT gestalten wir diese Entwicklung aktiv mit: von autonomen Systemen bis zu KI-gestützten Assistenztechnologien, die Menschen in ihrer Arbeit gezielt unterstützen und neue Anwendungen erschließen“, sagt Andreas Kugi, Scientific Director des AIT in Wien. „Unser Ziel ist es, Spitzenforschung gemeinsam mit unseren Partnern rasch in die Anwendung zu bringen.“