Elektrische Antriebe und Steuerungen
Tech-Podcast: Vision ist nicht auserzählt
Industrielle Bildverarbeitung, oft als „Vision“ bezeichnet, steht vor einem Paradigmenwechsel. Was kommt nach klassischen Methoden und wie inspiriert das menschliche Auge die Automation der Zukunft, von der Qualitätskontrolle bis zu humanoiden Robotern?
Vision und KI: Wie das menschliche Auge die Automation der Zukunft inspiriert
Die industrielle Bildverarbeitung, oft als „Vision“ bezeichnet, steht vor einem Paradigmenwechsel. Lange galt sie als ausgereift, doch neue Herausforderungen in der Produktion und der unaufhaltsame Vormarsch der Künstlichen Intelligenz definieren die Grenzen des Möglichen neu. Doch was kommt nach klassischer Bildverarbeitung? Und wie lässt sich physikalisches Wissen mit datengetriebenen Ansätzen kombinieren, um wirklich robuste und flexible Lösungen für die Industrie zu schaffen?
Von der Physik zur KI: Eine technologische Evolution
Der Weg in die moderne Bildverarbeitung begann mit klassischen, regelbasierten Algorithmen. Als Physiker wusste man: Ähnlich wie die klassische Mechanik irgendwann an ihre Grenzen stieß und durch die Quantenmechanik ergänzt wurde, war auch in der Vision ein Punkt erreicht, an dem der Aufwand für neue Lösungen kaum noch vertretbar war. Komplexe Aufgaben wie das autonome Fahren konnten mit den alten Methoden nur in Teildisziplinen, wie der Nummernschilderkennung, erfolgreich gelöst werden.
Die künstliche Intelligenz war der logische nächste Schritt. Sie ermöglichte es, Probleme zu lösen, die zuvor als unlösbar galten. Doch die eigentliche Revolution liegt nicht in der reinen KI, sondern in der Kombination: dem Verschmelzen von physikalischem Grundwissen und datengetriebener Intelligenz. Dieser Ansatz, auch als „Physical AI“ bekannt, stellt sicher, dass die KI nicht nur Muster erkennt, sondern auch physikalischen Gesetzen folgt. Das System „versteht“ die Welt und vermeidet so „unphysikalische Halluzinationen“.
Mehr als nur ein Bild: Die Kraft der Lichtfeldtechnologie
Um diese neue Generation von Vision-Systemen zu realisieren, reicht eine einzelne 2D-Kamera oft nicht aus. Der Schlüssel liegt in der Erfassung des kompletten Lichtfelds – also nicht nur eines Bildes aus einer Perspektive, sondern von Informationen aus mehreren Blickwinkeln und Lichtrichtungen. Anstatt nur ein Bild aufzunehmen, erfasst ein Mehrkamerasystem, wie das Licht sich im gesamten Raum verhält.
Dieser lichtfeldbasierte Ansatz von HD Vision Systems hat entscheidende Vorteile:
- Robustheit: Glänzende, spiegelnde oder anspruchsvolle Oberflächen, die für traditionelle Systeme eine Herausforderung darstellen, können präzise analysiert werden.
- Genauigkeit: Durch das „Matchen“ der Bilder aus verschiedenen Perspektiven entsteht ein extrem genaues und konsistentes 3D-Modell des Objekts.
- Effizienz: Die Technologie ermöglicht es, mit weniger Trainingsdaten auszukommen, da mehr relevante Informationen von vornherein erfasst werden. Zukünftig können durch die Anreicherung mit synthetischen Daten sogar Fehler trainiert werden, die in der Realität noch nie aufgetreten sind.
Vom Werker zur KI: Das Domänenwissen digitalisieren
Eine der größten Hürden bei der Automatisierung von Qualitätskontrollen ist das menschliche Erfahrungswissen. Ein erfahrener Werker entscheidet oft nach „Lust und Laune“ und auf Basis jahrelanger Erfahrung, ob ein Kratzer wirklich ein Fehler ist. Dieses Domänenwissen lässt sich nicht einfach in feste KPIs pressen.
Hier schließt die KI die Lücke. Moderne Systeme ermöglichen es, dass der Qualitätsprüfer sein Wissen direkt an die Maschine weitergibt. Durch einfache Annotationstools „lehrt“ der Mensch die KI, was ein relevanter Fehler ist. In einem partnerschaftlichen Prozess zwischen Mensch und Maschine entsteht so ein System, das nicht nur 100-Prozent-Kontrollen ermöglicht, sondern auch das wertvolle Wissen im Unternehmen sichert – gerade in Zeiten des Fachkräftemangels ein unschätzbarer Vorteil.
Ausblick: Die Augen für den humanoiden Roboter
Die Entwicklung schreitet rasant voran. Die Kombination aus fortschrittlicher Aufnahmetechnik und lernender KI ist nicht nur für die Qualitätskontrolle oder Robotik in der Fertigung relevant. Durch starke Partner wie Bosch Rexroth und die Integration in offene Automatisierungsplattformen wie ctrlX AUTOMATION gewinnt diese Technologie an Reichweite und findet Anwendung in neuen Branchen, von der Intralogistik bis zur Medizintechnik.
Der nächste große Schritt sind sehende, humanoide Roboter. Diese Systeme benötigen Augen, die das menschliche Sehen nicht nur nachahmen, sondern dessen Robustheit und Flexibilität erreichen. Die Partnerschaft mit Bosch Rexroth hilft dabei, die nötige Computing-Power auch für anspruchsvolle KI-Modelle direkt an der Maschine (Edge) bereitzustellen. Technologien, die heute schon komplexe optische Informationen effizient verarbeiten können, sind prädestiniert dafür, die Grundlage für die nächste Generation der Automation zu bilden – vom Shopfloor bis in unseren Alltag.
Diese und weitere Episoden aus unterschiedlichen Themengebieten finden Sie in unserem Tech-Podcast Kanal "Industrie neu gedacht" oder bei allen bekannten Plattformen.
Sie können diese Episode hier direkt anhören.
Interview guests:
Dr. Christoph Garbe & Benedikt Karolus
HD Vision Systems
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Susanne Noll
