Hightech Agenda Bayern
Fraunhofer IKS baut Forschungsfelder aus

Gut ein Jahr ist das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS jetzt
alt. Für Rückenwind zum Start ins zweite Jahr sorgt eine weitere
Förderung des Bayerischen Wirtschaftsministeriums in Höhe von 20
Millionen Euro. Damit wird der Aufbau neuer Forschungsschwerpunkte beschleunigt.

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Safe Intelligence von der Forschung in die Anwendung zu bringen: Das ist ein wesentliches Ziel der Arbeit am Fraunhofer IKS. Denn das ist die Voraussetzung dafür, die Vertrauenswürdigkeit Kognitiver Systeme zu stärken und die sichere Nutzung intelligenter Dienste auch in der Plattformökonomie zu ermöglichen.

Der Freistaat Bayern unterstützt dies im Rahmen der Hightech Agenda Bayern: Eine weitere Förderung von 20 Millionen Euro hat das Fraunhofer IKS jetzt vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie erhalten. Damit beschleunigt die Bayerische Staatsregierung den weiteren thematischen Aufbau des Instituts.

Weiterentwicklung der Forschungsarbeit

Das bedeutet auch neue Schwerpunkte in der Arbeit des Fraunhofer IKS. So erforschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Institut, wie maschinelles Lernen auch unter herausfordernden Bedingungen für sicherheitsrelevante Anwendungen nutzbar gemacht werden kann. Dabei geht es unter anderem darum, zuverlässiges Lernen auch dann zu realisieren, wenn nur wenige oder unausgewogene Trainingsdaten zur Verfügung stehen. In solchen Fällen sollen zum Beispiel zusätzliche Mechanismen zur Laufzeit die Robustheit der Systeme gewährleisten.

Außerdem konzentriert sich die Forschung des Fraunhofer IKS auf die Frage, wie intelligente sicherheitskritische Systeme entlang des Lebenszyklus, das heißt von der Entwicklung bis hin zur Laufzeit, abgesichert werden können. Insbesondere untersuchen die Fachabteilungen, wie KI-Technologien die Architekturentwicklung und ­-bewertung Kognitiver Systeme unterstützen können.

Sicherheitsnachweise für KI-basierte Systeme erbringen zu können, steht ebenfalls auf der Forschungsagenda. Hierzu werden Evidenzen entlang der gesamten Kaskade von Sicherheitsanforderungen gesammelt und geprüft, um letztendlich eine durchgehende Sicherheitsargumentation zu erbringen. Gerade für sicherheitskritische KI‐basierte Systeme sind die benötigten Evidenzen und zugehörigen Prüfverfahren noch wenig erforscht.

Servitization gewinnt an Bedeutung

Darüber hinaus erweitert das Fraunhofer IKS seine Forschungsperspektive ganz grundlegend. Bisher standen in den Forschungsaktivitäten vor allem technische Systeme und Maschinen wie Automobile oder Produktionsmaschinen im Mittelpunkt. Das heißt: Das Ergebnis der Entwicklung eines kognitiven Systems war also primär ein Produkt »zum Anfassen«. Dieser Fokus hatte gerade zur Konsolidierung in der Anfangsphase des Institutsaufbaus seine Berechtigung. Gleichzeitig deckt er mittlerweile aber nur einen Teil der Marktbedürfnisse ab. Denn heute steht häufig nicht mehr das Produkt an sich im Mittelpunkt. Vielmehr ist das eigentliche Ziel eine übergeordnete Dienstleistung, zu der das Produkt gemeinsam mit anderen Produkten und digitalen Diensten beiträgt. Viele disruptive Angebote der Digitalisierung sind durch dieses Prinzip der »Servitization« entstanden. Vor allem Technologie‐Unternehmen entwickeln intelligente Produkte wie autonome Fahrzeuge nicht aus der Perspektive der Produkte, sondern aus der Perspektive der damit umsetzbaren digitalen Dienste, beispielsweise intelligenter Mobilitätsplattformen.

Statt also, um bei diesem Beispiel zu bleiben, nur das autonome Fahren zu betrachten, liegt der Fokus nun auf der Unterstützung einer intelligenten Mobilität. Digitale Landmaschinen werden als intelligente Agrardienste weitergedacht. Intelligente medizinische Geräte werden in intelligente digitale Gesundheitsdienste integriert.

Das Hauptaugenmerk des Fraunhofer IKS gilt allerdings weniger der Entwicklung anwendungsspezifischer intelligenter Dienste, sondern den zugrundeliegenden Architekturen, Plattformen und Entwicklungsumgebungen. Diese sollen es ermöglichen, sehr schnell und flexibel neue intelligente Dienstangebote auf Basis Kognitiver Systeme zu entwickeln, die auch höchsten Qualitätsanforderungen – allen voran der Sicherheit im Sinne von Safety – gerecht werden können.

Neue Anwendungsfelder

Neben diesen zusätzlichen technologischen Schwerpunkten nimmt das Fraunhofer IKS auch weitere Anwendungsdomänen in den Blick. Bislang haben sich die Forscherinnen und Forscher ausführlich mit dem Software Engineering für sicherheitskritische Anwendungen in den Bereichen Autonomes Fahren und Industrie 4.0 auseinandergesetzt. Inzwischen wurde dieser Fokus erweitert um den Bereich Medizintechnik und Domänen, in denen autonome Fahrzeuge zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel Landwirtschaft und Logistik.

Bei all diesen neuen Akzentsetzungen hat sich am übergeordneten Ziel der Forschung am Fraunhofer IKS nichts geändert: Es geht weiter darum, den Einsatz von Softwareintelligenz in sicherheitskritischen Systemen möglich zu machen. Also darum, mit Safe Intelligence einen Beitrag zu leisten, die Digitalisierung der nächsten Stufe in Wirtschaft und Gesellschaft voranzubringen.

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Hans-Thomas Hengl