Automatisierungstechnik Die intelligenten Maschinen kommen – wieder

Aktuelle technische Trends und Innovationen, die künftig die Elektronikbranche und die Halbleiterhersteller prägen.

Im Rahmen von Industrie 4.0 werden autonom handelnde Systeme, Maschinen und Roboter benötigt. Dr. Ahmad Bahai, Technikchef bei Texas Instruments und Direktor des TI Corporate Research, Kilby Labs, sieht Parallelen zur Vergangenheit, künftige Herausforderungen – und neue Chancen.

Haben Sie schon einmal versucht, Ihr Auto mithilfe Ihres Smartphones aus einer Parklücke heraus zu zitieren? Wussten Sie schon, dass viele chirurgische Tätigkeiten heute schon von Roboterhänden durchgeführt werden? Haben Sie schon von Drohnen gehört, die eine GPS-Flugroute automatisch abfliegen und dann selbsttätig sicher landen?

Roboter sind mittlerweile Teil unseres Alltags geworden – ob im Staubsauger, im Bildungswesen oder in der Informationselektronik.

Beeindruckende Fortschritte in der Halbleitertechnik haben die Themen autonome Maschinen und künstliche Intelligenz Wiederauferstehen lassen – wieder einmal, aber dieses Mal wirklich real. Immer mehr übernehmen Maschinen Aufgaben, die bisher stets den Menschen vorbehalten waren.

Das Aufkommen der intelligenten Maschinen, und hier insbesondere von Drohnen, Robotern und semi-autonomen Fahrzeugen, ist nicht mehr nur einfach ein Novum, sondern hat zu einer Vielzahl kommerzieller und industrieller Anwendungen geführt. Der Elektronikgehalt dieser Maschinen steigt rasch und ermöglicht neue Fähigkeiten, wie etwa präzise Steuerungen und Umgebungsbewusstsein. Bei letzterem handelt es sich um eine allgemeine Bewusstheit über die Umgebung, ohne dass dazu physische Nähe oder das gezielte Abrufen entsprechender Informationen erforderlich ist. Frühere Generationen von Industrierobotern oder selbstfahrenden Fahrzeugen waren großenteils fest für die präzise Durchführung bestimmter, sich wiederholender Tätigkeiten programmiert. Moderne autonome Maschinen bringen dagegen ganz spezifische Eigenschaften mit, wie etwa die Fähigkeit zur Interaktion mit Menschen, zum Umgang mit ungeplanten Ereignissen und zum raschen Lernen. Gemeinsam ist all diesen Eigenschaften, dass sie nach einem erhöhten Maß an Umgebungsbewusstsein, Intelligenz und Kontrolle verlangen.

Aufgaben zur Überwachung und zur Steuerung bilden zwei spezifische Anwendungen für künstliche Intelligenz. Überwachungs-Anwendungen haben in der Regel mit großen Datenmengen zu tun, die entweder aus dem Internet oder von einer großen Zahl von Sensoren bezogen werden. Das Data Mining und die Mustererkennung in der gigantischen, stetig wachsenden Datenmenge verlangt den Servern und Prozessoren eine extrem hohe Verarbeitungsleistung ab. Eine große Zahl von Anwendungen, darunter die Bereiche Security, medizinische Diagnose und Marketing sind auf Datenanalyse und Techniken zum tiefgehenden (Maschinen-)Lernen (Deep-Learning) angewiesen. Steuerungs-Anwendungen wiederum erfordern die Analyse von Sensordaten in Echtzeit  und die autonome Steuerung von Aktoren und Motoren. Autonome Fahrzeuge, Drohnen und die neue Roboter-Generation gehören in diese Kategorie.