Karlsruher Forschungsfabrik - Startschuss zum Bau eines Entwicklungs- und Demonstrationszentrums für die Fabrik der Zukunft - Fraunhofer IOSB
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1/2019
Karlsruher Forschungsfabrik
Startschuss zum Bau eines Entwicklungs- und
Demonstrationszentrums für die Fabrik der Zukunft
Fraunhofer IOSB
Ziel des Kooperationsprojekts mit dem
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und
dem Fraunhofer-Institut für Chemische Tech-
nologie ICT ist es, unreife Prozesse mittels
künstlicher Intelligenz schnell produktiv zu
machen.
Die Fähigkeit, innovative Produkte schnell auf den Welt-
markt zu bringen, ist entscheidend für Deutschlands Wirt-
schaftskraft. In der Karlsruher Forschungsfabrik soll deshalb
Dr. Olaf Sauer, Prof. Jürgen Beyerer (beide IOSB), Prof. Holger Hanselka,
eine Methodik entwickelt werden, mit der man schon sehr Prof. Jürgen Fleischer (beide KIT), Prof. Frank Henning (ICT; v. lks.)
früh – wenn die Fertigungsprozesse für ein neues Pro- beim Spatenstich am 20. Dezember
dukt noch nicht vollständig verstanden und beherrscht
werden – qualitativ hochwertige Produkte herstellen und Fraunhofer und das KIT gehen davon aus, dass die For-
gleichzeitig die Prozesse zur Reife entwickeln kann. Er- schungsfabrik mit ihren attraktiven Arbeitsbedingungen
möglichen soll das mit künstlicher Intelligenz ausgestat- die TechnologieRegion Karlsruhe langfristig stärkt. Eben-
tete Mess- und Regelungstechnik: Aus Beziehungen zwi- so zahlt sie auf die strategische Aufstellung des Standorts
schen Prozessparametern und qualitätsbezogenen Größen Deutschland ein, wie Dr. Olaf Sauer betont, Stellvertreter
»lernt« die Fertigungsanlage im laufenden Betrieb, welche des Institutsleiters am Fraunhofer IOSB und Koordinator
Parameter gute Ergebnisse produzieren, während quali- des Projekts seitens Fraunhofer: »Die Forschungsfabrik
tativ nicht einwandfreie Produkte zuverlässig aussortiert und die dort zu entwickelnden Methoden und Werk-
werden. zeuge des maschinellen Lernens und der gezielten Suche
nach Prozessparametern sind eine erste Ausprägung der
»Entscheidend ist die Verbindung aus umfassender Senso- in der aktuellen KI-Strategie der Bundesregierung formu-
rik und der Auswertung der gewonnenen Daten, unter an- lierten Ziele.«
derem mit Methoden des maschinellen Lernens und deren
verständlicher Visualisierung«, erläutert Professor Jürgen Eckdaten zur Karlsruher Forschungsfabrik
Beyerer, Leiter des Fraunhofer IOSB. »Auf dieser Basis las- Standort: Campus Ost des KIT, rund ein Kilometer
sen sich unreife Fertigungsprozesse explorieren, verstehen Luftlinie vom Fraunhofer IOSB
www.iosb.fraunhofer.de
und viel gezielter als heute optimieren.« Im Fokus sind nicht
Baukosten: 15 Millionen Euro, getragen je zur Hälfte
nur einzelne Fertigungsschritte, sondern Prozessketten.
von Fraunhofer und dem KIT
Nutzfläche: 4.500 Quadratmeter auf zwei Stockwerken
»Die Karlsruher Forschungsfabrik ist der Musterfall einer
bieten Platz für rund 70 Wissenschaftler sowie 50
disziplinübergreifenden Kooperation starker Partner zum
Arbeitsplätze für Kooperationspartner aus der Industrie
Nutzen der vital wichtigen Innovationsfähigkeit unseres
Landes«, sagt KIT-Präsident Professor Holger Hanselka. Zeitplan: Grundsteinlegung im Juli 2019,
Wichtig ist es den Partnern, kleine und mittlere Unterneh- Eröffnung Ende 2020
men von Anfang an einzubinden – durch enge Kooperati-
onen, Verbundprojekte und Workshops. Autor: Ulrich Pontes. Foto: A. Bramsiepe, KIT
»Beim Thema KI breit aufgestellt«
Künstliche Intelligenz (KI) ist in aller Munde. Der Institutsleiter tungen und der Gefahr einer zu einseitigen Fo-
des Fraunhofer IOSB, Professor Jürgen Beyerer, erklärt im Interview kussierung: Natürlich ist KI nicht die Lösung aller
die Hintergründe des derzeitigen Hypes, die Rolle von KI für das Probleme, sondern ein Werkzeug, wenn auch
Fraunhofer IOSB sowie die Chancen und Grenzen der Technologie. eins mit riesigem Potenzial. Jedes Werkzeug soll-
te man mit Sinn und Verstand einsetzen, gerne
Das Thema KI hat auch schon in den auch kreativ, aber nur für Aufgaben, für die es
1970ern und 1980ern Hochphasen erlebt. auch geeignet ist.
Was ist neu?
Künstliche Intelligenz löst auch Ängste aus.
Der aktuelle Hype wird vor allem durch einen Werden Maschinen eines Tages dem
speziellen Bereich der KI getragen: das maschi- Menschen überlegen sein und dadurch
nelle Lernen mittels tiefer neuronaler Netze. Hier zur Gefahr?
sind in den vergangenen Jahren bemerkenswer-
te Durchbrüche erzielt und publiziert worden. Ein sen, bei denen zu wenig Daten für tiefes neuro- Computer wurden dazu entwickelt, bestimmte
wichtiger Faktor ist die Rechenleistung moder- nales Lernen vorliegen – aber etwa zusätzliches Aufgaben effizienter und besser zu lösen als
ner Grafikkarten, die es möglich macht, große Expertenwissen. Unsere KI-Kompetenz setzen Menschen. KI-Methoden vergrößern den Kreis
Netze lernen zu lassen. Auch sind die benötigten wir in zahlreichen Anwendungsdomänen ein: dieser Aufgaben. Aber: Jede Software wird für
extrem großen Datenmengen verfügbar. Hinzu um Produktionsprozesse intelligent zu steuern, einen bestimmten Zweck entworfen – und bleibt
kommen Fortschritte in der Architektur neurona- mobile Systeme autonom zu machen, Versor- insofern grundlegend hinter der universellen,
ler Netze, wie Convolutional Neuronal Networks gungsinfrastrukturen zu optimieren sowie für kreativen und hochgradig adaptiven Problem-
und der Long Short-Term Memory-Ansatz, sowie die Bild- und Videoauswertung in den verschie- lösungsfähigkeit des Menschen zurück. Eine KI,
neue Tricks, die den Netzen beim Lernen helfen. densten Bereichen, von Materialsortierung über die die Menschheit bedroht, ist deshalb noch im-
Aber zu KI gehört eigentlich noch viel mehr: Mensch-Maschine-Interaktion bis zur öffentli- mer eine realitätsferne Fiktion. Allerdings muss
etwa logisches Schließen, optimale Entscheidun- chen Sicherheit. man die prinzipielle Gefahr im Auge behalten.
gen unter Unsicherheit, Suchen nach Lösungen, Vermutlich wird die Wirkung von KI auf unsere
Umweltwahrnehmung, -verständnis und -mo- Wie bewerten Sie die neue KI-Strategie Gesellschaft kurzfristig überschätzt, langfristig
dellierung, Bewegungsplanung und so weiter. der Bundesregierung? aber unterschätzt.
Sicherlich brauchen wir heute eine ethische Dis-
Welche Bedeutung hat KI Es ist richtig und begrüßenswert, dass die Bun- kussion: Wer verfügt über welche Daten, wer
im Fraunhofer IOSB? desregierung spürbar in das Thema investieren darf was damit machen und wem gehören sie?
will. Für uns eröffnet das neue Gelegenheiten, Welche Missbrauchspotenziale bestehen? Ist
Wir sind bei dem Thema breit aufgestellt: Wir unsere Expertise einzubringen und weiterzuent- transparent, wie Algorithmen Entscheidungen
nutzen erfolgreich tiefes neuronales Lernen, wickeln – nun gilt es, gute Ideen zu formulieren treffen und wer dafür die Verantwortung trägt?
aber eben auch viele andere Verfahren. Ich und uns mit den passenden Partnern zusam- Solche Fragen dürfen wir nicht aus dem Blick
würde sagen, wir beherrschen einen Großteil menzutun, um bei den anstehenden Ausschrei- verlieren. Und natürlich müssen die Zwecke, für
der Bandbreite von maschinellen Lern- und bungen zu punkten. die KI zum Einsatz kommt, einer ethischen Über-
weiteren KI-Methoden und sind sicherlich ein Differenzierter ist der Hype zu sehen, der um das prüfung standhalten – wie bei jeder technologi-
wissenschaftlich-technisches Schwergewicht auf Thema KI entstanden ist. Hier vermengen sich schen Entwicklung.
diesem Gebiet. So können wir auch Probleme lö- berechtigte Anliegen mit überzogenen Erwar- Die Fragen stellte Ulrich Pontes. Bild: © Fraunhofer
Intelligente Videoüberwachung großem Medieninteresse und unter Schirm- Die Beamten können dann gezielt auf diese
in Mannheim gestartet herrschaft des Innenministers von Baden- Situationen schauen und über eine Interven-
Württemberg, Thomas Strobl, ein bundes- tion entscheiden. Eine dauerhafte Speiche-
Mehr Sicherheit weit einmaliges Projekt gestartet: Rund 70 rung oder Gesichtserkennung findet nicht
im öffentlichen Kameras überwachen Orte mit erhöhter Stra- statt. Vielmehr könnte das System, wenn es
Raum bei opti- ßenkriminalität. Die Bilder fließen in einen in Zukunft zuverlässig funktioniert, im Nor-
maler Wahrung Auswertealgorithmus. Ziel ist, dass der Com- malbetrieb alle Aufnahmen zwecks Daten-
von Datenschutz puter bestimmte Verhaltensmuster, die auf schutz verpixeln und den Beamten erst dann
und Persönlichkeitsrechten – dieser Mission Straftaten hindeuten – etwa Schlagen, Treten, scharfe Bilder liefern, wenn es eine brenzlige
hat sich die Abteilung Videoauswertesysteme Hinfallen – automatisch erkennt und die Po- Situation erkennt. (Das Projekt wird u. a. bei
(VID) des Fraunhofer IOSB verschrieben. In lizeibeamten im Führungs- und Lagezentrum der Future-Security-Konferenz präsentiert,
Mannheim ist am 3. Dezember, begleitet von darauf hinweist. siehe Seite 4.)AST-Unterwasserfahrzeug in Diensten der Archäologie
Der Süße See in Sachsen-Anhalt ist eine Im Süßen See erfasst das ROV – begleitet von Süßen Sees gibt es dort keinerlei Datenmateri-
Schatzkiste für Unterwasserarchäologen. einem Katamaran an der Oberfläche – Videos al.« Deshalb freut er sich über die kompetente
Detaillierte 3D-Karten, die mit Hilfe eines und Sonardaten von Objekten und Strukturen, Unterstützung aus dem Nachbarbundesland:
Tauchroboters des Fraunhofer IOSB-AST die selbst erfahrenen Sporttauchern in dem »Die detaillierten 3D-Daten der Unterwasser-
erstellt wurden, zeigen nun neben zahlrei- trüben Gewässer verborgen bleiben können. fahrzeuge des Fraunhofer IOSB-AST helfen uns
chen historischen Artefakten deutlich die Erstmals entstand eine hochauflösende 3D- ungemein, die Geheimnisse des Süßen Sees zu
Strukturen eines bronzezeitlichen Hügel- Karte verschiedener Objekte, die neue Geheim- lüften.«
grabes. nisse offenbart hat. Mitten im See befindet sich
ein imposantes Hügelgrab, entstanden etwa
Nur knapp 40 Kilometer entfernt vom Fundort 1400 v. Chr. Wiederentdeckt im April 2018 bei
der 4000 Jahre alten und weltweit bekannten einer Kartierung des gesamten Seebodens
»Himmelsscheibe von Nebra« unterstützt der durch die Firma Atlas Elektronik Bremen, weck-
Institutsteil für angewandte Systemtechnik des te es das Interesse der Archäologen. Genauer
Fraunhofer IOSB die Arbeit des Landesamtes studieren können sie es nun dank der Fraunho-
für Denkmalpflege und Archäologie Sachsen- fer-Unterwassertechnologie aus Ilmenau.
Anhalt. Dabei ist ein ferngesteuertes Unterwas-
serfahrzeug (Remotely Operated Underwater Dr. Sven Thomas vom Landesamt sagt: »Sie Deutlich sind im 3D-Bild die Umrisse des bronze-
zeitlichen Hügelgrabes zu erkennen.
Vehicle, ROV) der Tortuga-Familie im Einsatz, können Google Maps für fast jeden Standort
maßangefertigt mit der passenden Sensorik für in Deutschland für eine archäologische Grob- Text: Martin Käßler. Bild © Fraunhofer IOSB-AST
den Einsatzzweck. recherche verwenden, aber für den Grund des
Kommandeure des Kommandos Territoriale Aufgaben
tagen im Fraunhofer IOSB Karlsruhe
Für den Auftakt ihrer jährlichen Tagung haben Arbeiten des IOSB zur Digitalisierung der Lage- digitale Lagevisualisierung und Geodatenma-
sich die 16 Landeskommandeure des Kom- bearbeitung. nagement. Auf besonderes Interesse stieß die
mandos Territoriale Aufgaben der Bundeswehr nahtlose Integration unterschiedlichster End-
unter Leitung von Generalmajor Carsten Breu- Anhand des Digitalen Lagetischs, den das geräte, vom Lagetisch im Stab über Smartpho-
er am Fraunhofer IOSB in Karlsruhe getroffen. Fraunhofer IOSB sowohl für die Führungs- nes im Feld bis zur gemeinsamen Visualisierung
Unter anderem mit Blick auf die zivilmilitärische akademie der Bundeswehr als auch dem über große Entfernungen hinweg im virtuellen
Zusammenarbeit in Krisen- und Katastrophen- Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Kata- Raum. Der Dialog wurde fortgesetzt mit einem
lagen interessierten sich die Kommandeure strophenhilfe bereitstellt, diskutierten die Kom- Besuch von Institutsvertretern im Lagezentrum
bei ihrem Besuch Ende Oktober 2018 für die mandeure mit unseren Wissenschaftlern über des Kommandos in Berlin.
Generalmajor Breuer im Dialog mit Prof. Beyerer Lagevisualisierung im virtuellen Raum: der Digitale Lagetisch in VRImpressum Layout:
www.atelier-bruns.de
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Institutsleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer gestattet. Alle darüber hinaus gehenden Verwendungen, insbesondere die kommerzielle
Nutzung und Verbreitung, bedürfen der schriftlichen Genehmigung.
Redaktion:
Ulrich Pontes, Fraunhofer IOSB, presse@iosb.fraunhofer.de www.iosb.fraunhofer.de
Vernetzt zur Stadt von morgen Fachkonferenz zur Optischen Einladung zur Future Security
Charakterisierung von Materialien 2019
Wer in der Qualitätssicherung von Materiali-
en arbeitet und sich über die neuesten Prüf-
verfahren informieren möchte, wird auf der
Die nachhaltige und lebenswerte Stadt von 4. Konferenz zur Optischen Charakterisierung »Disruptive Technologien in Verteidigung und
morgen vorausdenken und realisieren: Die- von Materialien (OCM) am 13. und 14. März Sicherheit« sind das Thema der Future Security
ses Ziel verfolgt die Initiative »Morgenstadt«. fündig. Die internationale Veranstaltung wird 2019 am 14. und 15. März im Fraunhofer-Fo-
Mitglieder sind diverse Fraunhofer-Institute, vom Fraunhofer IOSB in Kooperation mit den rum in Berlin. Die Konferenz des Fraunhofer-
Städte im In- und Ausland, Firmen verschie- Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Verbunds für Verteidigungs- und Sicherheits-
dener Branchen – und seit Ende 2018 auch einer deutschen Untereinheit des Institute forschung VVS geht nach dreijähriger Pause
der Institutsteil Lemgo des Fraunhofer IOSB. of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) in neuem Format an den Start: als kompaktes
Für dessen Leiter Prof. Jürgen Jaspernei- organisiert. Begegnungsforum für Akteure aus Forschung,
te, Initiator des Reallabors »Lemgo Digital«, Am Vortag findet die »OCM SpectroNet Col- Politik, Behörden und Wirtschaft. Keynotes
eine klare Win-Win-Situation: »Wir können laboration Conference 2019« ebenfalls in aus Politik und Wirtschaft sowie Fachsessions
so mit unseren Partnern von Lemgo Digital Karlsruhe statt. Der Schwerpunkt liegt hier zu den Themen Hochenergielaser, Künstliche
noch umfassendere Fragestellungen bearbei- auf den neuesten Entwicklungen bei innovati- Intelligenz & Autonome Systeme und Cyber
ten. Gleichzeitig bieten wir den Partnern der ven photonischen Mikrosensoren mit digitaler Defense & Security bieten ein umfassendes
Morgenstadt-Initiative tolle Möglichkeiten für Bildverarbeitung. Programm. Die Teilnahme ist kostenfrei.
Pilotierungen in einer realen Umgebung.« Weitere Informationen: Infos und Anmeldung:
www.morgenstadt.de www.ocm-conference.com www.future-security.org
Auszeichnungen Das Spiel wurde am Fraunhofer IOSB für die den ersten Platz belegt. Die Technik hat un-
Ausbildung von Bildauswertern der Bundes- ter anderem das Potenzial, die Sicherheit im
Top Ausbildung: Zum fünften Mal ist das wehr entwickelt. Die Inhalte können aber Straßenverkehr zu erhöhen, insbesondere bei
Fraunhofer IOSB im Jahr 2018 von der Indus- angepasst werden, sodass Anwendungen in widrigen Wetterbedingungen.
trie- und Handelskammer (IHK) für seine aus- anderen Bereichen denkbar sind.
gezeichnete Ausbildung prämiert worden. Ein Ehrenprofessur: Für sein langjähriges Enga-
besonderes Lob gilt den Auszubildenden und Unübertroffene Videoauswertung: Lars gement in der Mongolei hat Dr. Buren
Ausbildern des Instituts, die in diesem Zusam- Sommer, Arne Schumann und Oliver Acatay Scharaw als erster Wissenschaftler aus
menhang geehrt wurden. Mehr über Ausbil- aus der Abteilung Videoauswertesysteme Deutschland eine Ehrenprofessur an der re-
dungsplätze am Fraunhofer IOSB: (VID) haben einen Algorithmus zur genauen nommierten Mongolian University of Science
www.iosb.fraunhofer.de/?karriere Fahrzeugerkennung und -verfolgung ent- and Technology (MUST) erhalten. Er hat maß-
wickelt – auch wenn mehrere Kameras und geblich daran mitgewirkt, das Know-how im
Preisgekröntes Lernspiel: Auf der GALA- Sichteinschränkungen im Spiel sind. Damit Bereich Wassertechnologien am Fraunhofer
Konferenz der Games and Learning Alliance haben sie bei einer Challenge im Rahmen IOSB-AST aufzubauen. Seine Forschungs-
in Palermo hat das Lernspiel Lost Earth 2307 der 15. IEEE International Conference on Ad- schwerpunkte sind Grundwassermonitoring,
im Dezember 2018 den zweiten Platz von 22 vanced Video and Signal-based Surveillance Wassergewinnung und -verteilung sowie Ab-
Nominierten in der Kategorie Business belegt. (AVSS) im November 2018 in zwei Kategorien wassersammlung und -behandlung.Sie können auch lesen
