Physische KI: Die Integration von künstlicher Intelligenz in physische Systeme

Von Junwei Cai, Senior Analyst, Sustainable Thematic Equity, Polar Capital (Switzerland)

Autonome Fahrzeuge, humanoide Roboter, industrielle Automatisierungslösungen und Drohnen sind dabei erst der Anfang. Algorithmen steuern reale Bewegungen und erlauben, dass autonome Systeme zuverlässig und flexibel auf veränderte Umgebungsbedingungen reagieren können. All diese physischen KI-Systeme werden meist elektrisch betrieben, und beziehen ihre Energie aus Batterien.

Physische KI ist für uns kein Randaspekt, sondern Kernthema – direkt am Puls von Elektrifizierung, Energieeffizienz und Digitalisierung. Sie bildet das nächste grosse Wachstumssegment, das den Elektrizitäts-Megazyklus weiter vorantreiben wird.

Von der Modellwelt in die physische Realität

Physische KI bedeutet, digitale Intelligenz in Maschinen zu integrieren, die mit unstrukturierten Umgebungen interagieren können. Besonders sichtbar wird dies bei humanoiden Robotern. Anders als klassische Industrieroboter, die für klar definierte Aufgaben konzipiert sind, handelt es sich hierbei um universell einsetzbare Systeme, die menschliche Beweglichkeit und Feinmotorik nachbilden sollen.

Im letzten Jahr wurden weltweit über 14'500 humanoide Roboter ausgeliefert, zumeist in den Bereichen Fertigung, Lagerhaltung und Logistik. Industrieunternehmen treiben die derzeitige Entwicklung voran: Mercedes-Benz arbeitet mit Apptronik an humanoiden Lösungen für die Produktion in Berlin, während BMW gemeinsam mit Figure AI entsprechende Einsatzgebiete in der Montage erprobt. In China liefert UBTech Robotics Systeme an Automobilhersteller wie BYD und Geely für Inspektions- und Logistikaufgaben. Neue Branchen werden erschlossen: mittlerweile kommen die humanoiden Roboter von UBTech Robotics auch in der Flugzeugfertigung bei Airbus zum Einsatz. Mittelfristig dürfte sich das Anwendungsspektrum weiter deutlich erweitern – in Richtung Dienstleistungen, Gesundheitswesen und Einzelhandel.

Humanoide Roboter und ihr Stromverbrauch

Ein heutiger industrieller humanoider Roboter benötigt während des Betriebs rund 2 kW Leistung und kann bei Volllast zwei bis drei Stunden pro Ladung arbeiten. Danach ist ein Batteriewechsel fällig (welcher autonom erfolgen kann), oder er muss neu aufgeladen werden. Eine geringe Spitzenleistung täuscht: aufgrund langer Einsatzzeiten kann der tägliche Energiebedarf eines humanoiden Roboters durchaus über dem eines Standard-Elektrofahrzeugs liegen.

Selbst unter konservativen Annahmen gehen wir derzeit davon aus, dass der globale Strombedarf humanoider Systeme bis 2050 rund 5.200 TWh pro Jahr erreichen könnte – und damit den heutigen gesamten Stromverbrauch der USA übertreffen würde. Physische KI würde sich somit neben Rechenzentren und Elektromobilität als eine weitere bedeutende Quelle für zusätzlichen Strombedarf einreihen.

Energieeffizienz humanoider Roboter wird somit zu einem entscheidenden Wirtschaftlichkeits- und damit Wettbewerbsfaktor werden. Hierzu werden weitere Fortschritte in Batterietechnologien, intelligentem Energiemanagement und genereller Systemoptimierung erwartet, um die Gesamtkosten zu senken.

Wirtschaftlichkeit und Skalierung

Die zentrale Frage ist daher weniger, ob humanoide Systeme technisch realisierbar sind – sondern ob sie wirtschaftlich überzeugen. Wo Fachkräftemangel und Lohninflation den Druck erhöhen, schliessen Roboter die Lücke. Humanoide Systeme entwickeln sich so zum Motor einer modernen industriellen Wertschöpfungskette.

Die Hardwarekosten sinken bereits deutlich. Während humanoide Roboter im Jahr 2022 noch über 250.000 US-Dollar kosteten, liegen die Preise heute typischerweise zwischen 100.000 und 150.000 US-Dollar. Wir gehen davon aus, dass diese Preise mittel- bis langfristig auf etwas 25.000-30.000 US-Dollar sinken werden.

Mit zunehmender Skalierung und weiter sinkenden Komponentenkosten wird erwartet, dass sich die Amortisationszeiten verkürzen. Die Amortisationsdauer industrieller Humanoide liegt aktuell bei rund sechs Jahren. Dank steigender Produktivität und sinkender Herstellungskosten dürfte sich dies schon bis 2030 auf etwa zwei Jahre verkürzen.

Unserem Langfristszenario zufolge könnte der weltweite Bestand bis 2050 auf eine Milliarde Einheiten anwachsen. Bei einem jährlichen Absatz von 200 Millionen Einheiten würde das Marktvolumen humanoider Roboter unserer Schätzung nach dabei rund 5 Billionen US-Dollar erreichen.

Wettbewerbsvorteile durch Expertise in Massenfertigung

Während die USA im Bereich der Frontier-AI-Modelle führen, birgt die materialintensive physische KI das Potenzial, die globale Wettbewerbsdynamik nachhaltig zu verändern.

China verfügt bereits heute über einen erheblichen Anteil an den Lieferketten für Robotik und zieht enorme Vorteile aus seinen tief vernetzten Industrie-Ökosystemen sowie einer gezielten staatlichen Unterstützung. Beim Übergang zur Millionen-Serie könnte Chinas Kompetenz in der Massenfertigung zum ausschlaggebenden Wettbewerbsvorteil werden.

Investieren in die Enabler

All diese Entwicklungen schaffen vielversprechende Investitionsmöglichkeiten, auch wenn das geopolitische Umfeld komplexer geworden ist. Oft verbirgt sich die eigentliche Wertschöpfung nicht im Endprodukt, sondern in den zugrunde liegenden Zuliefertechnologien. Physische KI erfordert eine Vielzahl hochspezialisierter Komponenten: Leistungshalbleiter, Permanentmagnete, hochpräzise Aktuatoren, Sensorik, Batterien, Energiemanagementsysteme, Konnektivität und Echtzeit-Datenverarbeitung.

Viele Zuliefererunternehmen für physische KI sind meist schon breit aufgestellt, und bedienen bereits etablierte Endmärkte wie Rechenzentren, Elektromobilität und Industrieautomation. Für Anleger ergibt sich daraus eine attraktive zusätzliche Diversifikation innerhalb des globalen Elektrifizierungs-Trends.

Von Bits zu Elektronen

KI begann als Rechengeschichte. Sie wird zunehmend zur Energiefrage. Die digitale Intelligenz, die heute entwickelt wird, wird nicht auf Server beschränkt bleiben. Sie werden Maschinen steuern, die sich bewegen, heben, montieren, inspizieren und transportieren. Jede dieser Maschinen benötigt elektrische Energie. Jeder Effizienzgewinn bei Erzeugung, Übertragung und Nutzung wird entscheidend sein. Für uns als Investmentmanager des Polar Capital Smart Energy Fonds eröffnet dies auf Jahre hinaus attraktive und spannende Anlagemöglichkeiten.

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