Wer einer Software beibringen will, Dinge auf Bildern zu erkennen, muss nicht bei null anfangen. Es gibt große, frei verfügbare Datensätze, mit denen solche Systeme trainiert werden. Prof. Florian Weininger zählt auf, was darin vorkommt: Katzen, Autos, Ampeln. Granitpflastersteine kommen nicht vor. „Dafür hat sich bisher schlicht niemand interessiert“, sagt er. 

Man kann das für eine technische Randbemerkung halten. Weininger ist Professor an der OTH Regensburg und leitet dort das Projekt Walz 4.0. Er meint es grundsätzlicher: „Wenn es um Digitalisierung am Bau geht, dreht sich fast alles um Planung und um KI. Alles soll schneller geplant werden. Aber wir sitzen vor den Computern, die Leute auf der Baustelle nicht.“ Wer pflastert, arbeitet am Boden, und so geht es vielen im Bauhandwerk. „Diese Menschen werden bei der Digitalisierung schlicht noch zu wenig mitgedacht“, sagt Prof. Weininger. 

Walz 4.0 will daran etwas ändern, zumindest im Kleinen. Der Name spielt auf die Wanderschaft der Handwerksgesellen an. In dem Interreg-Projekt arbeiten Hochschulen und Handwerksorganisationen aus Deutschland, Österreich, der Schweiz und Liechtenstein zusammen. Die OTH Regensburg kümmert sich um die Frage, wie digitale Technik in die handwerkliche Arbeit kommt, und zwar über die Aus- und Weiterbildung. „Im Kern ist es ein Lehrprojekt“, sagt Prof. Weininger. Der Pflasterdemonstrator bündelt dafür vier Bausteine: Künstliche Intelligenz in Kombination mit Augmented bzw. Mixed Reality, Exoskelette, Robotik und Nachhaltigkeit. 

Diese vier Themen passen auf eine Europalette. Darauf steht ein Kasten mit Sandbett und Naturpflastersteinen, und vier QR-Codes an den Ecken stecken das Feld ab. Eine handelsübliche Webcam ist auf die Fläche gerichtet, dazu kommt ein gewöhnlicher Laptop. Darin liegt der Plan: ein digitales Verlegemuster, etwa ein Bogen, in dem jeder Stein eine Nummer, eine Position und eine Drehung hat. Die Kamera filmt, was tatsächlich im Sand liegt. Eine KI erkennt jeden Stein und gleicht ihn mit dem Plan ab. Wer pflastert, sieht das Ergebnis auf einem Tablet oder durch eine Mixed-Reality-Brille, die das geplante Muster ins Blickfeld einblendet. Liegt ein Stein daneben, meldet das System, dass er noch ein Stück verschoben werden muss. Ein digitaler Assistent namens WALZI übersetzt das in Rückmeldungen, für die man kein Informatikstudium braucht. „Die Erkennung an sich ist kein Hexenwerk, dafür gibt es viele Lösungen“, sagt Prof. Weininger. „Die eigentliche Arbeit steckt in der Umsetzung.“

Die Box bündelt vier Bausteine. Zwei davon sind die KI-gestützte Platzierungshilfe und die Mixed Reality, die zeigt, wo der nächste Stein hingehört. Die anderen beiden zielen auf den Körper. Ein Exoskelett stützt Rücken und Arme, damit die Ermüdung bei der Arbeit im Knien später einsetzt. Und Sid, ein Roboterhund, steht für robotische Assistenz auf der Baustelle: Er kann Material tragen, zum Beispiel Pflastersteine. Erprobt wird bei beiden nicht nur, ob sie entlasten, sondern auch, ob sie bei der Arbeit stören.

Bei der Umsetzung kommt der Granit ins Spiel. „Ein Granitpflasterstein hat keine sauberen, scharfen Kanten“, sagt Prof. Weininger. „Damit tun sich die Algorithmen schwer.“ Die fehlenden Trainingsdaten haben Masterstudierende des Bauingenieurwesens im November 2025 selbst erzeugt. Es waren 18 Teilnehmende im Kurs „KI-Technologien im Bauwesen“, und ihr internes Motto lautete: „Wir bauen eine WALZ-KI“. Sie sammelten Bilder, beschrifteten sie, trainierten und prüften Modelle, auch mit künstlich erzeugten Daten. Heraus kamen mehrere einzelne Modelle und ein gemeinsamer Datensatz. 

Dass die Box mit Naturstein arbeitet, statt mit genormten Betonsteinen, hat mit Kreislaufwirtschaft zu tun. Naturstein hält lange und lässt sich wiederverwenden. Aber jeder Stein ist anders geformt, und ihn sauber zu verlegen, verlangt Erfahrung. Die Überlegung im Projekt: Wenn eine Software erkennt, wie ein unregelmäßiger Stein liegt und wo er hingehört, könnten auch weniger Erfahrene mit solchem Material arbeiten. Man wäre dann weniger auf industriell genormte Pflastersteine angewiesen. 

In der Projektdokumentation heißen die Einsätze „Die Pflaster-Box auf der WALZ“. Auf Wanderschaft ist diesmal die Kiste. Im April stand sie in der Bauhalle des Bildungszentrums der Handwerkskammer Niederbayern-Oberpfalz in Regensburg. Dort lernen angehende Straßenbauerinnen und Straßenbauer in einer großen Lehrwerkstatt das Pflastern. Rund 15 von ihnen probierten die Box aus, dazu etwa 40 Teilnehmende aus anderen Gewerken. Ein Foto der Kammer zeigt Ausbilder Ulrich Liebl, wie er mit der Brille auf dem Kopf vor den Steinen kniet.  

Anfang September testeten rund 30 neue Auszubildende der Strabag die Box im Ausbildungszentrum Wetzendorf in Nürnberg. Dort war die Mixed-Reality-Anwendung erstmals nicht mehr an die Fläche der Box gebunden. Mit QR-Codes lässt sich inzwischen eine beliebige Freifläche einmessen und digital bespielen. 

„Wir sind mit der Box ständig unterwegs“, sagt Prof. Weininger. Die Rückmeldungen seien durchweg sehr positiv. „Die Leute fühlen sich gesehen. Die Reaktion ist oft: Das ist Technik, die für uns gedacht ist.“ Viele staunten auch, dass man dafür keinen Technologiekonzern brauche. Die Geräte gebe es zu kaufen, man müsse sie nur für den jeweiligen Zweck anpassen. 

Kritik gibt es auch. Manche kommen unter der Brille ins Schwitzen. Die HoloLens, die das Team einsetzt, hat ein durchsichtiges Visier wie ein Head-up-Display im Auto. In der Sonne funktioniert das jedoch nicht. Deshalb probiert das Team auch eine Brille von Meta aus, die anders funktioniert: Zwischen Auge und Umgebung sitzt ein Bildschirm. Eingebaute Kameras filmen, was vor einem liegt, und der Bildschirm zeigt dieses Bild live, zusammen mit den eingeblendeten 3-D-Modellen. Sonne stört dabei nicht. Dafür finden es manche komisch, die Wirklichkeit nur noch über einen Bildschirm zu sehen.

Für das Team sind das Daten. Prof. Weininger zählt auf, was ihn interessiert: „Stört die Brille bei der Arbeit? Schwitzt man darunter? Was passiert bei ungünstigem Sonnenlicht? Oder brauchen wir am Ende eine ganz andere Technik?“ Beim Exoskelett ist die Frage ähnlich handfest: „Ein Exoskelett ist vielleicht dafür ausgelegt, Löcher in die Decke zu bohren. Funktioniert es auch, wenn man gebückt arbeitet?“ 

Damit die Antworten nicht beim Bauchgefühl bleiben, begleitet das Berliner Institut für Sozialforschung (BIS) die Tests. Im März nahmen Handwerkerinnen und Handwerker aus zwei Pflasterbetrieben an einer standardisierten Studie im Building Lab der OTH Regensburg teil. Sie waren unterschiedlich lange im Beruf. Sie bearbeiteten eine Referenzaufgabe ohne technische Hilfe, dazu Szenarien mit KI-gestützter Platzierungshilfe, Mixed-Reality-Brille, Exoskelett und Roboterhund. Sensoren zeichneten Bewegungen und Muskelaktivität auf, dazu kamen Interviews und Beobachtungen. Gefragt wird nach Akzeptanz und Bedienbarkeit, nach körperlicher Belastung und danach, ob so etwas in einen Arbeitstag passt.

Technisch gibt es einen Zwischenstand. In einem Labortest mit erfahrenen Fachleuten aus dem Pflasterbau lieferte das System für die meisten Steine eine stabile Rückmeldung zur Lage, mit Toleranzen im Zentimeterbereich. So steht es in einem Aufsatz, den das Team um den wissenschaftlichen Mitarbeiter Simon Höng im Juli auf einer europäischen Fachkonferenz für digitales Bauen auf Korfu vorgestellt hat. Das Pflastern dient darin als Beispiel für ein Handwerk, an dem die Digitalisierung bisher weitgehend vorbeigegangen ist. 

Die Autorinnen und Autoren benennen auch, was noch nicht funktioniert. Bei der Drehung einzelner Steine ist das Ergebnis noch nicht eindeutig. Liegt ein Stein verdeckt, reißt die Kontrolle ab. Ob er zu hoch oder zu tief sitzt, kann das System nicht beurteilen. Schmutz und Spiegelungen auf den QR-Codes stören die Einmessung. Auf einer echten Baustelle könnten genau diese Schwächen zum Problem werden. 

Für die meisten dieser Schwächen gibt es einen Plan. Die Drehung soll das System künftig an zuverlässigeren Merkmalen ablesen, an denen sich erkennen lässt, wie ein Stein ausgerichtet ist. Gegen verdeckte Steine sollen mehrere Kameras helfen, die die Fläche aus verschiedenen Blickwinkeln erfassen, damit ein Stein, den die eine nicht sieht, von einer anderen erfasst wird. Die Höhe soll ein LiDAR-Sensor messen, der mit Laserlicht Abstände bestimmt und damit auch die dritte Dimension erfasst. Die empfindlichen QR-Codes sollen robusteren, erhabenen Markierungen weichen, denen Schmutz und Spiegelungen weniger anhaben. Außerdem soll das System das ganze Muster prüfen statt nur den zuletzt gesetzten Stein. Wie gut das alles funktioniert, soll eine größere Studie zeigen. Gelingt es, wären auch Anwendungen jenseits der Lehrwerkstatt denkbar: Toleranzkontrolle, Dokumentation des Baufortschritts, Abrechnung, Materiallogistik. 

Beim Exoskelett muss sich zeigen, welche Bewegungen es tatsächlich entlastet, wie gut es sich an verschiedene Personen anpassen lässt und ob es über längere Zeit angenehm zu tragen ist, denn die Erfahrung zeigt: wenn das System drückt, wird es nicht verwendet. Bei dem Hunderoboter Sid begrenzen vor allem Traglast und der noch fehlende Greifer den Einsatz. Für die Baustelle braucht er außerdem sichere Wege und eine zuverlässige Zusammenarbeit mit den Beschäftigten. Die nächsten Entwicklungsschritte betreffen deshalb das gesamte Pflastern 4.0-System. 

Der nächste Pilot soll bis Ende des Jahres stehen, wieder auf einer Palette, diesmal für den Trockenbau. Es geht um eine gebogene Fläche. „Ein Viereck kann man nicht auf eine gebogene Fläche pressen“, sagt Prof. Weininger. Deshalb wird sie in Dreiecke zerlegt. In einer App sollen Handwerkerinnen und Handwerker die Punkte und Kanten des Rahmens verschieben können. Jede Verschiebung ergibt eine andere Fläche und eine andere Stückliste. Zugeschnitten wird mithilfe von Augmented Reality, das System soll die Teile ohne QR-Code wiedererkennen, und montiert wird mit Brille und Exoskelett. Ein Stück Planung wandert damit zu denen, die die Platten später in der Hand halten. 

Den Antrag für die OTH Regensburg hat Prof. Dr. Thomas Linner federführend gestellt. Er steht für die Schwerpunkte Baurobotik, Automatisierung und menschenzentrierte Assistenzsysteme. Prof. Florian Weininger leitet das Projekt an der OTH und verantwortet den Transfer in Handwerk, Aus- und Weiterbildung. Prof. Dr. Charlotte Thiel bringt ihre Expertise zu Baustoffen, Dauerhaftigkeit und kreislaufgerechtem Bauen ein. Prof. Dr. Mathias Obergrießer steuert Building Information Modeling, parametrische Modellierung und Künstliche Intelligenz bei. Als wissenschaftliche Mitarbeitende arbeiten Anne-Sophie Saffert an menschzentrierten Assistenzsystemen und der Ergonomie im Bauwesen, Simon Höng an der KI-gestützten Steinerkennung und ihrer Einbindung in die Lehre und Lukas Esper an Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft. Das Berliner Institut für Sozialforschung begleitet die Tests sozialwissenschaftlich. Walz 4.0 wird im Programm Interreg VI Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein von der EU, der Schweiz und Liechtenstein gefördert und läuft bis Juli 2028. Leadpartner ist die HTWG Konstanz.