12.04.2021
Erfolgreicher Auftakt der Hannover Messe 2021: Minister Björn Thümler, niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK), informierte sich am virtuellen Messestand des ZDIN über die Einsatzmöglichkeiten Künstlicher Intelligenz. Anhand konkreter Anwendungsbeispiele präsentieren die sechs Zukunftslabore in der Woche vom 12. Bis zum 16. April 2021 Ziele, Chancen und Nutzen von KI in den Branchen Agrar, Energie, Gesellschaft & Arbeit, Gesundheit, Mobilität und Produktion.
Das Zukunftslabor Agrar stellt zum Beispiel in einem Video vor, wie KI für Spot Farming eingesetzt werden kann. Spot Farming ist eine bisher experimentelle Form des Pflanzenbaus. Dabei wird der Acker in kleine Bereiche eingeteilt. Diese werden mit unterschiedlichen Kulturen bewirtschaftet – abhängig vom Standort und den Ansprüchen der Pflanzen. Roboter, Drohnen und Satelliten erfassen regelmäßig den Zustand jeder einzelnen Pflanze. Dadurch wird der Nährstoffbedarf erkannt und entsprechend von Robotern bedient. Sie reagieren in einem frühen Stadium zielgerichtet und einzelpflanzenspezifisch auf Krankheiten und Schädlinge. Künstliche Intelligenz kann Daten der Robotersensoren auswerten – zum Beispiel mit Hilfe von Objekterkennung Beikräuter von Nutzpflanzen unterscheiden. Dies ermöglicht es, komplexe Zusammenhänge im Pflanzenbau zu erkennen und abzubilden, um daraus Maßnahmen abzuleiten.
In mehreren Live-Streams präsentiert das Zukunftslabor Energie ein Beispiel aus der verteilten Künstlichen Intelligenz. Es zeigt, wie die Digitalisierung der Energieforschung das Zusammenspiel von Wirtschaft, Öffentlichkeit und Wissenschaft zum Erfolg führen kann. Die Digitalisierung ermöglicht die Erfassung, Überwachung, Kommunikation und Analyse von Messwerten sowie die Optimierung dezentraler Energieumwandlungsanlagen und Betriebsmittel für eine Betriebsführung, die sich weitgehend automatisiert an die veränderlichen Prozesse der Energiewirtschaft anpasst. Neue Herausforderungen der sich wandelnden Systeme, sei es im Bereich der sektorübergreifenden Optimierung und Betriebsführung, der Vermarktung von Kleinstanlagen-Erzeugung und -Flexibilität oder in der Erhaltung der Systemstabilität, erfordern auch neue Ansätze der Übertragung von Ergebnissen aus der Wissenschaft. Hier kommt verteilte KI zum Einsatz.
Das Zukunftslabor Gesellschaft & Arbeit präsentiert unter anderem den Algorithmus „JAMPR“ (gesprochen „Jumper“), der in der Lage ist, die Tourenplanung von Pflegekräften (teil)-automatisiert vorzuschlagen. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden die Touren, die die Mitarbeiter des Pflegedienstes pro Tag fahren, weitestgehend manuell unter einem nicht zu unterschätzenden Zeitaufwand geplant, da eine Tour nur dann zulässig ist, wenn bestimmte, domänenspezifische Nebenbedingungen eingehalten werden. Beispiele für so eine Nebenbedingung wären Zeitfenster, die für bestimmte Patienten gelten, oder die Qualifikation, die der Pfleger für eine geplante Tour besitzen muss. Der Algorithmus kann den Aufwand, den ein einzelner Pflegedienst für die Tourenplanung gegenwärtig einplanen muss, stark verringern.
In einem Video zeigt das Zukunftslabor Gesundheit unter anderem, wie Künstliche Intelligenz die Abstoßung von Nierentransplantationen frühzeitig erkennen kann. Transplantationen von Spendernieren sind riskante Eingriffe, da es nicht selten zu Abstoßungsreaktionen kommen kann. Damit Mediziner*innen rechtzeitig eingreifen und den Verlust des Transplantats verhindern können, entwickeln Wissenschaftler*innen des Zukunftslabors ein intelligentes Datenbanksystem. Mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) und maschineller Lernverfahren soll es die Diagnostik unterstützen.
Im Bereich Mobilität können Methoden des Machine Learnings zum Beispiel für die Simulation von Strukturen eingesetzt werden. Den Hintergrund erklärt das Zukunftslabor in einer Präsentation auf der Hannover Messe: Im Fertigungsprozess von Automobilen wird eine immer höhere Anzahl unterschiedlicher Werkstoffe mit steigender Komplexität eingesetzt. Diese Werkstoffe besitzen divergierende Eigenschaften bzw. unterschiedliche Materialcharakteristiken. Um Bauteile und Komponenten entwickeln zu können, die den auftretenden Belastungen standhalten, werden diese in Struktursimulationen bewertet und Konstruktionen entsprechend der resultierenden Ergebnisse angepasst. Für diesen Prozess muss das Materialverhalten der Werkstoffe möglichst realitätsnah abgebildet werden. Machine Learning kann dabei unterstützen, diese unterschiedlichen Parameter zu analysieren.
Das Zukunftslabor Produktion präsentiert anhand eines Videos aus der Druckgussindustrie, welchen Vorteil Künstliche Intelligenz bietet. Entlang der Produktionskette entstehen unzählige Prozessdaten, z. B. zu Temperaturen, Kräften und Geschwindigkeiten innerhalb und außerhalb des Druckgießwerkzeuges. Künstliche Intelligenz kann dazu eingesetzt werden, diese Daten tiefgründig zu analysieren und komplexe Zusammenhänge zwischen Bauteileigenschaften und Prozessdaten automatisiert zu erkennen. Dies unterstützt Mitarbeitende dabei, notwendige Maßnahmen zur Prozessoptimierung umzusetzen – zum Beispiel die Temperaturen, Kräfte oder Strömungseigenschaften während des Produktionsprozesses anzupassen.
Der digitale Messestand des ZDIN ist noch die ganze Woche besetzt. Interessenten sind herzlich eingeladen, sich mit dem Thema Künstliche Intelligenz vertraut zu machen. Ein abwechslungsreiches Programm aus Livestreams, Videos und Use Cases veranschaulicht die verschiedenen Anwendungsfelder und Einsatzmöglichen von KI in in den Branchen Agrar, Energie, Gesellschaft & Arbeit, Gesundheit, Mobilität und Produktion. Ansprechpersonen aus den Zukunftslaboren und der Koordinierungsstelle sind digital vor Ort, um sich mit Ihnen auszutauschen, Fragen zu beantworten oder über gemeinsame Kooperationen zu sprechen. Kostenlose Tickets stellt das ZDIN unter diesem Link zur Verfügung.
Ansprechpartnerin für redaktionelle Rückfragen:
Kira Konrad B. A.
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