Mancher träumt davon, dass humanoide Roboter künftig unseren Alltag begleiten: als unermüdliche Fabrikarbeiter, als kooperierende Haushaltshelfer, als Spezialisten für gefährliche Einsätze. Diese Maschinen sind komplexe Bündel aus Mechanik, Prozessoren, Sensoren und Leistungselektronik. Deshalb treibt die Hoffnung auf einen Massenmarkt von humanoiden Robotern nicht zuletzt die Aktienkurse vieler Chiphersteller und mancher Zulieferer der Halbleiterbranche in die Höhe. Auch europäische Unternehmen wie Infineon und STMicroelectronics (STM) wollen an Robotern mitverdienen.

Vor allem Elon Musk beschwört ein Zeitalter des „nachhaltigen Überflusses“ herauf, in dem KI, autonome Autos und Roboter unser Leben verbessern. Chips allein können solche kooperativen Maschinen jedoch nicht ermöglichen. Vielmehr sind noch zahllose Probleme zu lösen. Humanoide Alltagshelfer müssen sogenannte Cobots sein, wie sie in der Industrie schon zum Einsatz kommen: kollaborative Roboter die mit uns Hand in Hand arbeiten. Dabei sind Sicherheit und Zuverlässigkeit oberste Gebote: Der Roboter darf weder beim Ausräumen der Spülmaschine Geschirr zerdeppern, noch den Hund beim Gassigehen verlieren. Denn niemand wird Tausende Euro für eine unfähige oder sogar gefährliche Hilfskraft bezahlen. Vermutlich müssen dafür auch neue Normen und Standards erarbeitet werden.

Dieser Artikel beleuchtet einige technische Baustellen auf dem Weg zu humanoiden Robotern. Deren digitales Gehirn, ein KI-Computer, muss erstens die Umwelt korrekt wahrnehmen, zweitens mit Menschen kommunizieren, drittens die Hardwarefunktionen steuern, viertens diese sicher überwachen und fünftens mit Akkustrom auskommen. Ein solcher KI-Computer braucht also enorm leistungsfähige, zuverlässige und gleichzeitig sparsame Rechenchips. Für KI-Modelle und riesige Mengen an Sensordaten braucht er viel Arbeits- und Massenspeicher (RAM und Flash). Er nimmt die Außenwelt über eine Fülle von Sensoren wahr, die über zahlreiche Schnittstellen angekoppelt sind: Kameras für sichtbares Licht, Time-of-Flight-Sensoren (ToF) und Lidar oder Radar für Distanzmessungen, Sensoren für Kraft, Druck, Drehrate, Winkelstellung, Beschleunigung, Vibration, Position, Temperatur. Zur Kommunikation dienen außer Mikrofon und Lautsprecher auch WLAN und Bluetooth. Für die Ansteuerung der zahlreichen Stellmotoren sowie die Stromversorgung sind verlustarme Leistungshalbleiter und Mikrocontroller nötig.

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