Interview
»Wir müssen Unternehmen beim Transfer von den Forschungslaboren in die Praxis begleiten«

Petra Steffens:

Ziel des Fraunhofer IKS ist es, eine Brücke zwischen der universitären Grundlagenforschung und der wirtschaftlichen Praxis zu schlagen. Gerade bei Innovationsthemen wie der Künstlichen Intelligenz ist es notwendig, Unternehmen beim Transfer von den Forschungslaboren in die tägliche Arbeit zu begleiten. Wir wollen die Industrie für die Potenziale neuer Technologien sensibilisieren. So unterstützen wir sie dabei, Kompetenzen aufzubauen, spezifische Anwendungsmöglichkeiten im Unternehmen zu identifizieren und schließlich praxistaugliche Lösungen zu realisieren.

Unser Schwerpunkt liegt dabei im Schnittpunkt von KI und Softwaretechnik. Unsere Forscherinnen und Forscher entwickeln Methoden und Technologien, damit autonome Systeme wie Industrieroboter oder autonome Fahrzeuge auch bei unerwarteten Veränderungen zuverlässig funktionieren. Als Leuchtturm im KI-Netzwerk will das Fraunhofer IKS so den Weg zu einer verlässlichen und praxistauglichen KI aufzeigen.

Petra Steffens:

Stellen Sie sich ein autonomes Fahrzeug vor, das aufgrund von schlechten Wetterbedingungen oder ausgefallenen Sensoren ein fehlerhaftes Modell der Fahrsituation erzeugt. Ein springendes Kind, das die Straße überquert, wird beispielsweise als vorbeifliegende Plastiktüte klassifiziert. Wenn das Fahrzeug auf Basis eines fehlerhaften Modells handelt, entstehen schnell kritische Fahrsituationen, die zu lebensbedrohlichen Unfällen führen können. Damit KI-basierte Systeme erfolgreich am Markt sein können, muss also zunächst sichergestellt werden, dass von ihnen keine Gefahr ausgeht und man sich auf die Ergebnisse von Datenanalysen zur Laufzeit verlassen kann. Genau hier kommen unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ins Spiel. Sie arbeiten daran, Künstliche Intelligenz selbst so abzusichern, dass sie in autonomen Systemen bedenkenlos und zuverlässig einsetzbar ist. Da eine KI aber prinzipiell fehleranfällig ist, bauen sie gewissermaßen einen Sicherheitskorridor um diese herum. In diesem Sicherheitskorridor prüfen und plausibilisieren Risikomodelle die Schlussfolgerungen der KI.

Petra Steffens:

Wir arbeiten eng mit unseren Partnern aus der Wirtschaft zusammen, um von Anfang an Anwendungen mit einem konkreten industriellen Nutzen zu entwickeln. Für die Zusammenarbeit mit Kunden haben wir zum Beispiel die Industry Labs geschaffen. Das sind eigene Räume, in denen unsere Industriepartner die Plattformen, Simulationsumgebungen und Software-Tools nutzen können, mit denen auch die Forscherinnen und Forscher des Instituts arbeiten. Dadurch können die Ergebnisse der gemeinsamen Arbeit einfacher und schneller transferiert werden.

Im Rahmen des Institutsausbaus sollen zudem Innovation Communities entstehen, in denen sich Fachexperten und Praktiker mit den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen des Instituts austauschen. Gemeinsam mit den Mitgliedern der Communities wollen wir Themen identifizieren, die der Industrie unter den Nägeln brennen und für die sich Praktiker eine systematische Befassung außerhalb des Tagesgeschäfts wünschen.

Petra Steffens:

Unsere Forscherinnen und Forscher erarbeiten in fünf Teilprojekten praxisverwertbare Methoden und Technologien für die Absicherung Kognitiver Systeme. Dabei wenden wir das agile Rahmenwerk SAFe in einer für uns angepassten Form an. So haben wir beispielsweise das Konzept des Lean Budgeting übernommen. In einem regelmäßigen Pitch bewerben sich die Teilprojektleiter um die Finanzierung für das nächste Halbjahr. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die Forschungsergebnisse und Arbeiten während der Projektlaufzeit regelmäßig auf den Prüfstand gestellt und bei Bedarf Kurskorrekturen vorgenommen werden können. Maßgeblich für die Bewertung der Projekte ist insbesondere, welchen Beitrag sie zur Realisierung der strategischen Programme des Instituts leisten. Diese haben wir, analog zur Portfolio-Ebene in SAFe, in Form von Epics formuliert. Die Entwicklungsarbeit innerhalb der Teilprojekte selbst findet in vierteljährlichen Inkrementen statt und folgt dabei den Prinzipien von SCRUM.

Petra Steffens:

Der Freistaat unterstützt den thematischen Aufbau des Fraunhofer IKS über fünf Jahre mit einer umfassenden Förderung. In den fünf Teilprojekten entstehen in vierteljährlicher Taktung erste greifbare Ergebnisse, die den Unternehmen die Möglichkeiten und Leistungsfähigkeit zuverlässiger KI aufzeigen. So wird in den nächsten Monaten im Teilprojekt Verlässliche Situationserkennung ein prototypisches Werkzeug für die Analyse von sicherheitsrelevanten Schwachstellen bei der Perzeption von autonomen Systemen entstehen. Im Projekt Resiliente Flexibilität wird eine sichere Service-orientierte Plattform am Beispiel von ROS2 entwickelt, die eine flexible und adaptive Nutzung von sicherheitskritischen Diensten auf zukünftigen Dienstplattformen erlaubt. Im Teilprojekt Fließende Ende-zu-Ende-Architekturen arbeiten unsere Wissenschaftler an der effizienten Auslagerung sicherheitskritischer Dienst in die Cloud. Die ersten Konzepte werden in einer Simulation für Infrastruktur-gesteuertes Valet Parking demonstriert.

Parallel bauen wir die erste Innovation Community auf, um die Ergebnisse der Teilprojekte frühzeitig mit Anwendern und Praktikern zu diskutieren und Feedback aus der Unternehmenspraxis zu erhalten.