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Start-ups : Damit der Roboter wie ein Mensch sehen kann

Die Gründer: Wolfgang Mischler, Benedikt Karolus und Christoph Garbe (von links) Bild: Felix Schmitt

Roboter sind beweglich, erkennen Widerstände – aber räumlich zu sehen bereitet Probleme. Das zu ändern, haben sich die Gründer von HD Vision aus Heidelberg vorgenommen.

          Roboter werden in der Produktion oft eingesetzt, um Teile aus Behältern zu holen. Das fällt ihnen nicht schwer, solange die Teile sortiert vorliegen. Wenn er aber suchen muss, wo das Teil liegt, fällt ihm das schwer. Es hätte große Vorteile, wenn man unterschiedliche Teile in gleichen Behältnissen lagern könnte in der Gewissheit, der Roboter werde das richtige Teil schon finden. Vor allem Produkte mit glänzender Oberfläche kann er trotz 3D-Kamera nur schlecht auseinanderhalten. Es fehlt ihm die Tiefenschärfe eines menschlichen Auges. Der Mangel könne aber behoben werden, sind die Gründer von HD Vision überzeugt. Abhilfe schafft hier die sogenannte Lichtfeldkamera oder, wie es Christoph Garbe ausdrückt, der lichtfeldbasierte Ansatz der optischen Erkennung.

          Georg Giersberg

          Redakteur in der Wirtschaft, zuständig für „Der Betriebswirt“.

          Garbe, 1973 geboren, forscht an der Universität Heidelberg im Rahmen des „Heidelberg Collaboratory for Image Processing“ (HCI), das mit 60 Mitarbeitern als eine Art Denkfabrik für die Bildverarbeitung in Deutschland gelten kann. Er beschäftigt sich seit 1998 mit der Bildverarbeitung. Hier hat er auch seine zwei Mitgründer Wolfgang Mischler (Forschungsschwerpunkt Bildverarbeitung mit Fokus auf Kamerasystemen und Bildverarbeitungsalgorithmen) und Sven Wanner (Doktorarbeit: Orientierungsanalyse in 4D-Lichtfeldern) kennengelernt. Prägend am HCI ist der praxisnahe Ansatz der Forschung. Diesen Ansatz übertragen Garbe und seine Kollegen auch auf ihr junges Unternehmen HD Vision. Sie wurden daher vom Bundeswirtschaftsministerium über dessen Existenzgründungsprogramm Exist gefördert, als sie sich 2016 selbständig machten. Seit 2017 firmieren sie unter HD Vision Systems GmbH, Heidelberg.

          Schnell komplettieren sich die drei Techniker durch den Kaufmann (Studium der VWL in Heidelberg und der BWL in Frankfurt) Benedikt Karolus. Er bringt aus einer früheren Gründung eines Start-ups, das er inzwischen verkauft hat, Erfahrung in der Organisation eines jungen Unternehmens mit – und die Erkenntnis, dass es in einem Unternehmen auf Zahlen und auch schon im kleinen Unternehmen auf gewisse Strukturen ankommt. „Forscher möchten forschen, wir müssen aber ganz streng kundenorientiert arbeiten, um Erfolg zu haben“, sagt Karolus.

          Mit Garbe ist er sich einig, dass nur die kundennahe und problemorientierte Entwicklung ein tragfähiges Geschäftsmodell ist, und zwar aus zwei Gründen. Zum einen forscht und entwickelt man dann nicht im luftleeren Raum, zum anderen kommt man so an Fördergeld. An die Mittel vieler Förderprogramme kommt man aber nur, wenn man 50 Prozent der Entwicklungskosten selbst trägt. Dafür ist HD Vision zu klein. Also braucht man Entwicklungspartner, die den Eigenanteil tragen. Das machen in der Regel keine kleinen Unternehmen. „Wir suchen daher nur Kooperationspartner mit mehr als 5000 Mitarbeitern“, sagt Garbe.

          Kooperationspartner mit großen Namen

          Die Gründer hatten bisher Glück. HD Vision hat bisher 14 Kooperationspartner gefunden, darunter große Namen der deutschen Industrie, von BASF über Benteler, SEW Eurodrive, Daimler und Wacker bis zu Zeiss. Der illustre Kreis der Partner zeigt, dass man ein Problem zu lösen verspricht, welches der Industrie offensichtlich auf den Nägeln brennt.

          Die Aufgabe ist technisch nicht einfach. Man braucht dafür mehrere Kameras – vor allem aber eine Software, die aus den Daten der Kameras tiefenscharfe Bilder zusammensetzt, mit einem digitalen Zwilling des gesuchten Teils vergleicht und den Roboterarm im Erfolgsfall genau dorthin schickt, wo er das gesuchte Teil greifen kann. Das System eignet sich aber auch zur Qualitätskontrolle, weil der Sensor zum Beispiel auch erkennt, ob der Schokoladenüberzug eines Kekses flächendeckend und dick genug ist. Das bisher eingesetzte System erkannte nur, ob ein Keks heil oder gebrochen war. Der von HD Vision eingesetzte lichtfeldbasierte Ansatz fügt den zwei Dimensionen eines Bildes durch Auswertung einfallender Lichtstrahlen eine dritte Dimension, die Tiefendimension, hinzu.

          Die dafür notwendige Software ist das eigentliche Knowhow von HD Vision. Man ist überzeugt, dass man der einzige Entwickler für den industriellen Einsatz ist. Es klingt großspurig, aber auch glaubhaft, wenn Mischler sagt, dass außer HD Vision nur Disney Pictures an dem Problem arbeite. „Für den industriellen Einsatz kennen wir keinen einzigen Mitbewerber. Vor jedem Neueinsteiger haben wir mindestens zwölf Monate Vorsprung.“

          Schwarze Null im Jahr 2019

          Noch lebt das junge Unternehmen – es beschäftigt neben den vier Gründern drei weitere Vollbeschäftigte (zwei Informatiker und einen Elektroingenieur), drei Trainees und 15 Masterstudenten – vor allem von Fördergeld. Aber es macht auch schon eigene Umsätze mit Produkten – entweder mit Sensoren genannten Kamerasystemen, der Vermietung von Software oder der Weiterentwicklung anwendungsorientierter Lösungen. In diesem Jahr werde man eine halbe Million Euro eigenen Umsatz machen – ohne durchfließende Fördergelder.

          Von diesem Herbst an werde man Sensoren in einer Vorserie produzieren lassen, vom Frühjahr 2019 an werde man auch Software zur Nutzung anbieten können. „Ende 2019 sollte unser Unternehmen die schwarze Null erreichen“, sagt Karolus. Das mittelfristige Ziel sei, in fünf Jahren mit dann 30 Mitarbeitern 6 Millionen Euro umzusetzen.

          Dass der Weg dorthin stimmt, zeigen auch einige Preise, die das junge Unternehmen bekommen hat, darunter einer, der neben Geld auch mit der Teilnahme an der kommenden Hannover Messe dotiert ist.

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