Künstliche Intelligenz (KI) ist der Treiber der voranschreitenden digitalen Transformation in vielen Bereichen der europäischen Gesellschaft, der Industrie, der Mobilität (autonome Systeme), der Landwirtschaft und auch im Gesundheitswesen. In vielen Fällen ist die KI aber auch einer der wichtigsten Befähiger für die europäische industrielle Wettbewerbsfähigkeit. Jedoch ist die KI auch in anderen Bereichen wesentlich, wie im Kontext des Green Deals, um neue smarte Lösungen zu verwirklichen, unseren Lebensstil und unsere Werte als Gesellschaft weiterhin zu garantieren.
Durch die drastisch ansteigende Datenmenge in allen Bereichen, speziell aber in der Industrie, ist die KI eine Grundvoraussetzung, um die digitale Transformation weiter voranzutreiben. Dadurch wird die Effektivität der Digitalisierungs- und Automatisierungtechnologien in den unterschiedlichen Industriesektoren unterstützt und dabei auch die Resilienz der europäischen Industrie erhöht.
Das Projekt EdgeAI fokussiert sich auf die Entwicklung von KI-basierten Lösungen und Architekturen und ist damit auf die Schaffung einer nachhaltigen digitalen europäischen Souveränität ausgerichtet. Die übergreifende Vision und die 6 Ziele des europäischen Projektes Edge AI entsprechen zudem genau dem Rahmen dieses speziellen RIA Calls der KDT Auschreibung 2021:
• Entwicklung von KI-basierten Edge-Plattformen für End-to-End-Hardware/Software-Lösungen, die den KI-Design-Stack und Middlerware adressieren
• Bereitstellung skalierbarer energieeffizienter KI-basierter Edge-Techniken, -Methoden und Frameworks zur Unterstützung verschiedener OSs- und Hardware-Plattformen
• Weiterentwicklung von Multi-Core-SoC- und SoM-Mikrocontroller-Designs auf KI-Basis mit hybriden Architekturen, eingebetteten Systemen und IIoT-Geräten für industrielle Umgebungen
• Integration von skalierbarem und modularem KI-Co-Design: Algorithmen, HW, SW und Topologien in die neuen HW/SW-KI-Plattformen mit offener Architektur
• Implementierung rekonfigurierbarer KI-basierter Architekturen zur Erhöhung der Wiederverwendung, Aktualisierbarkeit/Aufrüstbarkeit und Lebensdauer von KI
• Bereitstellung von vertrauenswürdigen und erklärbaren Edge-AI by Design-Lösungen mit Echtzeit-Betriebsfähigkeiten und dynamischem Online-LernenDas österreichische EdgeAI Konsortium besteht aus 4 Partnern. Anerkannte Großunternehmen (IFAT und ams OSRAM AG) arbeiten mit der TU Wien (Insititut für Computer Engineering) und einem KMU (SoftwareCube) in EdgeAI zusammen. Die Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten im Projekt, wird in Österreich anhand von 2 Demonstratoren im Bereich der Digitalen Industrie veranschaulicht. Im Projekt selbst gibt es insgesamt 20 Demonstratoren in 5 Value Chains, welche auf die Anforderungen der SRIA2022 genau abgestimmt sind. Die Technologieentwicklung im EdgeAI als RIA Projekt endet bei TRL5. Daher ist das Ziel des österreichischen Konsortiums die zwei entwickelten Demonstratoren in ihrer Einsatzumgebung zu validieren.
Die beiden Andwendungsfälle beziehen sich auf die Halbleiterindustrie: ams OSRAM AG entwickelt Methoden zur Virtual Metrology, welche die Prozesskontrolle in Echtzeit ermöglichen (einen digitalen Zwilling des Prozessschrittes) und auch zukünftige Produktivitäspotentiale aufzeigen. ams OSRAM AG plant in diesem Zusammenhang eine direkte Kollaboration mit SoftwareCube, da dieses Unternehmen wichtige Datenakquirierung und Datenaufbereitung von Produktionsmaschinen besitzt. In Zusammenarbeit mit SoftwareCube und der TU Wien wird IFAT, die im Förderprojekt AI4DI begonnene Wissendatenbank weiterentwickeln. Zur digitalen Darstellung von logischen Abhängigkeiten werden dabei Natural language processing und Causal Networks zum Einsatz kommen. Die Integration von Echtzeitdaten der Produktionsmaschinen wird gemeinsam mit SoftwareCube vorgenommen. Zusätzlich werden parametrischen Abhängigkeiten durch digitalisierte DoE Diagramme zusammen mit der TU Wien quantifiziert.
Beide österreichische Forschungsaspekte ermöglichen Meta-Learning-Konzepte und die Anwendung von prädiktiven Data Mining, um die Vorhersagen mehrerer Modelle zu kombinieren. Das ist insbesondere dann notwendig und relevant, wenn wie in diesen Anwendungsfällen sehr unterschiedliche Modelltypen eingesetzt werden.
Die sehr kapitalintensive Halbleiterindustrie setzt seit einigen Jahren den Fokus auf Automatisierung und Digitalisierung und ist in diesen Bereichen als Vorreiter zu sehen. Der „Chipsact” der im Februar 2022 in Kraft getreten ist, unterstreicht und anerekennt die Bedeutung der Halbleiterindustrie in Europa. Die in EdgeAI entwickelten Lösungen können aber sehr wohl auch in anderen industriellen Sektoren angewendet werden, womit eine breitere europäische Dimension im Sinne der Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit von Produktion und Lieferketten in und für Europa erkennbar und abgesichert wird.
Zudem ist EdgeAI eine länderübergreifende Zusammenarbeit von industriellen und akademischen Partnern innerhalb der elektronischen Komponenten- und Systemlandschaft, einschließlich KMU, zur Bündelung von Fachwissen um herausragende Forschungsergebnisse zu erzielen. Eine solch enge Vernetzung und Durchführung gemeinsamer F&E-Aktivitäten ist nur im Rahmen der vorgeschlagenen KDT-Initiative möglich.
