Die Schiffe stauten sich, und innerhalb kürzester Zeit entstand eine ernste Belastungsprobe für die weltweiten, normalerweise genau aufeinander abgestimmten Lieferketten und die industrielle Produktion. Die Folgen waren lange zu spüren. Der deutsche Versicherer Allianz rechnete aus, dass der Vorfall den Welthandel 6 bis 10 Milliarden Dollar pro Woche gekostet haben könnte, und die Schifffahrt hatte noch einen Monat nach dem Vorfall mit den unmittelbaren Auswirkungen zu kämpfen, wie Medien berichteten.

Krisen wie die am Suezkanal werfen die Frage auf, wie solche Ereignisse künftig vermieden werden können. Ein Weg sind technologische Innovationen, konkret autonome Systeme. Sie dürften sich in den kommenden Jahren etablieren und viele Bereiche flexibler, wirtschaftlicher und nicht zuletzt sicherer machen: Von der industriellen Produktion bis hin zu den Verkehrswegen zu Wasser und zu Land.

Welchen Mehrwert bringen autonome Systeme?

Die Schifffahrt ist aber nur einer von vielen Anwendungsfällen: Autonome Systeme werden das Leben in allen Branchen und Industriebereichen sicherer, produktiver und effizienter machen. Viele Akteure arbeiten daran, autonome Systeme zur Bewältigung der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts einzusetzen – darunter der Klimawandel und die Digitalisierung.

Zum Beispiel können autonome Systeme für industrielle IoT- und Tracking-Anwendungen mit einer Vielzahl an Sensoren eingesetzt werden. Sie können öffentliche Verkehrsmittel und Produktionslinien in Fabriken mit weniger CO₂-Ausstoß betreiben und den Stromverbrauch von Städten effizient steuern. Sie sorgen für mehr Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft und in der Lebensmittelproduktion, vermeiden umweltschädlichen Flächenverbrauch und steigern gleichzeitig die Produktivität je bewirtschaftetem Hektar. Und sie unterstützen Medizin und Pflegeeinrichtungen in Ländern mit alternden Bevölkerungen und helfen dabei, Qualifikationslücken in der digitalen Wirtschaft zu schließen.

Was sind autonome Systeme eigentlich?

Oft werden die Begriffe „autonom“ und „automatisiert“ miteinander verwechselt. Während automatisierte Systeme maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz (ML/KI) nutzen und innerhalb genau definierter Parameter funktionieren, wie z. B. in einer Fertigungsstraße, sind autonome Systeme in der Lage, zu lernen und sich an dynamische Umgebungen anzupassen. Wie man bei Tests mit autonomen Autos sehen kann, reagieren sie dynamisch auf Veränderungen der äußeren Bedingungen. Sie nutzen ML/KI für eine zuverlässige Entscheidungsfindung und haben die Fähigkeit zu lernen und auf neue Situationen zu reagieren. Autonome Systeme setzen intelligent vorgegebene Strategien in Handlungen um, die der Situation angemessen sind. Autonome Systeme können schwere körperliche Arbeiten übernehmen und ermöglichen so dem Menschen, eng mit Maschinen und Dingen zu arbeiten, um komplexe Probleme zu lösen.

Studien von Nokia Bell Labs Consulting sagen voraus, dass die digitale Transformation, künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) neue Arten von Arbeitsplätzen schaffen werden. Zum Beispiel ermöglicht Konnektivität mit geringer Latenz und hohen 5G-Datenraten maximale Effizienz und Flexibilität beim Aufbau einer Fabrik. Typische repetitive oder gefährliche Tätigkeiten, wie z. B. im Bergbau oder beim Umgang mit gefährlichen Materialien können entweder durch Maschinen ersetzt werden, oder Maschinen helfen Mitarbeitern, ihre Aufgaben sicher auszuführen. Ebenso können einige Tätigkeiten, die bisher von Spezialisten durchgeführt werden, durch KI/ML erweitert und effizienter gestaltet werden.

Autonome Systeme können Unternehmen zunehmend auch vor Cyberangriffen schützen. Im Mai 2021 zum Beispiel zwang der DarkSide-Ransomware-Angriff auf die Colonial Pipeline im Südosten der USA den Betreiber dazu, den Betrieb einzustellen. Es kam zu Versorgungsproblemen, die in einigen US-Bundesstaaten zu Panikkäufen und steigenden Preisen führten. Autonome Systeme hätten hier durch Früherkennung und die Einleitung von Gegenmaßnahmen helfen können. Sie sind in der Lage, mit Hilfe künstlicher Intelligenz zu lernen, was „normal“ oder ungewöhnlich für ein Unternehmen ist, ohne auf konkretes Vorwissen über Bedrohungen angewiesen zu sein. Im Idealfall erkennen sie bisher nie dagewesene Bedrohungen und wehren sie ab, bevor ein Schaden entsteht.

Was bedeutet autonome Produktion?

Beim Einsatz zunehmend autonomer Systeme gehören die Produktions- und Logistikunternehmen zu den Vorreitern. Zunächst automatisieren sie die Lieferketten und Lagerprozesse in der Logistik und passen sie an den Produktions- und Lieferbedarf an, wodurch Sicherheits- und Effizienzvorteile entstehen. Der Einsatz autonomer Systeme erhöht die Qualität von Vorhersagen und die Prozessstabilität, optimiert den Einkauf, den Vertrieb und die Logistik, verringert die Fehlerquote und minimiert die Zeiten für das Sortieren, Kommissionieren und die Lagerung der Bestände. Viele dieser Elemente lassen sich bereits in der Conscious Factory von Nokia in Oulu beobachten. 

Ein Blick hinter die Kulissen autonomer 5G-Systeme

Neben ML/KI macht die 5G-Technologie viele Szenarien möglich, insbesondere durch drahtlose Hochgeschwindigkeitsverbindungen in Fabrikhallen. Der kommende 5G-Standard 3GPP Release 18 soll die Latenzzeit auf weniger als 10 Millisekunden reduzieren und die Genauigkeit der Positionsbestimmung in Innenräumen auf 1 cm und im Freien auf 10 cm senken. Mit der Verabschiedung des Standards wird 2023 gerechnet. Produkte für eine Anwendung in der industriellen Praxis dürften etwa zwei Jahre später verfügbar sein. Damit ist der 5G-Standard für viele der neu entstehenden Anwendungsfälle im Zusammenhang mit autonomen Systemen bestens geeignet. So macht es die ultraschnelle Reaktionsfähigkeit und hochpräzise Positionierung von 5G für fahrerlose Transportsysteme und andere Maschinen und Roboter einfacher und sicherer, miteinander und mit Menschen zu arbeiten. Sensoren in fahrerlosen Transportsystemen und 5G-fähigen Endgeräten sorgen dafür, dass diese Systeme die Menschen in ihrer Umgebung nicht beeinträchtigen, und im Notfall kann die drahtlose Vollabschaltung verzögerungsfrei erfolgen. Dieser 5G-basierte Anwendungsfall für produzierende Unternehmen ist für diese von großer Bedeutung und steht vor der Einführung zum Beispiel durch Daimler und Bosch. 

Neben technologischen Änderungen erfordern autonome Systeme auch Änderungen in der Geschäftslogik und bei den zentralen Themen wie dem Management der Kundenbeziehungen, Angebots- und Nachfragesteuerung sowie Produktions- und Lieferkettenmanagement. Die Entwicklung autonomer Systeme ist komplex; sie erfordert Technologieinvestitionen und ein neues Denken in Bezug auf die Zusammenarbeit und Ökosysteme.

Wie geht es weiter?

Sobald autonome Systeme Entscheidungen und Handlungen bestimmen, steigt die Zahl der Parameter, die etwa im Vergleich zu automatisierten Systemen berücksichtigt werden müssen. Für Unternehmen ist es wichtig zu verstehen, wie sie Transparenz, Sicherheit, die rechtliche Verantwortung und die Ethik von Entscheidungen durch Maschinen sicherstellen können. 

Denn egal, wie gut wir Systeme bauen und programmieren: Es wird zu Fehlern kommen. Das kann bedeuten, dass ein autonomes Fahrzeug in der Werkshalle gegen ein festes Objekt prallt oder einen Unfall verursacht.Deshalb geht die Frage der Sicherheit Hand in Hand mit rechtlicher Verantwortung. Wer ist verantwortlich, wenn ein Roboter einen Unfall verursacht? Ist es der Betreiber, der Hersteller, der Softwareentwickler, die KI oder die Netzwerkverbindung? Wenn Menschenleben von maschinellen Entscheidungen abhängen, wer übernimmt dann das Versicherungsrisiko? Diese rechtlichen Fragen müssen geklärt werden, bevor eine Einführung in der Breite erfolgen kann.

Es geht also im Kern um die Ethik von künstlicher Intelligenz. Wenn ein autonomes System lernende Algorithmen einsetzt, um die besten Ergebnisse zu erzielen, wie wird dann bestimmt, was das „Beste“ oder „Richtig“ ist? Die verantwortungsvolle Nutzung von Technologie und Daten, die Ethik der KI und die Aufteilung der Verantwortung sind wichtige Fragen. Es werden Normen benötigt, um sicherzustellen, dass verschiedene Systeme integriert werden und miteinander kommunizieren können und zusammen einen Mehrwert bieten. So sollten autonome Systeme nur für das System eingesetzt werden dürfen, für das sie entwickelt wurden, um Missbrauch zu vermeiden. Wir müssen sie stets auf potenziell negative Auswirkungen für Einzelne und die Gesellschaft hin überprüfen. Und da sich mit autonomen Systemen die Zukunft der Arbeit mit verändert, müssen politische Entscheider sicherstellen, dass die Maschinen sowie die Software und Algorithmen, die diese steuern, in der Gesetzgebung berücksichtigt werden. Und das Entscheidende: Der Mensch muss die Kontrolle über die Maschinen behalten. 

Längerfristig haben autonome Systeme dann das Potenzial, Unternehmen dabei zu unterstützen, über die Produktion von Waren und Dienstleistungen hinauszugehen. So hat die EU ein Forschungs- und Innovationsprojekt Industry 5.0 ins Leben gerufen, das sich auf das Geschäftsmodell der gemeinsamen Wertschöpfung konzentriert. Das Wohl von Arbeitnehmern steht hier im Mittelpunkt des Produktionsprozesses, der neue Technologien wie 5G und andere digitale Technologien für neue Arbeitsplätze nutzt.

Obwohl technologische Durchbrüche selten von einem einzigen Ereignis geprägt sind, werden wir die Suez-Blockade in einigen Jahren vielleicht als einen entscheidenden Mosaikstein für den Aufschwung autonomer Systeme bewerten. Der Wandel ist bereits im Gange und tiefgreifend, dank modernster Software, Sensorik und nicht zuletzt der Kommunikationstechnologie.

Harry Kaib, Marketingleiter für Deutschland bei Nokia