»Autonomik ist der nächste große Paradigmenwechsel«

Interview mit Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Liggesmeyer, Institutsleiter des Fraunhofer IESE

Autonome Fahrzeuge, intelligente Stromnetze, automatisierte Zelltherapien – viele technologische Entwicklungen weisen in eine gemeinsame Richtung: Systeme sollen zunehmend selbstständig handeln. Prof. Liggesmeyer plädiert dafür, diese Entwicklung wissenschaftlich neu zu ordnen – unter dem Dach eines eigenen Wissenschaftsgebiets: der Autonomik.

Herr Professor Liggesmeyer, was genau verstehen Sie unter Autonomik?

Autonomik fasst quer durch alle Anwendungsbereiche die Inhalte zusammen, die für die Autonomie von Systemen relevant sind. Ich beobachte überall eine Entwicklung hin zu hochautomatisierten bis zu vollständig über lange Zeiträume autonom handelnden Systemen. Selbstverständlich unterscheiden sich die Anforderungen an diese Systeme, aber es gibt eben auch gemeinsame Herausforderungen und vermutlich auch ähnliche Lösungen dafür. Man kann sich schon fragen, warum wir derzeit diese Lösungen pro Anwendungsgebiet suchen, anstatt die Ähnlichkeiten zu nutzen, um durch gemeinsame Antworten Synergien zu schaffen.

Ich sehe Autonomik als das Wissenschaftsgebiet, das diese gemeinsamen Herausforderungen für die Entwicklung und den Betrieb autonomer Systeme identifiziert und querschnittlich Lösungen dafür erforscht. Sie knüpft an existierende Disziplinen wie die Informatik – insbesondere die Künstliche Intelligenz –, den Maschinenbau und die Elektrotechnik an. Sie wirft wissenschaftliche Fragestellungen auf, besitzt ohne Zweifel ein hohes wirtschaftliches Potenzial und erfordert die Auseinandersetzung mit gesellschaftlichen Perspektiven.

Der Maschinenbau hat mechanisiert, die Elektrotechnik elektrifiziert, die Informatik digitalisiert – und die Autonomik wird Systeme selbstständig machen. Natürlich nicht zwingend vollständig, sondern entsprechend dem gewünschten Autonomisierungsgrad.

Viele setzen Autonomie mit KI gleich. Ist Autonomik einfach ein anderes Wort für Künstliche Intelligenz?

Nein. Autonome Systeme sind ohne KI kaum vorstellbar, benötigen aber weitere Technologien. KI ist ein wichtiges Werkzeug – sie kann ganz unterschiedliche Ziele verfolgen, nicht nur Autonomie. KI-Agenten zahlen auf das Thema Autonomik ein; ich sehe das als eine Realisierungsmöglichkeit für bestimmte Anwendungen. Autonomik ist meines Erachtens jedoch deutlich breiter aufgestellt.

Ein System ist erst dann wirklich autonom, wenn es über längere Zeiträume selbstständig auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren kann. Andernfalls bleiben Einsatzdauer und -umgebung stark begrenzt. Autonomik soll das gesamte System über lange Zeiträume hinweg einschließlich seiner Verlässlichkeit betrachten.

Warum wird diese Fähigkeit gerade jetzt so wichtig?

Unverzichtbar sind autonome Systeme dort, wo Herausforderungen so kompliziert oder gar komplex sind oder Reaktionszeiten so kurz, dass der Mensch nicht mehr angemessen eingreifen kann. Darüber hinaus können autonome Lösungen auch wirtschaftlich sinnvoll – wie in der Industrie 4.0 – oder als Komfortfunktion – wie beim autonomen Fahren – erwünscht sein. Doch in vielen zentralen Bereichen werden wir nicht wirklich vorankommen, wenn wir nicht lernen, autonome Systeme verlässlich zu konstruieren und zu betreiben. Wie Verlässlichkeit garantiert werden kann, ist eine zentrale wissenschaftliche Fragestellung.

Sie sprechen von einem Paradigmenwechsel. Was steht auf dem Spiel?

Derzeit vollzieht sich ein grundlegender Paradigmenwechsel durch autonome Systeme. Wenn wir ihn verschlafen, werden wir nicht nur in der zugrunde liegenden Technologie, sondern auch in ihren Anwendungsbereichen zurückfallen. Das hätte negative Konsequenzen für viele wichtige Branchen. Wenn wir jedoch schnell genug sind, kann die Autonomik einen erheblichen positiven wirtschaftlichen Effekt entfalten. Es geht um technologische Souveränität und Zukunftsfähigkeit.

Ein zentrales Beispiel ist die Energiewende. Warum braucht sie Autonomik?

Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien steigt die Zahl der Einspeiser – von privaten Haushalten bis zu großen Anlagen. Gleichzeitig ist die Energieerzeugung durch Wind und Sonne volatil: Mal gibt es zu viel Strom, mal zu wenig. Um diese Schwankungen auszugleichen, müssen Anlagen koordiniert gesteuert, Speicher intelligent genutzt und Energie überregional verteilt werden. Das Gesamtsystem ist zu groß und zu komplex, als dass Menschen es vollständig überblicken könnten.

Damit die Energiewende gelingt, müssen hier autonome Lösungen entwickelt werden – und dafür braucht es intensive Forschung.

Eine andere prominente Anwendung ist das autonome Fahren. Ist die Lage dort vergleichbar?

Beim autonomen Fahren ist die gesellschaftliche Notwendigkeit weniger zwingend als bei der Energieversorgung – hier handelt es sich zunächst um ein »Nice-to-have«.

Aber industriepolitisch ist das Thema hochrelevant. Die deutsche Automobilindustrie war jahrzehntelang auf mechanische Perfektion ausgerichtet. Mit dem Software-defined Vehicle hat die Informatik einen Paradigmenwechsel ausgelöst: Softwarefunktionen wurden zum entscheidenden Kaufargument.

Autonome Systeme markieren nun die nächste Stufe dieser Entwicklung. Wer hier technologisch führend ist, definiert zukünftige Märkte. Mutige Forschung in der Autonomik kann somit ein starker Innovationsmotor für die Branche sein.

Noch existenzieller erscheint der Einsatz in der Medizin. Wie ordnen Sie hier die Autonomik ein?

In der Krebsbehandlung bieten Zelltherapeutika wie die CAR-T-Zelltherapie hohe Heilungschancen. Sie sind jedoch aufgrund der aufwendigen manuellen Herstellung sehr teuer und nur begrenzt verfügbar. Eine automatisierte Produktion erfordert hochflexible Abläufe, die letztlich autonom realisiert werden müssen. Gelingt das, ließen sich die Kosten deutlich senken und die verfügbare Menge erheblich steigern.

Das ist ein Beispiel dafür, wie autonome Systeme nicht nur wirtschaftliche Effekte erzeugen, sondern konkret Menschenleben verbessern oder sogar retten können.

Wie soll aus Ihrer Sicht die Autonomik wissenschaftlich verankert werden?

Wir müssen Autonomik systematisch als eigenständiges Wissenschaftsgebiet entwickeln. Der Begriff ist bewusst in Anlehnung an die Informatik geprägt. Es geht darum, ein theoretisches Fundament zu schaffen und klar zu definieren, welche Kompetenzen notwendig sind, um exzellente autonome Systeme zu entwickeln.

Ich sehe Autonomik als ein wichtiges Wissenschaftsgebiet. Ob sich daraus langfristig eine eigenständige Disziplin entwickelt, wird sich zeigen. Deutschland könnte sich hier als weltweiter Vorreiter positionieren. Autonome Systeme beginnen gerade, unsere Welt massiv zu verändern. Meine Mitstreiter, unter anderem Prof. Wahlster und Prof. Kagermann, und ich spüren diese Morgendämmerung. Jetzt ist der Zeitpunkt gekommen, das Wissenschaftsgebiet Autonomik zu gestalten.