FZI auf der Hannover Messe: Zwischen Inspektion und Partizipation

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Das FZI Forschungszentrum Informatik kehrt dieses Jahr zur Hannover Messe in Präsenz zurück. Der Gemeinschaftsstand FZI mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erlaubt interessante Einblicke in die vielfältige Forschung der Transfereinrichtung: Vom autonomen Lastenfahrrad bis zum mobilen Roboter Spot zeigen die Demonstratoren, wie durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz, Robotik, Sensorik und Virtual Reality gesellschaftliche und industrielle Herausforderungen gemeistert werden können.

Gehen Lastenräder bald allein einkaufen? Welche Aufgaben können Laufroboter in der Industrie übernehmen und wie können wir mehr Bürgerbeteiligung im digitalen Raum ermöglichen? Mit Antworten auf diese Fragen kehrt das FZI Forschungszentrum Informatik auf die Hannover Messe (17. bis 21. April 2023) zurück. Auf dem Gemeinschaftsstand mit dem Karlsruher Institut für Technologie in Halle 2 am Stand A46 können Besucherinnen und Besucher die Forschungsarbeit des FZI kennenlernen.

Mobilitäts- und Cargo-System von FZI und KIT

Mit FLOOW (Flexibles Mobilitäts- und Cargo-System) arbeiten das FZI und das KIT an neuen Möglichkeiten für die automatisierte Mobilität von Menschen und Gütern abseits von PKW, LKW und dem ÖPNV. Das von beiden Forschungseinrichtungen entwickelte System wird auf der Hannover Messe exemplarisch anhand eines autonomen Lastenrad präsentiert. Es ermöglicht eine robuste und hochgenaue Lokalisierung der Mobilitätssysteme im Innen- und Außenbereich, generalisierte Umfelderkennung sowie risikobewusste Manöverplanung.

Diese stützen sich auf eine auf neuronalen Netzen basierende KI sowie spezielle energieeffiziente Hardware. Diese kann zudem platzsparend in Fahrzeuge integriert werden. Ziel des Projektes ist die Integration der Prototypen in ein Mobilitätsgesamtsystem mit intelligenter Flottennutzung als exemplarische Umsetzung für einen urbanen Einsatz beim Erreichen der Marktreife.

Automatisiertes Fahren: Vernetzt und sicher durch die Stadt

Nicht nur Fahrzeuge, auch die Straßeninfrastruktur wird immer smarter. Hochpräzise Kameras und Sensoren gewährleisten eine mikroskopisch genaue Verkehrserfassung in Echtzeit. Funkzellen ermöglichen per speziellem WLAN die Verhicle2x-Kommunikation und vernetztes automatisiertes Fahren. Mit Infra2go präsentiert das Forschungszentrum Informatik ein im Rahmen des Testfeld Autonomes Fahren Baden-Württemberg (TAFBW) entwickeltes mobiles System. TAFBW kann den Verkehr erfassen und mit ihm kommunizieren kann.

Die mobil einsetzbare Plattform ermöglicht die Evaluierung von Sensorik und Algorithmen zur Datenverarbeitung für zukünftige stationäre Infrastruktur. Besucher können erfahren mit welchen Mechanismen die KI zur Objekterkennung gegen Eingriffe und Manipulation von außen geschützt wird und selbst auf die Objekterkennung des Systems einwirken. Zudem werden die automatisierten, vernetzten Fahrfunktionen gezeigt, wie sie das FZI im Stadtverkehr zum Beispiel im EU-Projekt SHOW einsetzt.

Automatisierte Inspektion durch autonome mobile Roboter

Laufroboter Spot erledigt in einer FZI-Testumgebung flexibel verschiedene Inspektionsaufgaben in einem Industrieszenario. Die autonome Überwachung technischer Anlagen gelingt durch das Zusammenspiel innovativer Werkzeuge wie moderner Sensorik, Robotik, KI und am FZI entwickelter Software. Zusammen lassen sie effizient und kostengünstig die gewünschten Ergebnisse erreichen.

Neue Technologien wie Spektralkameras, Gassensoren oder hochaufgelöste 2D-Kameras gehören dabei inzwischen zum technischen Standard. Gerade kommerzielle Laufroboter wie das Boston Dynamics-Modell Spot zeigen in realen Anlagen ihre Stärken und Vorteile. Für Menschen gestaltete Umgebungen mit Treppen stellen für sie beispielsweise keine Hürden dar. Routineinspektionen können so in jeder Umgebung zuverlässig durchgeführt werden. 

Das Projekt Delfine verbindet Stromerzeuger sowie industrielle Stromverbraucher. Es befasst sich mit der effizienten Nutzung verschiedener Energieträger und der damit verbundenen Produktionsplanung in einem dynamischen Energiepreisumfeld. Mittels einer Virtual-Reality-Anwendung können Nutzerinnen und Nutzer interaktiv erleben, was Energieflexibilität bedeutet. Dazu gehört die flexible Modellierung von Produktionsprozessen, um Lastspitzen zu vermeiden und effizient auf Preisschwankungen zu reagieren.

Hierbei können sie sich mit einer KI darin messen, wer die diametral entgegenstehenden Ziele – Minimierung von Energiekosten und Minimierung der Produktionsdauer – in einer Produktionsanlage mit CNC- und weiteren Verarbeitungs-Maschinen besser vereint. Nach Abschluss der virtuellen Produktion wird die Effizienz der Produktionsplanung bemessen und in Relation zur Lösung des Reinforcement-Learning-Algorithmus gebracht. 

Mit digitaler Partizipation gesellschaftlichen Herausforderungen begegnen

Auf Basis der Plattform Kollaborat.io können Nutzende und Organisationen mit dem House of Participation (HoP)-Demonstrator eigene Fragestellungen (Challenges) aufwerfen und partizipativ weiterentwickeln. Hierzu können die Challenges von anderen Nutzenden mit Lösungsvorschlägen (Ideas) beantwortet werden. Dabei erleichtert ein Baukasten aus Texten, Bildern und Graphen die Beschreibung und das Teilen.

Das HoP nutzt die Plattform als Demonstrator für inklusive und innovative Beteiligungsvorhaben, um Forschung im Rahmen von FZI Use Cases zu diskutieren. Beispielsweise könnte der Demonstrator eingesetzt werden, um gemeinsam mit Bürgern Ideen für Plattform- und Hardwarelösungen zu bekommen. Und das ganz im Sinne einer Demokratisierung von Technologieentwicklung. Beispielhaft hierfür ist die Stärkung der Akzeptanz und des Vertrauens in autonom fahrende Autos. Die Gestaltung von Anreizsystemen für das Energiesparen gehört ebenso dazu.

de:Hub Artificial Applied: Unterstützung für KI Start-Ups

Zusammen mit ausgewählten Netzwerkpartnern präsentiert der Digital Hub angewandte KI am Stand des FZI spannende Projekte aus dem Bereich der KI-Forschung und -Anwendung. Der Digital Hub ist als Teil der de:hub-Initiative des Bundes, mit dem Ziel gestartet, KI-Methoden und -Technologien in die Anwendung zu bringen.

Seit Beginn ist es die Vision des Hubs, die zentrale Netzwerkplattform und bundesweite Anlaufstelle für KI-Experten aus Unternehmen, Start-ups und Forschung und für (zukünftige) KI-Anwender zu sein. Durch ein starkes Netzwerk kann er KI- Experten und -Anwender mit maßgeschneiderten Angeboten unterstützen– etwa bei der Projektinitiierung und Projektunterstützung, für Sichtbarkeit und Events sorgen und eine nachhaltige Ökosystempflege und damit Vernetzung erreichen.

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