InnoVisions Redaktion

Wer Maschinen und autonom fahrende Transporter einsetzt, muss sich darauf verlassen können, dass sie jederzeit funktionieren. Zur Zuverlässigkeitsanalyse und Fehlersuche wird deshalb die FMEA-Methode genutzt. Allerdings werden die Ausfallwahrscheinlichkeiten der Bausteine hier nur qualitativ erfasst. Die neue Software proSVIFT unterstützt Experten künftig effektiver bei der Suche nach den Ursachen eines möglichen Defekts, weil sie mit quantitativen Beschreibungen arbeitet. Sie bringt damit erstmals die quantitative Modellierung von Ausfallwahrscheinlichkeiten aus der Theorie in die Praxis.

Warum unterliegt der Strompreis so starken Schwankungen und warum steigen die Energiepreise gefühlt nur an? Können Unternehmen, aber auch wir als Verbraucher Stromkosten sparen, indem wir den Strom dann kaufen, wenn durch erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie gerade ein hohes Angebot existiert? Welche Möglichkeiten gibt es große Strommengen für eine spätere Nutzung zu speichern? In der aktuellen Folge unseres Podcasts »Nachgeforscht« sprechen wir mit Ria Grindel, Wissenschaftlerin am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM.

Verschiedenartige Krisen stehen in Wechselwirkung zueinander und verstärken sich häufig gegenseitig. Treffen etwa Wetterextremsituationen auf stark ansteigende Zahlen an Krankheitsfällen, bedroht das die Wirtschaft in besonderem Maße. Doch die Krisensituationen zugrundeliegenden Daten werden in der heutigen Zeit meist bereits gesammelt. Um diese Daten allerdings miteinander zu verschneiden und effektive Vorhersagen zu generieren, braucht es innovative Techniken der Datenverarbeitung. Künstliche Intelligenz kann dabei helfen.

Der Informationshunger von Smart Cities und intelligenten Fabriken ist gigantisch. Sensoren stillen diesen Bedarf millionenfach. Und das jeden Tag. Aber die Daten müssen auch für alle beteiligten Domänen tatsächlich nutzbar sein. Nötig sind dafür offene Standards für die jeweiligen Schnittstellen und eine Server-Software, die eine sichere und leistungsstarke Verteilung gewährleistet. Für beides ist das Fraunhofer IOSB mitverantwortlich. Im Interview erklärt Projektleiter Philipp Hertweck die Vorteile des hier entwickelten »Fraunhofer Open Source SensorThings API Servers FROST®«.

Wer an CO2-Emissionen und den ihrerseits katalysierten Klimawandel denkt, dem schweben vermutlich Dinge wie große Fabriken oder Schiffs- und Flugverkehr vor dem inneren Auge. Doch auch die Tech-Branche, allen voran Anwendungen der Künstlichen Intelligenz, das Internet der Dinge oder auch Rechenzentren tragen einen erheblichen Teil zum klimabelastenden Daten- und Energieverbrauch bei. Im Projekt »Green ICT @ FMD« entwickeln die Forscher*innen deshalb ressourcenschonendere Prozesse für die Herstellung von Mikro- und Leistungselektronik sowie energiesensible Optimierungen auf den Ebenen der Datenverarbeitung und -übertragung. Mehr zum Thema gibt es in der neuen Folge von »Fraunhofer Innovisions: Nachgeforscht«.

Die Digitalisierung hält zusehends auch in der Landwirtschaft Einzug. Denn neben intelligenten Systemen, wie etwa autonomen Aussaat- und Bewässerungsrobotern, hochmodernen, GPS-gesteuerten Traktoren und anderen Maschinen, ist es vor allem Software, die eine Schlüsselrolle zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit unter immer steigenden Anforderungen an Produktivität und Nachhaltigkeit darstellt. Mit dem Forschungsprogramm »Smart Farming« des Fraunhofer IESE gelingt der Transfer von digitalen Lösungen aus dem Labor auf das Feld.

Sind die Apps und Webdienste, die wir täglich verwenden, wirklich unbedenklich? Natürlich gehen wir davon aus, dass Entwickler*innen und anbietende Unternehmen das sicherstellen. Andererseits aber sind Security-Analysen äußerst aufwendig. Im Prinzip kann in jeder Zeile des Quellcodes ein Programmierfehler stecken. Und manchmal öffnet erst das Zusammenspiel der Softwarebausteine eine Schwachstelle. Moderne, automatisierte Codescans aber können derartige Sicherheitslücken schnell finden. Und sie helfen den Programmierer*innen auch dabei, die Fehler auszumerzen – bevor sie Schaden anrichten.

Längst sind Digitale Zwillinge State of the Art für die Entwicklung und das Monitoring industrieller Prozesse. Vergleichsweise neu allerdings ist die Idee, Digitale Zwillinge auch zur Ermittlung und Verminderung des ökologischen Fußabdrucks von Maschinen und Geräten zu nutzen. Im Projekt EcoTwin will das Fraunhofer IEM diesen bislang eher theoretischen Ansatz auf die Praxis vorbereiten. Gelingt das, dann könnte ein grüner Digitaler Zwilling den Energieverbrauch und den Materialeinsatz in Betrieben künftig deutlich reduzieren.

Patient*innen, die an seltenen Erkrankungen leiden, stellen Ärzt*innen häufig vor Rätsel. Nicht nur weisen sie kaum bekannte Krankheitsbilder auf, sie nennen darüber hinaus auch noch für ihr Leiden uncharakteristische Symptome. Im Projekt SATURN entwickeln die Forscher*innen deshalb ein KI-gestütztes Diagnosesystem, das basierend auf den Krankheitsdaten vorheriger Patient*innen Verdachtsdiagnosen stellt.  Mehr zum Thema erfahrt ihr in der neuen Folge von »Fraunhofer InnoVisions: Nachgeforscht«.

Optische Sensorik am Auto ist mittlerweile kein Novum mehr. Mit Fahrerassistenzsystemen ist vieles heutzutage schon möglich – selbst (teil)autonomes Fahren. Doch was den Fahrzeugen bislang nahezu in Gänze fehlt, ist ein akustischer Sinn, ein vorausschauendes Hören. Gerade das könnte zu einem erheblichen Mehrwert an Sicherheit und Zuverlässigkeit führen. Ein Team von Wissenschaftler*innen am Fraunhofer IDMT arbeitet schon seit Jahren an der Entwicklung von intelligenten akustischen Sensorsystemen, die mit dem Projekt »The Hearing Car« nun erste prototypische Anwendung finden.