Das autonome Zeitalter: Robotaxis, Drohnen und Logistik

Eine neue autonome Ära

Für eine Weile bereits befinden wir uns im Übergang vom Industriezeitalter der von Menschen gesteuerten selbstbewegenden Maschine (Werkzeuge, Boote, Autos und Flugzeuge) zu selbsttätigen Maschinen (industrielle Roboter, GPS‑gesteuerte Flugzeuge oder Traktoren usw.).

Allerdings gab es nach wie vor zahlreiche Einschränkungen hinsichtlich der Fähigkeit von Maschinen, ohne menschliche Aufsicht zu handeln. Sie beruhte entweder auf einer stark kontrollierten Umgebung wie einer Fabrikhalle oder auf einem sehr einfachen Satz von Anweisungen, etwa von Punkt A nach Punkt B einem rudimentären Pfad zu folgen.

Dies lag an einigen Gründen:

• Maschinen können ihre Umgebung nicht sehen.
• Maschinen sind groß, schwer und leistungsstark, wodurch sie zu gefährlich sind, um nicht von Menschen in einem sehr engen Situationsrahmen gesteuert zu werden.
• Maschinen können nicht denken und daher nicht auf unerwartete Umstände reagieren, weshalb Menschen nötig sind.

Doch das ändert sich jetzt.

Maschinelles Sehen ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass die Erkennung von Hindernissen größtenteils ein gelöstes Problem ist. Humanoide Roboter, kleine Drohnen und Agrarroboter sind viel weniger bedrohlich als industrielle Roboter oder Tonnen schwere Traktoren. Noch wichtiger ist, dass KI den Maschinen jetzt ein beispielloses Maß an Intelligenz verleiht.

Die autonome KI‑Revolution

Im Jahr 2023 waren die Menschen schockiert darüber, wie menschenähnlich LLM‑Systeme (Large Language Model) wie ChatGPT klingen. Ebenso hat sich KI‑Kunst exponentiell weiterentwickelt.

Es gibt bereits Bedenken, dass KI ganze Berufe wie Schriftsteller, Lehrer oder Illustratoren vollständig überflüssig machen könnte.

Aber KI gedeiht nicht nur in der Welt der Ideen und Konzepte. Mit steigenden Intelligenzstufen kann KI nun die reale Welt von Straßen, Lagerhäusern und sogar Schlachtfeldern navigieren.

Zusammen mit Fortschritten bei Batterien (mehr Autonomie), Elektrofahrzeugen (kein Verbrennungsmotor nötig) und Sensoren (Kameras, LIDAR und andere Erkennungsmethoden) ermöglichen die gesteigerte Rechenleistung und -effizienz eine Vielzahl von Konzepten, die bislang der Science‑Fiction vorbehalten waren:

• Selbstfahrende Autos, ebenso wie selbstfahrende Lkw, autonom steuerbare Schiffe und vielleicht sogar Flugzeuge.
• Drohnenlieferungen, sowohl auf Rädern als auch in der Luft.
• Autonome Kampfdrohnen.
• AgTech‑Drohnen.
• Usw.

Quelle: ARK Invest

(In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Konzepte nach technologischem Reifegrad untersuchen, von bereits im Einsatz befindlichen bis zu noch in Entwicklung befindlichen.)

Autonome Logistik

Selbstsortierende Lagerhäuser

Der erste Schritt der modernen Logistik liegt in riesigen Lagerhäusern, die Hunderte von Tausenden verschiedener Artikel sammeln, sowie in Sortierzentren von E‑Commerce‑Giganten und Postdiensten.

Die Aufgabe, Waren und Pakete zu finden, zu kommissionieren und an den richtigen Ort zu bewegen, wird zunehmend vollständig von Robotern übernommen. Dies kann von kleinen Kisten‑Kommissionierrobotern bis zu größeren, gabelstaplerähnlichen Geräten reichen. Unternehmen wie Amazon (AMZN ) (AMZN) setzen zunehmend auf diese Systeme für ihre Lagerarbeiten, einschließlich vollständig autonomer Roboter entwickelt gemeinsam mit Agility Robotics. Dasselbe gilt für Alibaba (BABA), oder AutoStore Holdings Ltd. (AUTO.OL).

Dies ist bei weitem die am weitesten etablierte Anwendung autonomer Roboter, wobei Amazon beispielsweise dieses Feld seit 10 Jahren entwickelt. Bald könnte Amazon mehr Roboter „beschäftigen“ als Menschen.

Quelle: ARK Invest

Autonome Lieferungen

Eine weitere arbeitsintensive Tätigkeit in der Logistik sind Lieferungen auf der letzten Meile. Dazu gehören E‑Commerce, aber auch Essenslieferungen und lokaler Lkw‑Verkehr. Je nach Artikel könnten diese Aktivitäten, wenn sie von autonomen Systemen durchgeführt werden, 57 % bis 94 % günstiger sein.

Quelle: ARK Invest

Dies stellt einen enormen potenziellen Markt dar, den ARK Invest schätzt, dass er von nahezu null auf 900 Mrd. $ im Jahr 2030 wachsen könnte. Insgesamt könnte der adressierbare Markt eine Größe von 1‑2 Bio. $ erreichen.

Quelle: ARK Invest

Dies ist ein Segment, in dem proprietäre Daten zum Training der KI sehr wertvoll sind. Derzeit sind die führenden Rollenroboter das estnische Unternehmen Starship Technologies, gegründet von den Skype‑Mitbegründern, und der chinesische E‑Commerce‑Riese Alibaba; beide haben ein kleines, harmloses Design übernommen, das den Droiden aus Star Wars nicht unähnlich ist.

Quelle: Starship

Aus regulatorischen Gründen sind autonome Lkw noch auf menschliche Eingaben angewiesen, wobei das Unternehmen Kodiak den Weg weist, gefolgt von Gatik und Pony.ai.

Eine weitere Idee besteht darin, fliegende Drohnen für die Auslieferung kleiner und leichtgewichtiger Artikel einzusetzen. Bisher ist der klare Marktführer Zipline, gefolgt von Wing und Meituan (3690.HK). Dies könnte eine wahre Revolution sein, steht jedoch vor noch größeren regulatorischen Hürden als selbstfahrende Liefer‑Lkw und könnte daher langsamer im großen Maßstab eingesetzt werden.

Quelle: ARK Invest

Unter bestimmten Umständen kann die Flexibilität und Mobilität von Flugdrohnen buchstäblich lebensrettend sein. Beispielsweise liefert Zipline Blut für Transfusionen in weniger als 15 Minuten, wodurch postpartale Blutungen in Ruanda um 80 % reduziert werden.

Quelle: ARK Invest

Andere selbstfahrende Logistik

Selbstfahrende Lkw

Selbstfahrende Langstrecken‑Sattelzüge sind ein weiterer Teil der Logistikkette, der autonom werden könnte. Bisher ist der Fortschritt durch die langsamer als erwartete Entwicklung selbstfahrender Autos, die dieselbe Technologie nutzen, begrenzt. Da Lkw viel größer und schwerer sind, benötigen sie eine noch sicherere und zuverlässigere Selbstfahrtechnologie als Autos.

Allerdings könnten wir bald ein gewisses Maß an selbstfahrenden Lkw sehen, zumindest auf Autobahnen. Das Unternehmen Aurora Innovation (AUR ) plant, im Jahr 2024 die ersten autonomen Lkw auf Autobahnen einzusetzen.

Quelle: Aurora

Als kontrolliertere Umgebung im Vergleich zu Straßen mit Fahrrädern, Hunden, Kindern und Fußgängern sind Autobahnen wahrscheinlich die ideale Umgebung für den Einsatz autonomer Lkw. Sie stellen den Großteil der von Menschen gefahrenen Kilometer dar, die nach Stunden bezahlt werden und mit der Zeit ermüden.

Selbstfahrende Schiffe

Eine weitere arbeitsintensive logistische Aufgabe ist die Besatzung von Schiffen, die die Ozeane überqueren und den globalen Handel am Laufen halten. Rolls‑Royce (RYCEY) ist ein Unternehmen, das für seine Luxusautos und für manche auch für seine Flugzeugtriebwerke bekannt ist. Es strebt jedoch an, ein führender Anbieter autonomer Schiffe zu werden, wobei DNV ein weiterer Konkurrent ist. Rolls‑Royce plant die Einführung ferngesteuerter Küstenschiffe im Jahr 2025, ferngesteuerter Ozeanschiffe bis 2030 und autonomer Ozeanschiffe bis 2035.

Quelle: Rolls Royce

Selbstfahrende Autos und Robotaxis

Während das Befördern von Paketen sicherlich sehr nützlich und wahrscheinlich sehr profitabel ist, liegt die große Nachfrage im Transport auf Menschen.

Da die meisten Haushalte in entwickelten Volkswirtschaften ein oder mehrere Autos besitzen und zur Arbeit, zur Schule und zur Freizeit pendeln, gibt es eine enorme ungenutzte Nachfrage nach selbstfahrenden Autos.

Die Kosten für privat besessene Fahrzeuge sind seit den ersten Ford‑Autos im Jahr 1934 praktisch stagniert und liegen bei 0,7 $/Meile. Autonome Taxis könnten diesen Wert jedoch auf 0,25 $/Meile senken. Das liegt daran, dass ein Robotaxi die Kosten auf zwei Arten reduziert: Erstens, indem der Fahrer entfällt, und zweitens, indem das Auto viel stärker ausgelastet werden kann und praktisch rund um die Uhr betrieben werden kann.

Derzeit werden die Gesamtkilometer von Robotaxi‑Fahrten von dem chinesischen Unternehmen Baidu dominiert, gefolgt von dem von Google unterstützten Waymo. Inzwischen hat ein weiteres Unternehmen der Branche, Cruise, seine US‑Operationen eingestellt.

Quelle: ARK Invest

Ein starker Anwärter für diesen Markt wird Tesla (TSLA ) sein, das Daten von seiner gesamten bestehenden Flotte kostenlos sammelt und sich von seinen Wettbewerbern dadurch unterscheidet, dass es kundenspezifische Fahrzeuge zur Datenerfassung für das Training ihrer KI einsetzt. In gewisser Weise arbeiten die Tesla‑Kunden kostenlos für das Unternehmen, um reale Verkehrsdaten zu sammeln.

Teslas Selbstfahrprogramm setzt zudem ausschließlich auf Kameras, die das menschliche Sehvermögen nachahmen, anstatt teurer (mehrfach so teurer wie das Auto) LIDAR‑Systeme. Mit 50‑mal mehr Fahrleistung als Baidu, wenn ein Unternehmen vollautonomes Fahren über vordefinierte enge Pfade in bestimmten Städten realisieren kann, wird es wahrscheinlich Tesla sein.

Sicherheit beim Selbstfahren

Ein Schlüsselelement für die Genehmigung und Akzeptanz von selbstfahrenden Fahrzeugen ist die Sicherheit. Aufgrund unserer angeborenen Skepsis, einem Computer das Fahren eines schweren und gefährlichen Autos zu überlassen, müssen Robotaxis mindestens um einen Größenordner sicherer sein als menschliche Fahrer, um akzeptiert zu werden.

Und das scheint zu geschehen, da ein Tesla im FSD‑Modus (Full Self‑Driving) fünfmal sicherer ist als ein Tesla im manuellen Modus. Es ist bemerkenswert, dass Teslas FSD damit deutlich sicherer ist als das von Waymo. Insgesamt wird das Selbstfahren mit fortschreitender KI‑Entwicklung immer besser, einschließlich der Interaktion über natürliche Sprache dank LLMs.

Quelle: ARK Invest

Durch die Senkung der Kosten pro Meile wird autonomes Fahren wahrscheinlich die Kalkulation rund um den Autobesitz verändern und den Ride‑Hailing‑Markt stark ankurbeln. Bei prognostizierten 0,25 $/Meile könnte der adressierbare Gesamtmarkt für Ride‑Hailing (TAM) von derzeit 4‑100 Mrd. $ (je nach Fahrpreis) auf 5 Bio. $ wachsen. Das würde die meisten Menschen dazu bringen, auf den Besitz eines Autos zu verzichten, es sei denn, sie „vermieten“ es als Robotaxi, wenn sie es nicht nutzen.

Quelle: ARK Invest

Autonome und Präzisionslandwirtschaft

Die Landwirtschaft wird zunehmend zu einer High‑Tech‑Aktivität, die stark auf Satellitenbilder, schwere Maschinen, genetisch optimierte Samen, komplexe chemische Behandlungen und Präzisionssoftware angewiesen ist.

Dieser Trend wird sich voraussichtlich mit dem Aufkommen fortschrittlicher Agrarroboter fortsetzen. Dies ist bereits teilweise umgesetzt, mit begrenzter Selbstfahrfähigkeit für Traktoren, Mähdrescher und andere ähnliche Geräte, wobei John Deere (DE) zu den Vorreitern dieses Konzepts gehört.

Der nächste Schritt wird wahrscheinlich immer kleinere Roboter umfassen. Das gilt für offene Felder, von Unkrautbekämpfung (möglicherweise mit Lasern wie bei Carbon Robotics) über Aussaat, Ernte, Bewässerung usw. Eine weitere arbeitsintensive Tätigkeit, die automatisiert werden soll, ist das Pflücken von Früchten, etwa mit dem 6‑armigen Apfelpflücksystem von Advanced.farm.

Weitere Informationen zu dieser Revolution in der Landwirtschaft finden Sie in unseren Artikeln “Investors Should Take Note: Robotics Is Taking Over Farming” und “Revolutionizing Agriculture: The Role of Robotics in Boosting Productivity and Sustainability”.

Autonome Waffen

Es gibt die zutiefst beunruhigende Vorstellung, eine Maschine zu schaffen, die autonom entscheiden kann, wie sie sich bewegt, feuert und Menschen tötet. Jahrzehnte von Science‑Fiction‑Geschichten wie Terminator helfen dabei ebenfalls nicht.

Dennoch prüfen Militärkommandos weltweit diese Option, zum Teil weil Drohnen und Roboter als Verluste viel akzeptabler (und zynisch oft günstiger) gelten als menschliche Soldaten.

Und zum Teil, weil sie die Aufgabe besser erledigen könnten, da KI inzwischen die menschliche Pilotenleistung übertrifft.

Quelle: ARK Invest

Das Verleihen autonomer Fähigkeiten an KI kann auch die Effizienz einer Armee steigern. Der Krieg in der Ukraine ist ein gutes Beispiel: Die russische Armee setzt selbstfahrende Kettenroboter für Munitionslieferungen und die Evakuierung Verwundeter, und hat zudem ein KI‑gestütztes Zielidentifikationssystem für seine Lancet‑Selbstmorddrohne. Gleichzeitig nutzten die ukrainischen Streitkräfte Unterwasser‑Drohnen, um Ziele im Schwarzen Meer zu treffen.

Wie bei vielen Innovationen wird es wahrscheinlich auch bei autonomen Fahrzeugen und KI‑Fortschritten eine dunkle Seite geben, die die zerstörerische Kraft der Menschen gegeneinander erhöht.

Humanoide Roboter

Bei autonomen Systemen war das Ziel bisher, bestehende Systeme wie Autos, Drohnen oder Lieferungen autonom zu machen. Langfristig besteht das Ziel jedoch darin, humanoide Roboter zu schaffen, die nahtlos mit uns interagieren können.

Dies ist entscheidend, um das volle Potenzial autonomer Systeme zu realisieren, da unsere gesamte Welt und Infrastruktur für menschliche Körper konzipiert ist.

Bis 2030 erwartet ARK Invest, dass die jährlichen Stückzahlen humanoider Roboter auf 10 % der Anzahl der Menschen in der Fertigungsarbeitskraft angewachsen sind. Und bis 2040 soll „die Kosten humanoider Roboter, die rückwärtskompatibel mit bestehender Infrastruktur sind, für viele Anwendungen unter die Kosten menschlicher Fertigungsarbeit gesunken sein“.

Und das ist nicht so weit hergeholt, wie es klingt. Der Atlas von Boston Dynamics kann sich wie ein Mensch bewegen und springen (Boston Dynamics wurde von Hyundai – HYMTF übernommen).

Quelle: Boston Dynamics

Und Tesla arbeitet ebenfalls an einem humanoiden Roboter, jedoch mit langsamerem Fortschritt als erwartet.

Wenn Lieferroboter für Lebensmittel bereits Realität sind und selbstfahrende Autos bald ebenfalls, könnte eine Welt, die sowohl von Menschen als auch von „Droiden“ bevölkert ist, in weniger als 10‑15 Jahren greifbar werden.