Forschungsschwerpunkte

Schwerpunkte der Forschung

Forschungsschwerpunkt

Applied Artificial Intelligence

Künstliche Intelligenz als Schlüsseltechnologie ermöglicht und erweitert viele Forschungsprojekte am FZI – vor allem im Anwendungsfeld Mobilität, Verkehr und Logistik, aber auch in der Produktion, der Ver- und Entsorgung sowie im Gesundheitswesen.

Eine starke Rolle spielt KI auch bei den FZI-Forschungsarbeiten zur Mensch-Roboter-Kollaboration, zu funktionaler Sicherheit – insbesondere für Robotik und Mobilität – und zu Sensoren- und Bildverarbeitungslösungen über alle Themen hinweg.

Ein besonderes Anliegen des FZI ist es, die neusten KI-Methoden und -Verfahren aus der Forschung zu bewerten, anzupassen und dann passgenau in praktische Anwendungen bei Partner-Unternehmen zu transferieren.

Besonders stark im Bereich Angewandter Künstlicher Intelligenz ist das FZI im Hinblick auf Kriterien der Transparenz, Verständlichkeit und Absicherung (Safety & Security).

Video abspielen

Kompetenzen

Forschungs- und Anwendungskompetenzen im Hinblick auf das Zusammenspiel von künstlicher und menschlicher Intelligenz, Mensch-KI-Interaktion und KI-Adaption
Beschäftigung mit Wissensgraphen sowie mit erklärbaren KI-Systemen (Transparenz und Nachvollziehbarkeit)
Know-how zu Verfahren des automatischen Bildverständnisses und der Mustererkennung bzw. deren Interpretation durch Künstliche Intelligenz
Nutzung von Künstlicher Intelligenz zur Prädiktion von Zuständen, Zeitreihen oder Bewegungsabläufen
Wissen zu dedizierter Hardware für KI (Edge Computing, neuromorphe Hardware, Graphics Processing Units)
Kompetenzen im Bereich KI-Engineering zur effizienten Integration und Absicherung in konkreten Anwendungen bzw. Stärke im Engineering von KI-Systemen
Expertise zur Verifikation von KI-Methoden, zur KI Model Maintenance und zum Thema Safety & Security
Know-how zu Few-Shot Learning, Transfer Learning (z.B. Zero Shot Transfer sowie Human-in-the-Loop-Verfahren), Curriculum Learning, Reinforcement Learning
Know-how zu Data Augmentation, Daten-Synthese, Data-Driven Engineering sowie Applied Data Analytics

Trends

Beim Thema Applied Artificial Intelligence setzt das FZI im Jahr 2023 den Fokus auf die kontinuierliche Erweiterung der Themen Human-in-the-Loop-Verfahren, Embedded Neuromorphic Computing sowie Self-Supervised Learning. Ein weiterer Schwerpunkt im Bereich der Auswertung und Generierung von Texten in natürlicher Sprache, also Natural Language Processing (NLP), wird weiterverfolgt. Auch Themen wie Reinforcement Learning und Knowledge Representation kommen verstärkt hinzu.

Ziel ist es dabei, Repräsentationen von Wissen, wie zum Beispiel Sprache, zu erarbeiten, welche für den Menschen als auch für KI-Methoden verwendet werden können. Anwendung findet dies beispielsweise im Automotive-Sektor, bei Medien und Kommunikation wie etwa zur Analyse und Erkennung von Desinformationskampagnen oder für Industrie 4.0. Außerdem unterstützen End-to-End-Lernverfahren dabei, die nachgiebige Regelung von Roboterarmen zu verbessern. Weiter kann durch den geschickten Einsatz von vorgelernten Bewegungen die Reaktivität von Robotersystemen effizient gesteigert werden.

Was die FZI-Arbeiten mit dem Einsatz Künstlicher Intelligenz auszeichnet, ist nicht nur die Anwendungsnähe, sondern auch die Stärke im Engineering von KI-Systemen. Hier liegt immer ein durchgängiges Systemdenken zugrunde, von der KI-Funktion bis zur Realisierung. Für das FZI stellt die Anwendung von KI in eingebetteten Systemen mit Einschränkungen bezüglich Ressourcen, Energie oder Schnittstellen einen Fokus dar. Hier ist es essenziell, bereits in frühen Entwurfsphasen auch die Einschränkungen der Randbedingungen der Hardware in ein durchgängiges Design miteinzubeziehen. Dem FZI kommt für den Praxisbezug die gut ausgestattete Laborumgebung mit realen Anwendungsszenarien zu Gute.

Transfer

Digital Hub Karlsruhe, AI Regio, FZI Tag der KI

Ein wesentliches Transferinstrument für Angewandte KI stellt der Digital Hub Karlsruhe für Künstliche Intelligenz dar. Dieser ermöglicht durch einen virtuellen Showroom mit Demonstratoren und der virtuellen Führung „KI-Showroom Insight“ Einblicke in die angewandte Künstliche Intelligenz.

Auf europäischer Ebene wird die Strahlkraft der Digital Hubs durch das EU-Projekt „AI Regio“ verstärkt, an dem das FZI ebenfalls beteiligt ist.
AI-Regio unterstützt die auf europäischer Ebene verankerten, KI-fokussierten Digital Innovation Hubs auf politischer, technologischer und geschäftlicher Ebene.

Auf regionaler Ebene wird das 2022 gestartete Format „FZI Tag der KI“ weiter den Transfer verstärken: Auch im Jahr 2023 tauscht sich das FZI im Rahmen der Veranstaltung wieder mit Expert*innen, Anwender*innen und Interessierten aus Wirtschaft und Industrie zu ganz konkreten Themen rund um das Thema KI aus.

Darüber hinaus werden in vielen Projekten weiterhin aktuelle Open-Source-Entwicklungen aus dem Bereich KI genutzt und weiterentwickelt. Hier sind vor allem die vielfältigen Aktivitäten des FZI rund um das freie Robot Operating System, kurz ROS, zu erwähnen.