Human in Command

Das Projekt 5G++ FlexiCell, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) seit 2022, zielt darauf ab, den Mobilfunkstandard 5G als Campus-Netz in der Fertigung einzusetzen, um Produktionskosten zu senken. Besonders für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) stellt die digitale Transformation im Rahmen von Industrie 4.0 eine große Herausforderung dar. FlexiCell adressiert diese Problematik, indem es Lösungen entwickelt, die Rüstzeiten in „high-mix low-volume“ (HMLV)-Produktionsumgebungen durch intelligente Vernetzungs- und Ortungstechnologien verkürzen.

Um die praktische Anwendbarkeit zu demonstrieren, wurden drei Fieldlab-Szenarien definiert, die gezielt auf technische Upgrades für HMLV-Fertigungen abzielen. Diese Anwendungsfälle sind bewusst so gewählt, dass sie sich leicht auf ähnliche Produktionsumgebungen von KMU übertragen lassen und eine Generalisierbarkeit für weitere Partner ermöglichen. Das Netzwerk der assoziierten Partner ist in diesen Prozess eingebunden – obwohl viele Unternehmen Interesse an den Lösungen haben, verfügen sie aktuell nicht über die notwendigen Kapazitäten für einen aufwändigen experimentellen Demonstrationsbetrieb.

In den Fieldlabs verfolgt das Projekt einen explorativen Ansatz, bei dem verschiedene Kommunikationsmethoden miteinander verglichen werden. Der Fokus liegt darauf, überzeugende 5G-Anwendungsfälle zu identifizieren, wobei die Bewertung stets im direkten Vergleich mit alternativen Technologien wie WLAN oder anderen Funkstandards erfolgt. Dadurch soll ein fairer und praxisnaher Technologiewettbewerb ermöglicht werden, der KMU fundierte Entscheidungsgrundlagen für ihre zukünftige Produktionsinfrastruktur bietet.

Weitere Informationen zum Projekt sind auf der offiziellen Website zu finden.

Das Projekt RecycleBot, gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz, startete im März 2023 mit dem Ziel, die Recyclingrate von kunststoffbasierten Verpackungs- und Gewerbeabfällen deutlich zu steigern. Durch den Einsatz kollaborativer Robotik und KI-gestützter Sortierprozesse sollen Abfälle gezielt den passenden Recyclingpfaden zugeführt werden. Dies ermöglicht eine effizientere Wiederverwertung und reduziert den Verbrauch knapper Ressourcen wie Rohstoffe und Energie, die für die Produktion neuer Materialien benötigt würden. Gleichzeitig trägt das Projekt dazu bei, die Umwelt durch geringere Abfallmengen und reduzierte Emissionen zu entlasten.

Ein zentraler Aspekt des Projekts ist die Sortenreinheit, die für eine werkstoffliche Verwertung von höchster Bedeutung ist. Da Post-Consumer-Abfälle oft eine Mischung aus verschiedenen Kunststofftypen, Metallen und Verbundfolien enthalten, kommt in vielen Sortieranlagen eine manuelle Vor- oder Nachsortierung zum Einsatz. Genau hier setzt RecycleBot an: Im Zuge der vierten industriellen Revolution hat sich in der klassischen Automatisierung die kollaborative Mikro-Automatisierung etabliert. Neben großen automatisierten Anlagen werden kleinere kollaborative Roboter eingesetzt, die repetitive Aufgaben übernehmen und so die Effizienz der Sortierung steigern.

Durch die Fortschritte in Sensorik, künstlicher Intelligenz, Bilderkennung und die Entwicklung flexibler pneumatischer Greifer entsteht ein hochgradig anpassungsfähiges und flexibles Sortiersystem, das herkömmlichen Verfahren zur Trennung von Leichtverpackungen und Gewerbeabfällen überlegen ist. Das Projekt RecycleBot könnte somit einen entscheidenden Beitrag zu einer nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft leisten.

Weitere Details sind auf der offiziellen Website des Projekts zu finden.

Das vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales geförderte Projekt KI Cockpit beschäftigt sich mit den zentralen Fragen von „Human in Command“ beziehungsweise „Meaningful Human Control“. Dabei geht es darum, wie KI-Systeme entwickelt werden können, in denen Mensch und Maschine effizient zusammenarbeiten und sich gegenseitig verstehen. In diesem Zusammenhang soll ein physisches „KI-Cockpit“ entstehen, das den Nutzern einen transparenten Überblick über die Systementscheidungen bietet und gleichzeitig die Möglichkeit gibt, aktiv Einfluss zu nehmen. Dadurch lassen sich soziale Risiken in den Auswirkungen der Technik reduzieren und die Akzeptanz solcher Anwendungen erhöhen.

Um eine fundierte Basis für das Konzept zu schaffen, werden zunächst Bedarf und Anforderungen durch qualitative Forschung ermittelt. Basierend darauf werden Grundlagenmodelle für „Human in Command“ entwickelt, die die Überwachung und Kontrolle autonomer KI-Anwendungen ermöglichen. In einem weiteren Schritt sollen diese Modelle durch quantitative Laborstudien validiert werden.

Ein zentrales Element des Projekts ist die Entwicklung eines Softwareframeworks für das „KI-Cockpit“. Dieses integriert die entwickelten Modelle und ermöglicht deren praktische Anwendung sowie experimentelle Überprüfung. Ergänzend dazu werden Feldstudien in drei unterschiedlichen Anwendungsbereichen durchgeführt – Human Resources, Logistik und Pflege. Durch eine Prä-/Post-Evaluation lassen sich direkte Erkenntnisse über die Wirksamkeit der Ansätze gewinnen.

Um die entwickelten Konzepte über einzelne Branchen hinweg nutzbar zu machen, erfolgt ein cross-domäner Peer-Learning-Prozess. So können die gewonnenen Einsichten übertragen und allgemeine Handlungsvorgaben für die Entwicklung, Einführung und den Betrieb eines KI-Cockpits abgeleitet werden. Weitere Details zum Projekt sind auf der offiziellen Website zu finden.

Hier geht es zur Seite der KI-Werkstatt Mittelstand der Hochschule Aalen.

Die Carl-Zeiss-Stiftung unterstützt seit vielen Jahren Junior- und Stiftungsprofessuren in verschiedenen Programmen. Die geförderten Forscher*innen nehmen eine besondere Rolle im Wissenschaftssystem ein, da sie mit ihrer Expertise neue Impulse setzen und innovative Entwicklungen vorantreiben können. Oft fehlen jedoch die finanziellen Mittel, um solche Vorhaben schnell und effektiv umzusetzen. Mit dem Programm Prisma bietet die Stiftung eine unbürokratische Lösung, um Professor*innen gezielt zu fördern. Das Programm ist bewusst breit angelegt und unterstützt nicht nur Forschung und Lehre, sondern auch Maßnahmen, die den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Wirtschaft erleichtern oder zur Vermittlung von Wissenschaft und Forschung in der Gesellschaft beitragen.

Eine der geförderten Professorinnen ist Doris Aschenbrenner, die seit dem Sommersemester 2021 die Carl-Zeiss-Stiftungsprofessur für Digitale Methoden in der Produktion an der Hochschule Aalen innehat. Nähere Informationen sind hier zu finden.