Erdkugel zwischen einer menschlichen und einer Roboterhand

Mensch und Roboter können gemeinsam dafür sorgen, dass die Erde geschützt wird und das Leben für viele Menschen einfacher und besser wird. (Bild: Adobe Stock / Tanja Esser)

Der Einsatz von Robotern spielt bei der Erreichung der von den Vereinten Nationen aufgestellten Ziele für nachhaltige Entwicklung eine wichtige Rolle. Die International Federation of Robotics hat 13 Sustainable Development Goals ermittelt, bei denen Roboter heute schon Maßstäbe für eine nachhaltige Entwicklung setzen:

Grafik zeigt 13 der 17 nachhaltigen Entwicklungsziele der vereinten Nationen
Bei diesen nachhaltigen Entwicklungszielen spielen Roboter laut des Weltrobotikverbandes IFR schon heute eine wichtige Rolle (Bild: UN)

„Der Einsatz von Robotik bietet wichtige Chancen, die Nachhaltigkeitsziele der UN konkret umzusetzen", sagt Milton Guerry, Präsident der International Federation of Robotics (IFR). „Robotik und Automation sind Schlüsseltechnologien auf dem Weg zu einer nachhaltigen Ressourcennutzung", sagt Dr. Susanne Bieller, Generalsekretärin der International Federation of Robotics. „Intelligente Automatisierung senkt die Produktionskosten: In der E-Mobilität ist dies beispielsweise ein entscheidender Faktor, um der Batterietechnologie zum Durchbruch zu verhelfen."

Kollege Roboter hat sieben Beispiele ausgesucht für Roboter, die unsere Erde nachhaltiger machen:

Beispiel 1: Roboter sorgen für saubere Energie

Roboter von ABB bei der Produktion von Solarkollektoren bei Absolicon in Schweden
Roboter von ABB bei der Produktion von Solarkollektoren bei Absolicon in Schweden. (Bild: ABB)

Die schrittweise Abkehr von fossilen Brennstoffen macht Solarthermie und Strom zu Energien der Zukunft: Bis 2050 wird die mit Sonnenkollektoren hergestellte Energie etwa ein Drittel des weltweiten Strombedarfs decken – so die Prognose der Internationalen Energieagentur. Auf Wärmenutzung entfällt die Hälfte des weltweiten Energiebedarfs. Um mit dieser boomenden Kundennachfrage Schritt zu halten, müssen Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen jedoch in deutlich größeren Stückzahlen produziert werden.

Roboter werden inzwischen eingesetzt, um Produktionslinien für grüne Technologie zu automatisieren. Das schwedische Solarenergie-Unternehmen Absolicon hat beispielsweise ein System entwickelt, mit dem Sonnenenergie eine breitere Anwendung in der Industrie finden wird: Ein neuartiger Parabolspiegel bündelt die Sonneneinstrahlung und wandelt sie in Dampf um, der mit Temperaturen von bis zu 160 Grad für den Einsatz in der industriellen Produktion geeignet ist. Jeder Quadratmeter eines solchen thermischen Kollektors erzeugt das Energieäquivalent von 100 Litern Öl. Die Automatisierung mit zwei ABB-Robotern hat die Produktion im Absolicon-Werk in Härnösand drastisch erhöht. Während das Unternehmen vorher mit manuellen Produktionsmethoden am Tag nur drei Solarkollektoren herstellte, hat die neu installierte Roboterlinie nun die Kapazität erreicht, alle sechs Minuten einen neuen Kollektor herstellen zu können.

Beispiel 2: Nachhaltige Nutzung von Industrierobotik

Roboter Reparieren und Runderneuern ist eine erfolgreiche Strategie für Roboterhersteller und ihre Kunden, um Kosten und Ressourcen zu sparen. Hintergrund ist die sehr lange Nutzungsdauer für einen Industrieroboter von bis zu dreißig Jahren. In der Konstruktion möglichst wenig Teile zu verwenden, um damit von Anfang an das Risiko künftiger Ausfälle zu verringern ist ein wichtiger erster Schritt dieser Philosophie. Um den Kunden langfristige Reparaturen anbieten zu können, ist zudem die Vorhaltung von Ersatzteilen eine Herausforderung.

Der japanische Roboterhersteller Fanuc betreibt beispielsweise in Luxemburg ein Zentrallager für Europa, in dem eine enorm große Anzahl von Ersatzteilen ortsnah vorrätig gehalten wird. Das Lager hat die Größe eines Fußballfeldes und verfügt über 600.000 Ersatzteile auf Lager. Ersatzteile zum Kunden zu transportieren und die Maschine vor Ort zu reparieren, ist oft ressourceneffizienter als neue Maschinen herzustellen und zu versenden. Schließlich kostet jede Stunde Maschinenstillstand den Kunden Geld. Hersteller wie Fanuc, Kuka oder Yaskawa betreiben aus diesem Grund alle spezielle Reparaturzentren, in denen Tausende von Industrierobotern überholt und für ein zweites Leben ausgerüstet werden.

Deutsche Industrie spart Ressourcen mit Robotern

Für gut 80 Prozent der Industrie-Entscheider in Deutschland spielen Roboter eine wichtige Rolle, um in der Produktion Ressourcen zu sparen und nachhaltig zu wirtschaften: Robotik verbessert die Material- und Energie-Effizienz in der Fertigung. Zudem lassen sich Green-Tech-Produkte wettbewerbsfähig herstellen.

Das sind Ergebnisse aus dem Automatica-Trendindex 2022. Im Auftrag der Robotik-Leitmesse Automatica (21.-24. Juni 2022) wurden in Deutschland 100 Fach- und Führungskräfte aus Industrie-Unternehmen befragt, die über den Einsatz von Robotik und Automation entscheiden.


„Nachhaltig zu wirtschaften ist mit den ehrgeizigen Klimaschutzzielen und den sprunghaft gestiegenen Energiepreisen ein Top-Thema in der Industrie – sowohl in Deutschland als auch weltweit“, sagt Dr. Susanne Bieller, Generalsekretärin der International Federation of Robotics. „Grüne Technologie lässt sich mit Hilfe der Robotik in großen Stückzahlen und mit der erforderlichen Präzision herstellen. Gleichzeitig bietet sich die Chance, den Ressourceneinsatz in praktisch jeder Produktion zu optimieren.“

Beispiel 3: Wie Roboter das Recycling vorantreiben

Die gemeinsame Mülltrennungs-Lösung von Fanuc und Recycleye im Einsatz
Die gemeinsame Mülltrennungs-Lösung von Fanuc und Recycleye im Einsatz (Bild: Recycleye )

Fanuc und das Start-up für intelligente Abfallwirtschaft „Recycleye“ unterstützen auch gemeinsam das UN-Nachhaltigkeitsziel Nr. 11 der nachhaltigen Städte durch den Einsatz modularer Roboterkommissioniersysteme in Materialrückgewinnungsanlagen: Das gemeinsam entwickelte System kann mit einer Rate von 55 Picks pro Minute automatisierte Abfalltrennung betreiben. Dazu wurde ein extrem leichter Roboterarm entwickelt.

Ein weiteres Kernelement der Lösung ist ein KI-basiertes Vision System, das die verschiedenen Sorten von Müll schneller erkennen kann als ein Mensch und durch Lernfähigkeit auch schnell mit bislang unbekannten Objekten im Abfall zurecht kommt.

Beispiel 4: Wie Roboter Chemie auf dem Feld überflüssig machen

Unkrautvernichter BlueBob 2.0
Unkrautvernichter BlueBob 2.0 (Bild: Strube)

In der Landwirtschaft machen neue Feldroboter den Einsatz von Herbiziden überflüssig. Die mobilen Helfer fahren die Reihen auf den Anbauflächen auf und ab. Ausgestattet mit Kameras und KI-Software sind sie in der Lage, Unkraut gezielt zu lokalisieren und mit einem Laserstrahl zu verbrennen. Mit der neuen Technologie wird nicht nur der Einsatz von chemischen Unkrautvernichtern vollständig ersetzt, sondern Biobauern haben damit auch eine Alternative für ein ähnliches Verfahren, dem „Abflammen“, bei dem Propanbrenner zur Unkrautbekämpfung eingesetzt werden. Das Abflammen konnte ohnehin nur vor der Aussaat erfolgen, da zu einem späteren Zeitpunkt die Nutzpflanzen ebenfalls verbrannt wären.

Das Fraunhofer EZRT-Forschungszentrum hat gemeinsam mit Partnern einen Agrarroboter mit Navigationstechnik für die Unkrautbekämpfung in Zuckerrübenfeldern ausgestattet und setzt dabei auf eine mechanische Methode. Der BlueBob 2.0 erledigt die Arbeit ebenfalls autonom, so dass die Landwirte ihre Zeit für Aufgaben mit höherer Wertschöpfung einsetzen können. Da die manuelle Unkrautbekämpfung eine sehr mühsame Tätigkeit für Menschen ist, trägt die neue Technologie auch zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen in der Landwirtschaft bei. Die Übernahme von schmutziger, repetitiver oder gefährlicher Arbeit ist eine Aufgabe, die alle Roboter sehr gut übernehmen können.

Beispiel 5: Wie Roboter den Hunger auf der Welt bekämpfen

Landwirtschaftliche Drohnen, selbstfahrende Traktoren und Saatgutpflanzroboter gehören zu den Innovationen, die für die zukünftige Nahrungsmittelversorgung von entscheidender Bedeutung sein könnten. Mit der autonomen Landwirtschaft werden mehr Pflanzen mit weniger Aufwand und weniger Auswirkungen auf die Umwelt produziert. So lassen sich Roboter neben der Unkrautbekämpfung (siehe oben) auch sehr gut zur bodenschonenden Aussaat nutzen. Sie bringen weit weniger Gewicht auf die Waage als die bis zu 15 Tonnen eines modernen Traktors und verdichten daher den Boden weniger. „Xaver“ von Fendt beispielsweise wiegt selbst mit vollem Saatgut-Tank nur 250 Kilogramm. Der Behälter fasst ausreichend Samen für einen halben Hektar.

Beispiel 6: Wie Roboter die Gesundheit von Menschen schützen

Industrie-Roboter übernehmen Aufgaben, die für Menschen gesundheitsschädlich sind, zum Beispiel Autos mit gesundheitsgefährdenden Farben lackieren. Die ABB PixelPaint-Autolackierung übernimmt diese Aufgabe nicht nur vollautomatisch sondern spart dabei auch noch Ressourcen: Beim Einsatz eines herkömmlichen Sprühkopfs gingen bisher 20 bis 30 Prozent des Lacks durch Overspray verloren. Der Tintenstrahlkopf von PixelPaint trägt dagegen 100 Prozent der Farbe auf die Fahrzeugoberfläche auf und verbessert damit die Umweltbilanz.

Zudem steigert ABB die Effizienz bei der Autolackierung mit dieser Technologie sehr deutlich. Der Grund: Eine zweifarbige Lackierung mit individuellem Design war bisher extrem zeit- und arbeitsintensiv. Das Fahrzeug musste vor jedem Lackauftrag aufwendig abgeklebt werden und mindestens zweimal durch die Lackierstraße laufen. Das neue System kommt mit einem Durchlauf aus und beschleunigt die kundenspezifische Lackierung um gut 50 Prozent. Zusätzlich entfällt die Anschaffung und Entsorgung des Abklebematerials.

Wie sich PixelPaint nicht nur für umweltfreundliche, sondern auch künstlerisch hochwertige Autolackierungen nutzen lässt, zeigt das folgende Video:

Beispiel 7: Wie Roboter für uns die Ozeane erkunden

Die Gesundheit des Ökosystems Ozean ist von entscheidender Bedeutung etwa im Kampf gegen die drohende Klimakatastrophe. Zugleich sind die Ozeane noch immer zu großen Teilen unerforschtes Gebiet. Um das zu ändern, treibt zum Beispiel das private, gemeinnützige Schmidt Ocean Institute - gegründet vom langjährigen Google-Chef Eric Schmidt - die Meeresforschung durch den Einsatz modernster Technologien voran. Aktuell werden auf dem Forschungsschiff Falkor verschiedene Robotik-Plattformen eingesetzt, darunter autonome Unterwasserfahrzeugt (AUV) wie das AUV Remus. Das größte Modell der Remus-Serie kann bis zu 6000 Meter tief tauchen und Missionen bis zu 22 Stunden Dauer durchführen.

Den Einsatz von Remus auf dem Forschungsschiff Falkor des Schmidt Ocean Institute zeigt das folgende Youtube-Video:

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