Künstliche Intelligenz und Roboter im Alltag Japans

Japan ist ja für seine Roboter wie Pepper oder Asimo bekannt und ist tatsächlich eine der führenden Nationen in diesem Bereich. Das beinhaltet auch die Entwicklung von so genannter Physical AI, einer generativen KI, die mit der echten, realen Umwelt interagiert. Das betrifft bei weitem nicht nur mehr Industrieroboter, sondern auch Smart Spaces, selbstfahrende Fahrzeuge und vieles mehr.

In diesem Beitrag stellen wir den Stand der Nutzung von KI und Robotern in Japan vor und wie diese eingesetzt werden. Dabei gehen wir verschiedenen Fragen nach.: Wie kommen KI und Roboter zum Einsatz? Was sind die Vorteile und was der Nutzen? Welche Probleme und Gefahren gibt es? Warum fördert der japanische Staat die Forschung in diesem Bereich so intensiv?

Dazukommen Beispiele für den praktischen Einsatz und ein paar Japanwelt-Tipps für die besten Roboter-Erlebnisse auf einer Japanreise sowie ein Ausblick, welche Chancen und Probleme die Zukunft bei KI und Robotik bringen könnte.

Gundam-Roboter in Tokio zeigen, wie Robotik und futuristische Technik zur japanischen Popkultur gehören. Das beliebte Gundam Cafe in Tokio ist mittlerweile leider geschlossen. Foto © jixiang0000

Aktueller Stand – Wie weit ist Japan mit KI und Robotern?

Japan ist bei der Implementierung von KI und Robotern in den Alltag und das Arbeitsumfeld eines der weltweit führenden Länder. Gerade bei den Robotern bzw. in der Robotik zeigt sich dies auch in der Nutzung von so genannten Service-Robotern, die z.B. in Kantinen oder bei der Betreuung älterer Menschen zum Einsatz kommen und die einen direkten Umgang mit Menschen außerhalb von Produktionsstätten haben. Die neueren Generationen dieser Service-Roboter sind zudem durch die Nutzung von KI auch zu gewissen Formen der sozialen Interaktion fähig.

In rohen Zahlen steht Japan mit 419 Robotern pro 10.000 Beschäftigter weltweit auf Platz 5 bei einem globalen Durchschnitt von 162 Robotern pro 10.000 Beschäftigter. Spitzenreiter weltweit ist mit Abstand Südkorea, wo 1.012 Roboter pro 10.000 Beschäftigter zum Einsatz kommen. Allerdings stammen immerhin stolze 38% der weltweiten Industrieroboter aus Japan (Quellen: therobotreport.com & IFR – International Federation of Robotics).

KI setzt sich in Japan auch immer weiter durch und immerhin 55,2% der Firmen berichten davon, bereits generative KI einzusetzen. Der Anteil an der Privatbevölkerung, die für sich generative KI nutzen liegt mit 26,7 % immerhin in etwa bei der Hälfte der betrieblichen Nutzung.

Dies erklärt sich auch durch die Entwicklung von praktischen, KI-gestützten Apps in Japan, die Zielgruppen-abhängig sehr beliebt sind. Insgesamt ist aber – wie weltweit der Fall – bei der Nutzung von KI auch in Japan natürlich noch Luft nach oben.

Einsatzfelder im Alltag – Wo kommen KI und Roboter in Japan zum Einsatz?

KI und Roboter kommen in Japan bei weitem nicht nur in der Industrie zum Einsatz. Dies ist bei KI natürlich ein weltweites Phänomen, während der Einsatz von Robotern außerhalb von Produktionsstätten und ähnlichem weltweit eher selten ist.

Hier nimmt Japan – auch aus der Not heraus aufgrund der überalterten Bevölkerung – eine Vorreiterrolle ein und kann durchaus als Beispiel für die gelungene Integration von Robotern in vielfältige Arbeitsfelder gelten, von denen andere alternde Gesellschaften vor allem im Bereich der Versorgung älterer Menschen lernen können.

Die Einsatzfelder von KI und Robotern im Alltag umfassen:

• Altenpflege: Hier kommen neben KI-gestützten und sensorbasierten Monitoring-Systemen auch z.B. Hebe-Roboter zum Einsatz (z.B. in Seniorenheimen). Es wird aber auch an sozial interagierenden Robotern in Japan geforscht, die der Vereinsamung allein lebender alter Personen entgegenwirken sollen und von denen sich Prototypen schon im Einsatz befinden.
• Öffentlicher Dienst: KI wird im öffentlichen Dienst in Japan unter anderem in der Verkehrssteuerung und für Katastrophenwarnsysteme eingesetzt. In beiden Feldern kann die KI die großen anfallenden Datenmengen meist besser und vor allem schneller auswerten.
• Logistik & Einzelhandel: In Japan kommen Roboter auch in der Logistik zum Einsatz, wo sie, wie hierzulande in vernetzten Lagern, vor allem in Form von automatisierten Regalsystemen funktionale Vorteile bringen. Die in Japan vom Einzelhandel in manchen Großstädten eingesetzten autonomen Auslieferungsroboter sind hierzulande noch Zukunftsmusik.
• Gastgewerbe: Auch im Gastgewerbe kommen in Japan Roboter zum Einsatz. Dabei gibt es sowohl Serviceroboter in Restaurants als auch Check-in-Roboter in der Hotellerie.
• Smart Home: In Japan setzt sich Smart Home Technologie immer mehr durch und so finden sich (Stand 2023) etwa 930 Millionen IoT-Geräte (Internet of Things) in japanischen Haushalten, die nicht nur vernetzt sondern vermehrt auch KI-gestützt arbeiten. Dabei ist seit dem Pandemie-Jahr 2020 ein starker Anstieg von Smart-Home Geräten (ein Plus von gut 90%) zu verzeichnen. In Japan nutzen tausende Haushalte zudem verschiedenste Haushaltsroboter. Ein besonderes Exemplar unter diesen ist der Companion Robot Pepper, eine französisch-japanische Co-Produktion, von dem bis 2021 27.000 Einheiten produziert worden sind und der speziell für die Interaktion mit Menschen entwickelt wurde.

Pflege und Gesundheitswesen

Besonders in der Pflege und im Gesundheitswesen beschreitet Japan mit dem Einsatz von Robotern neue Wege. Zu den in diesem Arbeitsumfeld eingesetzten Robotern gehören sowohl so genannte Roboter-Pflegekräfte wie bspw. AIREC, die das Umlagern von Patienten unterstützen und über Sensoren und Vernetzung zudem die Vitaldaten der Patienten Tracken.

Daneben werden auch Therapie-Roboter wie die Paro-Robbe, einem Sattelrobben-Jungen nachempfundener so genannter persönlicher Roboter (englisch auch: medical commitment robot), die Patienten bei der sozialen Interaktion helfen sollen.

Wie weltweit wird auch in Japan im Gesundheitswesen vermehrt auf Diagnose-Tools gesetzt, die KI-Algorithmen nutzen und die Ärzte unterstützen. Für entlegene Regionen in Japan werden teils auch schon Telemedizin-Roboter eingesetzt, um einen besseren Zugang zu ärztlicher Versorgung sicher zu stellen, wenn dieser auch nicht mehr in einem persönlichen Gegenüber mit einem Arzt besteht.

Industrie und Fertigung

Auch in Japan ist eine der hauptsächlichen Einsatzorte für Roboter natürlich die Industrie und insbesondere die Fertigung. Dabei setzen Firmen wie Toyota oder das hierzulande weniger bekannte Unternehmen Fanuc (nach eigener Aussage Weltmarktführer in der Fabrikautomation) inzwischen auch so genannte Cobots ein. Cobots sind an Montagelinien (z.B. in der Autoindustrie) eingesetzte, kollaborative Roboter, die einander unterstützen und sozusagen zusammenarbeiten.

Auch das Konzept des Digital Twin oder „digitalen Zwillings“ wird in Japan für die Simulation und Planung komplexer Produktionsabläufe eingesetzt, wie dies auch weltweit der Fall ist. Der Digital Twin ist dabei eine digitale Simulation einer Produktionsanlage, in der auch komplexe Abläufe und minimale Änderungen simuliert werden können.

Vorteile und Nutzen – Warum lohnt sich KI und Robotik im Alltag Japans?

KI und Robotik bringen gleich eine ganze Reihe von Vorteilen und Nutzen im Alltag Japans – und das in der Industrie wie auch in vielen anderen Branchen und dem individuellen Lebensumfeld. Der in Japan deutlich weiter verbreitete Einsatz von Robotern jenseits der produzierenden Industrie ist dabei auch aus der Not geboren.

Durch die stärker noch als in Deutschland überalterte Gesellschaft (Japans Demografieentwicklung) und die sehr restriktive Einwanderungspolitik Japans fehlen an allen Ecken und Enden gelernte wie ungelernte Arbeitskräfte, die immerhin teilweise durch den Einsatz von Robotern ersetzt werden können, was in Zukunft wohl noch viel nötiger und häufiger der Fall sein wird.

Dabei hilft die kulturell größere Akzeptanz gegenüber Robotern, die sich in Japan in den letzten Jahrzehnten entwickelt hat, diese überhaupt einsetzen zu können.

Vorteile und Nutzen von KiI und Robotik im japanischen Alltag im Überblick

• Arbeitserleichterung: Durch den Einsatz von Robotern können Arbeitnehmer insbesondere auch bei körperlich belastenden Aufgaben entlastet werden. Zudem kommt es nach Untersuchungen durch den Einsatz von Cobots in Montagelinien zu deutlich weniger Arbeitsunfällen mit einer fast unglaublichen Reduktion von bis zu 72 % laut einer Erhebung durch das Versicherungsunternehmen Travelers Insurance.
• Effizienzsteigerung: Der Einsatz von Robotern und teils auch KI erlaubt für einen einfacher aufrechtzuerhaltenden 24/7 Betrieb in Produktion und Logistik, für den nur wenige Arbeitnehmer vor Ort sein müssen. Die Betriebszeit von modernen Fabriken können so auf bis zu 98 % gesteigert werden (z.B. bei Toyota Motor Hokkaido). Allerdings sind für diese Spitzenzahlen moderne, vernetzte Anlagen notwendig.
• Lebensqualität: Außerhalb der klassischen Industrie helfen Roboter dabei, Pflegekräfte zu entlasten und älteren Menschen zu mehr Autonomie zu verhelfen. Der Staubsauge-Roboter ist dann nur noch die sprichwörtliche Cherry on Top.
• Innovationsführerschaft: Durch die hohe Nutzungsrate, die historische Affinität zur Robotik in Japan sowie der aufgrund der Altersstruktur ausgeweitete Einsatz an Robotern in Japan hat dazu geführt, dass Japan nicht nur in der Robotik weltweit mitführend ist, sondern macht das Land auch zum internationalen Vorreiter im Bereich Physical AI, also KI für physische Objekte vom Roboter bis zum Kühlschrank.
• Wirtschaftswachstum: Mit der Innovationsführerschaft hängt unmittelbar das sich daraus ergebende reelle wie potentielle zukünftige Wirtschaftswachstum zusammen. Durch das Voranschreiten von Automatisierung, die stetige Verbesserung von KI und steigende weltweite Nachfrage erschließt sich Japans Robotik-Industrie immer neue Absatzmärkte, die vielleicht schon bald auch den vermehrten Export von Pflege-Robotern für andere zunehmend überalterte Gesellschaften umfassen könnte.

Der humanoide Service-Roboter Pepper in einem Einkaufszentrum in Tokio zeigt, wie Roboter in Japan auch außerhalb von Fabriken eingesetzt werden. Solche Systeme übernehmen unter anderem Informations-, Empfangs- und Assistenzaufgaben und ermöglichen dabei eine direkte Interaktion mit Menschen.
Foto © Tekelua auf Pixabay

Herausforderungen und Risiken – Welche ethischen Fragen wirft KI und Robotik im Alltag auf?

Der Einsatz von Robotern und vielleicht noch einmal mehr KI wirft natürlich auch ethische Fragen auf. Dabei stellen sich auf diesen Feldern gleich mehrere Herausforderungen und Risiken. Die größte ethische Frage ist dabei die des potentiellen Jobverlustes für viele Menschen durch den Einsatz von KI. Auch Roboter ersetzen zwar Menschen an Arbeitsplätzen, die KI dringt aber in Bereiche vor, die zuvor nicht durch Roboter oder andere Formen der Automatisierung erreicht werden konnten.

So gehen Studien von einem Verlust von ca. 5% der Jobs in Service-Sektoren aus, allerdings wird diese Prozentzahl durch die Verbesserung bestehender KI wahrscheinlich massiv anwachsen und auch in vielen anderen Branchen Auswirkungen haben und letztendlich die Arbeitswelt mindestens so durcheinanderwirbeln wie der Computer.

Hinzu kommen dystopische Phantasien von selbstlernender KI, die beginnt, ihre Erschaffer anzugreifen. Dieses schon lange existierende Trope aus fiktiven SF-Szenarien verschiebt sich durch die auf diesem Feld weitgehend unregulierte Forschung an besseren und besseren selbstlernenden KI langsam von einer gruseligen Fiktion zu einer Form der realen Möglichkeit.

Andere Herausforderungen und Risiken beim Einsatz von KI und Robotik im Alltag bestehen unter anderem im:

• Datenschutz: Durch fehlende Standardisierung in der Robotik wie beim Einsatz von KI ist die Sicherheit auch hochsensibler Daten wie bspw. Gesundheits- und Bewegungsdaten nicht immer gegeben. Dasselbe gilt für die eventuelle Nutzung der so erhobenen Daten durch die erhebende Instanz, insbesondere in Ländern mit weniger strengen Datenschutzgesetzen.
• Akzeptanz: Der Einsatz von Robotik außerhalb von Produktionsstätten kann leicht durch kulturell bedingte Hemmschwellen behindert werden, insbesondere im direkten Kontakt mit Menschen. Dies gilt in etwas geringerem Ausmaß auch für KI, die bei der Interaktion je nach Einsatzfeld im Zweifel eine künstliche Stimme nutzen muss. Das künstliche Gegenüber (ob KI oder Roboter) zu akzeptieren, ist also nicht unbedingt gegeben. Hinzu kommt der so genannte Uncanny Valley Effect, der Beobachtungen beschreibt, dass die Akzeptanz einer technischen, menschenartigen Entität nicht stetig mit deren Annäherung an einen tatsächlichen Menschen steigt, sondern in bestimmten Spannen der Annäherung drastische Abfälle aufweisen kann.
• Kosten: Gerade die Anschaffung von spezialisierten Robotern wie sie z.B. in der Pflege oder in Kantinen zum Einsatz kommen können (so genannte Service-Roboter) ist mitunter sehr teuer. Da im Allgemeinen durch Automatisierungsmaßnahmen Geld gespart werden soll, ist die Anschaffung im Zweifel nicht wirklich sinnvoll. In Japan liegt der Anschaffungspreis für Pflege- und Serviceroboter bei bis zu 10 Mio. Yen pro Roboter (etwa 57.900 Euro). Zusammengenommen mit den auch in Japan bestehenden Akzeptanzproblemen führt des dazu, dass bislang nur ca. 10 bis 15 % der Pflegeheime in Japan Pflege-Roboter einsetzen.
• Regulatorik: Ethische Leitlinien sowohl für den Einsatz von KI als auch den von Robotik im Alltag befinden sich noch in der Entwicklung. Bei der Robotik sind sie durch die ISO/TS 15066 seit 2016. die den Rahmen für Menschen-Roboter-Kollaborationen abzustecken versucht, aber immerhin in diesem Feld schon fortgeschrittener, als dies bei der KI der Fall ist.

Politik und Regulierung – Wie fördert die japanische Regierung KI und Robotik?

Als Zukunftsindustrie mit gerade bei der Robotik und Physical AI guten gegebenen Voraussetzungen fördert und reguliert die japanische Regierung beide Felder auf mehreren Ebenen. Zu den Förderungen gehören dabei Programme wie MEXT-Grants, die seit 2018 mehr als 200 Forschungsprojekte gefördert haben, und die überspannende Regierungsinitiative Society 5.0.

Diese formuliert eine nationale Strategie für humane KI und Robotik und fördert die Forschung auf diesen Gebieten. Dafür wurde im Zeitraum von 2016 bis 2025 ein Budget von über einer 1.000 Mrd. Yen bereit gestellt.

Ein zweites wichtiges Standbein für die weitere Vernetzung und den Roboter-Einsatz besteht in der notwendigen Infrastruktur, insbesondere dem Ausbau des 5G-Netzes, das in Japan bis Ende 2024 immerhin schon mehr als 80 % der urbanen Zentren abdeckte. Zudem setzt Japan auch auf internationale Abkommen und hat über 30 bilaterale Abkommen mit anderen Staaten getroffen, u.a. mit der EU, den USA und Südkorea.

Hinsichtlich der Regulierung von KI und Robotik werden auch in Japan Richtlinien für eine sichere Mensch-Roboter Interaktion entwickelt. Für die Sicherheit von KI hat Japan seit 2024 ein AI Safety Institute eingerichtet. Dieses ist mit mehr als 50 Partnerinstitutionen in anderen Ländern vernetzt. Die Institute beschäftigen sich dabei vor allem mit den Möglichkeiten und Gefahren von Frontier AI Models (die am weitesten entwickelten KI) und wie diese sicher gestaltet werden können.

Erlebnisse im Alltag – Wo begegnet man Robotern im japanischen Alltag?

Im Alltag begegnet man Robotern in Japan deutlich häufiger, als dies in Deutschland der Fall ist. Typische Orte in Japan, an denen man Robotern begegnet oder mit einer KI interagiert sind:

• Bahnhöfe & Flughäfen: In Japan findet man an immerhin mehr als 40 Bahnhöfen und Flughäfen autonome Reinigungsroboter und manchmal auch KI-Info-Kioske.
• Supermärkte: In mehr als 1000 Filialen der japanischen Supermärkte Aeon und Lawson kommen Roboter für die Regalerfassung und das Nachfüllen von Waren zum Einsatz.
• Bankfilialen: In 200 japanische Bankfilialen kommen inzwischen Service- und Sicherheitsroboter für die Kunden-Assistenz zum Einsatz, die einen 24/7 Kundenservice gewährleisten sollen.
• Versorgungsbetriebe: Bei Versorgungsbetrieben kommen vermehrt Inspektions-Drohnen für Stromnetze und Wasserinfrastruktur zum Einsatz, was auch ein globaler Trend ist.
• Bildungseinrichtungen in Japan: In mehr als 300 japanischen Schulen und Universitäten kommen Unterrichtsroboter (wie z. B. Pepper) zum Einsatz.
• Büros & Co-Working: In diesen Bereichen wird vermehrt auf Empfangsroboter und KI-gestützte Besucher-Management-Systeme gesetzt.

Ausblick – Wohin entwickelt sich KI und Robotik in Japan?

KI und Robotik stehen als Zukunftstechnologien in Japan im Fokus staatlicher Förderung, wie die Strategie Society 5.0 deutlich zeigt. Dabei wird ein großer Fokus auf die Weiterentwicklung von Physical AI, Soft Robotics und autonome Systeme (wie bspw. selbstfahrende Automobile) gesetzt. Laut einer Umfrage bezogen sich so rund 30% aller Robotik-Forschungsexperimente in Japan auf kollaborative Systeme, die mit anderen Automaten und Menschen zusammenarbeiten können sollen.

Mittel- und langfristig muss für eine stärkere Einbindung von Robotern auch ins alltägliche Leben die kulturelle Akzeptanz gestärkt und die notwendige Infrastruktur geschaffen werden. Pilotprojekte sind so genannte intelligente Pflegeheime und die 5 Smart Cities (u.a. Yokohama und Fukuoka), die bis Ende 2025 komplett vernetzt sein sollen. Zuletzt spielt die Ausbildung neuer Fachkräfte eine wichtige Rolle für eine Nachhaltige Entwicklung.

In Japan gab so im Jahr 2023 immerhin 15.000 Absolventen in Robotik-Studiengängen, zu denen auch immer neue Studiengänge hinzukommen. Zudem werden in Japan viele Upskilling-Programme im Bereich Robotik angeboten.

Ein auch in Japan dringendes Feld stellt die Regulierung von Robotern und KI dar. Diese betreffen auch sensible Felder wie ethische Implikationen und Datenschutz. Die ethischen Standards und Datenschutzgesetze sollen angepasst werden und eine geplante Novelle für das schon bestehende AI-Gesetz soll bis 2026 ausgearbeitet sein und in Kraft treten.

Dazu gehört aber auch eine stärkere globale Vernetzung in globalen KI-Initiativen und – allgemeiner – der Ausbau von so genannten Mutual Recognition Agreements für den Robotik-Export.

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Titelfoto: Andy Kelly auf Unsplash