Autor: Firma AITAD

Ein Flug in 2030

Ein Flug in 2030

Überfüllte Flughäfen und zunehmender Flugverkehr nach der COVID-Pandemie machen neue innovative Lösungen sowohl auf dem Boden als auch in der Luft zwecks Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit erforderlich. Hier folgt eine kurze Vision, wie die Nutzung vom Eingangsbereich bis hin zum Flugzeug von neuartiger, privatsphärengerechter Embedded-KI aussehen wird. Ein Kommentar von Viacheslav Gromov, Geschäftsführer vom KI-Spezialisten AITAD.

Der Bundesverband der Deutschen Luftverkehrswirtschaft spricht mit dem Blick auf das Jahr 2022 von einem starken Wachstum um 114 Prozent und damit einer Erholung des Passagierluftverkehrs im Vergleich zum Jahr 2021. Dennoch: Ob Personalmangel, Klimawandel oder Digitalisierung – die Luftfahrt kämpft mit vielfältigen Problemen. Eine zentrale Rolle bei der Lösung dieser Probleme kommt dabei wie andernorts auch dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) zu.

Ob Roboter “Ray” am Flughafen Düsseldorf Ihren Wagen selbst im Parkhaus einparkt, ob am Flughafen Genf der digitale Teppich die Schuh-Sicherheitskontrolle effizienter macht oder ob Sie mit Apps und automatischen Check-In-Terminals konfrontiert werden – der Wille der Branche zur Digitalisierung und Automatisierung ist vorhanden, die Praxis signalisiert aber noch viel Nachholbedarf. „Leider fehlt noch die Intelligenz in Geräten, was auf die Privatsphären- und sicherheitssensiblen Regulierungen sowie den tiefen Innovationsschlaf zurückzuführen ist. Die Nöte der Branche werden nun schneller angegangen.“, so Viacheslav Gromov, Geschäftsführer vom KI-Spezialisten AITAD.

Embedded-KI als Chance

Wem sich bei Künstlicher Intelligenz der Gedanke an ChatGPT aufdrängt, hat nur einen Teil KI-basierter Unterstützungs- und Automatisierungssysteme im Blick. Mit großen Sprachmodellen lässt sich natürlich das Informationsbedürfnis der Menschen auf dem Flughafen einfacher und effizienter bedienen. Doch in vielen Fällen, insbesondere beim Einsatz von Maschinen, muss KI noch schneller und gleichzeitig spezialisierter sein. Server- und Cloudbasierte KI wie ChatGPT ist häufig zu langsam und zu rechenintensiv, um die „Probleme der Maschinen“ zu lösen. Hier kommt Embedded-KI ins Spiel – die lokal autarke Variante Künstlicher Intelligenz, die keine Netzwerkkonnektivität benötigt und in Echtzeit reagieren kann. Sie hebelt Datenschutzbedenken aus und ermöglicht, Erkenntnisse, Auswertungen und entsprechende Konsequenzen zu ziehen, wo es vorher unmöglich schien. Denn dadurch, dass Embedded-KI in Millisekunden enorme Datenmengen verarbeitet, blickt sie besonders tief und findet Muster und Zusammenhänge, die vorher unbekannt waren. Zudem geht der Megatrend zur dezentralen KI, also zur nächsten Technologie-Stufe: Alles ist dann für sich intelligent, ohne zentrale Vernetzung.

Ein Flug nach 2030

Stellen Sie sich vor: Sie treten in den Flughafen ein, die Personenzählung an jeder Schleuse, Tür sowie die automatisierte Berechnung der Schlangen an Schaltern und Ansammlungen vor den Sicherheitsschleusen erfolgen live durch Vision- und Lidar-Sensoren (sog. Time-of-Flight Sensoren) und sorgen für intelligente Abläufe, Echtzeit-Schaltersteuerung und Vorhersagen. Sie müssen sich dabei nicht vor Überwachung fürchten, denn die Embedded-KI verarbeitet Daten im Sensor selbst, ohne Verbindung oder Weitergabe der Daten an Netzwerk, Google und Co. Zudem wird sofort und unabhängig reagiert. So kann auch die Interaktion mit automatischen Check-In- oder Drop-Off-Schaltern mit besserer User Interaction durch Gesten, Sprache und Objekterkennung beim Gepäck privatsphärengerecht ausgestattet werden. Dem akuten und chronischen Personalmangel ist damit deutlich geholfen und den Hygiene-Lehren der Pandemie mit Sicherheit auch.

Embedded-KI begegnet Ihnen auch auf dem Weg durch die Sicherheitsschleusen, bei der durch intelligente NIR-Sensoren (NIR: Nahinfrarot) gestresste Personen mit Sicherheitsrisiko, Anomalieerkennungen im Körperscanner oder im XRAY-CT-Detektor deutlich tiefgründiger arbeiten als die heutigen Personenkontrollen – für noch mehr Sicherheit und schnellere Abläufe.

Und auf dem Weg Ihres Koffers durch die unterirdischen Keller-Labyrinthe des Transport- und Logistiksystems bei jedem größeren Flughafen zählen nur Sicherheit, Zeit und Zuverlässigkeit. Hier wird Embedded-KI mit entsprechenden Vision-, Radar- und Lidar.-Sensoren für präzisere und schnellere Sortierung und Kontrolle sorgen. Zudem wird durch Laser-, Ultraschall- oder Vibrationssensoren sowohl das Wiegen als auch jeder Antrieb und jede Rolle des Transportbandes auf Verschleiß und Ausfallsvorhersage hin überwacht (Predictive Maintenance), denn ein Ausfall ist teuer und ungeplant sehr personalintensiv.

Wir springen zum Rollfeld: Hier sind Fahrzeuge für Pushback oder Logistik-Transport ebenfalls gute Beispiele für Ausfallsvorhersagen, frühzeitige Störungserkennungen oder automatisierte Hinderniserkennungen durch KI im Fahrzeug. Dies gilt im Übrigen auch für die Versorgungsaggregate für die Heizung respektive Luftzufuhr.

Zu guter Letzt schauen wir auf die Chancen der lokalen KI im Flugzeug selbst, sobald Sie drin sitzen: Durch Druck- und Vibrationssensoren kann die (Injektoren-)Verbrennung in Turbinen in Millisekunden – auch zwecks Kerosingemisch-Analyse – überwacht und sofort angepasst bzw. zwecks Treibstoff-Effizienz optimiert werden. Jede Aktorik-Komponente im Flugzeug kann ebenfalls mit Predictive Maintenance sicherer werden, die Wartungszyklen damit viel flexibler, sobald die Regulierung nachzieht. Auch User Interaction mit Piloten oder in der Passagierkabine zwecks Komforts kann neu gedacht werden. Selbst Flugmanöver bzw. Regelalgorithmen können von KI an Board direkt profitieren.

Aber wer sagt, dass es 2030 nicht schon elektrische Flugtaxis gibt? Auch hier ist die Antriebsüberwachung zwecks Ausfallsicherheit zwecks Adaption der Flugtechnologie bei den Passagieren entscheidend, genauso wie autonome Unterstützungsfunktionen, die durch KI zwangsläufig lokal an Bord laufen müssen. Embedded-KI wird also zwangsläufig die Aero-Branche in die Zukunft führen, und das technologieoffen.

Quellennachweis:

Über die AITAD GmbH

Viacheslav Gromov ist Gründer und Geschäftsführer von AITAD. Das Unternehmen entwickelt elektronikbezogene künstliche Intelligenz (Embedded-KI), die in Geräten und Maschinen lokal und in Echtzeit definierte Aufgaben übernimmt. Er ist Verfasser zahlreicher Beiträge sowie diverser Lehrbücher im Halbleiterbereich. Gromov ist als Experte in verschiedenen KI- und Digitalisierungs-Gremien tätig, unter anderem von DIN und DKE sowie der Bundesregierung (DIT, BMBF). AITAD ist KI-Champion Baden-Württemberg 2023, einer der Top100-Innovatoren 2023 sowie Gewinner des embedded award 2023 in der Kategorie KI.

AITAD ist ein deutscher Embedded-KI-Anbieter. Das Unternehmen befasst sich mit der Entwicklung, Testung und Serienfertigung von KI-Elektroniksystemen, insbesondere in Verbindung mit maschinellem Lernen im Industriekontext (v.a. Systemkomponenten).

Als Entwicklungspartner übernimmt AITAD den kompletten Prozess vom Datensammeln über die Entwicklung bis hin zur Lieferung der Systemkomponenten. Dadurch werden innovative Anpassungen des Produkts vorgenommen, ohne das Kompetenzen und nur wenige Ressourcen von Kundenseite notwendig sind. Der Fokus liegt dabei auf zukunftsbringenden, disruptiven, innovativen Anpassungen mit größtmöglichem Impact auf Strukturen und Produktstrategien. Die Spezialgebiete von AITAD sind Preventive/Predictive Maintenance, User Interaction und funktionale Innovationen. Dabei geht AITAD einen anderen Weg als viele Hersteller: Anstatt einer fertigen KI-Lösung wird für jeden Kunden ein individuelles System entwickelt. Hierfür prüft das Unternehmen im ersten Schritt wie Kundenprodukte vom KI-Einsatz profitieren, stellt die Vorteile und Möglichkeiten vor, entwickelt das System auf allen Ebenen, baut dank einer Prototyping-EMS-Strecke in-house einen Prototyp des neuen Systems auf Basis gesammelter Daten und steht bei der Serienanfertigung und Systempflege stets zur Seite. Dabei agiert AITAD als interdisziplinärer Full-Stack-Anbieter mit Bereichen Data Science, Maschinenbau sowie Embedded-Hard- und Software. Zudem forscht AITAD in- und extern an zahlreichen algorithmischen und halbleitertechnischen Grundlagen der KI-Technologie. 2023 erhielt AITAD den embedded award in der Kategorie KI, den Top100-Innovationspreis für mittelständische Unternehmen und wurde als KI-Champion Baden-Württemberg ausgezeichnet. Weitere Informationen www.aitad.de

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Embedded-KI-Trends in 2024

Embedded-KI-Trends in 2024

Die Industrie steht vor einer Revolution, die durch die Integration von künstlicher Intelligenz (KI) in eingebetteten Systemen vorangetrieben wird. Diese Technologie, die als Embedded-KI bekannt ist, hat das Potenzial, die Art und Weise, wie Unternehmen in der Fertigungs- und Produktionsbranche arbeiten, nachhaltig zu verändern. Dabei werden die Sensoren, also die Augen, Ohren, Nase und Haut – der Industrieanwendungen intelligenter, können tiefere Zusammenhänge, Schieflagen erkennen oder gar vorhersagen. Viacheslav Gromov, Gründer und CEO vom Embedded-KI-Anbieter AITAD, nennt acht Bereiche, in denen Embedded-KI in 2024 eine entscheidende Rolle spielt.

1. Effizienzsteigerung und Kosteneinsparungen

In der modernen Industrie sind die Steigerung der Effizienz und die Senkung der Betriebskosten von entscheidender Bedeutung. Embedded-KI ermöglicht die Optimierung von Produktionsprozessen in Echtzeit. Maschinen und Anlagen können mithilfe von Sensoren und Algorithmen kontinuierlich nach Zuständen und Anomalien überwacht werden, um Engpässe zu erkennen, Abläufe zu optimieren und Ressourcen effizienter einzusetzen. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen und einer Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit.

2. Predictive Maintenance (Vorbeugende Wartung)

Ein herausragender Anwendungsfall von Embedded-KI in der Industrie ist die oft genannte, aber immer noch wenig angewandte vorbeugende Wartung. Durch die Integration von Sensoren und Datenanalyse innerhalb der Produktionsanlagen können Unternehmen den Zustand von Maschinen in Echtzeit ohne Datenleaks nach außen überwachen. Wenn Anomalien oder Abnutzungserscheinungen auftreten, kann die Wartung im Voraus geplant werden, um ungeplante Ausfallzeiten zu minimieren. Dies erhöht die Lebensdauer der Anlagen und senkt die Instandhaltungskosten durch Planbarkeit und neue Geschäftsmodell-Entwicklungen erheblich.

3. Qualitätskontrolle und Ausschussminimierung

Embedded-KI ermöglicht eine präzise Qualitätskontrolle während des Fertigungsprozesses. Kameras und Sensoren wie Lidare, Radare oder solche für Spektrografie und Ultraschall können Produkte in Echtzeit überwachen und Mängel oder Abweichungen von den Standards erkennen. Fehlerhafte Produkte können frühzeitig identifiziert und aus dem Produktionsprozess ausgeschleust werden, was die Qualität erhöht und den Ausschuss minimiert. Zudem ist direktes Feedback für die Ausschussminimierung in Echtzeit ein bedeutender Vorteil, da so Fehleinstellungen und Fehlbedienung oder Lieferantenmängel mehr Transparenz bekommen und folglich weniger Schaden anrichten.

4. Autonome Roboter und Automatisierung

In der industriellen Fertigung spielen autonome Roboter eine wichtige Rolle. Embedded-KI ermöglicht es diesen Robotern, Aufgaben wie Materialtransport, Inspektion und Montage autonom auszuführen. Sie können sich in Echtzeit an veränderte Bedingungen anpassen, da lokale KI mit Varianz robust umgehen und komplexe Aufgaben ohne menschliche Intervention bewältigen kann. Dies steigert die Produktivität und Präzision.

5. Energieeffizienz und Nachhaltigkeit

Die Überwachung und Steuerung des Energieverbrauchs ist ein weiterer Bereich, in dem Embedded-KI einen großen Einfluss hat. Industrieanlagen können mithilfe von KI-Algorithmen den Energieverbrauch optimieren, indem sie den Bedarf an Heizung, Kühlung und Beleuchtung dynamisch je nach Situation anpassen. Gerade die Metering-Branche ist direkt betroffen, während Maschinen- und Anlagenbauer dies indirekt in ihren Prozessen für sich nutzen können. Dies trägt nicht nur zur Senkung der Betriebskosten bei, sondern auch zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks der Industrie.

6. Sicherheit am Arbeitsplatz

Embedded-KI kann auch dazu beitragen, die Sicherheit am Arbeitsplatz zu verbessern. Durch die kontinuierliche Überwachung von Gefahren und unerwünschten Ereignissen können frühzeitig Warnungen ausgelöst und präventive Maßnahmen ergriffen werden, um Unfälle zu verhindern und die Gesundheit der Mitarbeiter zu schützen. Zudem ist intelligente User Interaction durch Gesten-, Personen- und Spracherkennung ein Feature, welches die Interaktion effizienter gestaltet und dem Fachkräftemangel entgegenwirkt.

7. Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit

Ein weiterer Vorteil von Embedded-KI ist die Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit. Unternehmen können die Integration von KI in ihren Produktionsprozessen schrittweise vorantreiben und die Technologie nach Bedarf dezentral und ohne Cloud-Systeme und Folgekosten erweitern. Dies ermöglicht trotz benötigter Hardware eine flexible Implementierung, die den individuellen Anforderungen jedes Unternehmens gerecht wird.

8. Wettbewerbsvorteil und Innovation

Unternehmen, die Embedded-KI frühzeitig übernehmen, können einen erheblichen Wettbewerbsvorteil erlangen. Die Fähigkeit, Daten in Echtzeit zu verarbeiten und fundierte Entscheidungen zu treffen, ermöglicht Innovationen in Produkten und Dienstleistungen ohne Abhängigkeiten von Netzwerken, Lieferanten und Infrastrukturanbietern. Dies öffnet neue Geschäftsmöglichkeiten, verstärkt die Resilienz und stärkt innovativ die Marktposition.

Fazit

Embedded-KI hat das Potenzial, die Industrie in vielerlei Hinsicht zu transformieren. Von der Effizienzsteigerung über die Qualitätssicherung bis hin zur Energieeffizienz und Innovation bietet diese Technologie zahlreiche Vorteile. Unternehmen, die sich nicht mit Embedded-KI beschäftigen, könnten Gefahr laufen, den Anschluss zu verlieren und in einer zunehmend digitalisierten Welt ins Hintertreffen zu geraten. Denn reine Cloud-Strategien führen zu Abhängigkeiten, Chaos und Kostenexplosionen. Noch schlimmer: Manche Use Cases mit Echtzeitanforderungen werden durch Cloud und die maximal übertragbare Datenmenge von vornherein ausgeschlossen. Daher wird Embedded-KI in der Industrie immer wichtiger. Sie gestaltet die Zukunft der Fertigung und Produktion maßgeblich mit.

Viacheslav Gromov ist Gründer und Geschäftsführer von AITAD. Das Unternehmen entwickelt elektronikbezogene künstliche Intelligenz (Embedded-KI), die in Geräten und Maschinen lokal und in Echtzeit definierte Aufgaben übernimmt. Er ist Verfasser zahlreicher Beiträge sowie diverser Lehrbücher im Halbleiterbereich. Gromov ist als Experte in verschiedenen KI- und Digitalisierungs-Gremien tätig, unter anderem von DIN und DKE sowie der Bundesregierung (DIT, BMBF). AITAD ist KI-Champion Baden-Württemberg 2023, einer der Top100-Innovatoren 2023 sowie Gewinner des embedded award 2023 in der Kategorie KI.

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Kann ChatGPT auch selbst KI erschaffen?

Kann ChatGPT auch selbst KI erschaffen?

ChatGPT, der KI-Chatbot der amerikanischen Firma OpenAI, hat für vielfältige Diskussionen gesorgt. Künstler und Texter machen sich Sorgen, von Künstlicher Intelligenz (KI) ersetzt zu werden. Service-Hotlines, akademische Abschlussarbeiten und sogar komplette Drehbücher für die neuesten Hollywood-Blockbuster – werden sie künftig von KI erstellt? Und welche ethischen, gesellschaftlichen und normativen Konsequenzen entstehen daraus? Der KI-Hersteller AITAD fragt sich parallel dazu, ob ChatGPT nicht auch selbst weitere KI erschaffen könnte und was das für die Code-Qualität, die Jobs von menschlichen Entwicklern und den Wettbewerb auf dem Markt bedeutet.

„Warum sollte ich es testen, wenn es meinen Arbeitsplatz bedroht?“, fragte sich einer der AITAD-Entwickler, als der Vorschlag diskutiert wurde, ChatGPT zur Erstellung von Programmcode einzusetzen.

Coden ist möglich, doch die Nachvollziehbarkeit leidet

Aus technischer Sicht stellt ChatGPT derzeit noch keine große Bedrohung dar, da er auf Softwarebibliotheken zurückgreift, die nicht jünger als zwei Jahre sind. Aktuelle Frameworks und Bibliotheken werden von der aktuellen Version noch nicht berücksichtigt. Doch das wird sich mit kommenden Versionen selbstverständlich ändern. Verglichen mit dem Gehalt eines Entwicklers stellen die Kosten für die Premiumversion des Chatbots jedenfalls kein Hindernis dar.

Problematischer hingegen sieht Viacheslav Gromov, CEO von AITAD, die Themen Transparenz und Nachvollziehbarkeit des Programmcodes. „Es ist zwar denkbar, dass der Chatbot nicht nur Programmcode schreibt, sondern diesen auch dokumentiert und das Testprogramm dazu schreibt.“ Allerdings ist damit zu rechnen, dass der Programmcode je nach Aufgabenformulierung mit verschiedenen (synonymen) Wortlauten unterschiedlich ausfällt. Auch der Stil des Codes, für den es Standardisierungen gäbe, sei volatil, ergänzt Gromov.

Der Einsatz von Chatbots als Programmierer birgt Gefahren

Fraglich bleibt auch, ob menschliche Entwickler effizienter arbeiten, wenn sie zuerst den von der KI erzeugten Code verstehen, auf Fehler prüfen und ergänzen müssten. „Das ist ja schon bei von Menschen erzeugtem Code eine herausfordernde Aufgabe“, gibt Gromov zu bedenken, der Zunächst den Chatbot-Einsatz für spezifisch abgegrenzte Programmier-Aufgaben sieht. Nicht zuletzt sei umstritten, ob denn die Kunden damit einverstanden seien, wenn ihre Entwicklungsaufgaben zum Chatbot ins Internet gesendet werden.

Wie bei allen umfassenden Automatisierungsvorhaben, schwinden durch den Einsatz von Chatbots die Unterscheidungsmerkmale und damit die Wettbewerbsfähigkeit, da die entsprechenden KI-Frameworks (Chatbots) ja von jedem Marktteilnehmer genutzt werden könnten. Nur der, der mehr und bessere Daten sowie umfangreichere Rechenressourcen zum Trainieren der Chatbots hat, hat auch das bessere Endprodukt. „Das kann auch schnell zu einem sehr schnelllebigen und globalen Wettbewerb unter den Staaten führen, die die Rahmenbedingungen durch Datenschutzregelungen und Staatsform setzen.“

Der Chatbot als Helfer

Eine KI, die selbst KI programmiert, ist heute kein (Alb-)Traum mehr, sondern birgt durchaus das Potenzial für eine schnellere, umfangreichere und komplexere Entwicklung, trotz Personalmangel. „Das sollte erschlossen werden. Allerdings ist zu beachten, dass die wahrscheinlichste Ausgabe nicht immer die beste ist. Denn zwischen Wahrscheinlichkeit und Qualität besteht kein zwingender Zusammenhang. Das ist etwa so, wie wenn Sie die Tageszeitung von gestern zerreißen und die an sich am besten nacheinander passenden Wortschnipsel ohne Gesamtverständnis zusammensetzen.“, gibt Gromov zum Schluss zu bedenken.

Über die AITAD GmbH

Viacheslav Gromov ist Gründer und Geschäftsführer von AITAD. Das Unternehmen entwickelt elektronikbezogene künstliche Intelligenz (Embedded-KI), die in Geräten und Maschinen lokal und in Echtzeit definierte Aufgaben übernimmt. Er ist Verfasser zahlreicher Beiträge sowie diverser Lehrbücher im Halbleiterbereich. Gromov ist als Experte in verschiedenen KI- und Digitalisierungs-Gremien tätig, unter anderem von DIN und DKE sowie der Bundesregierung (DIT, BMBF). Jüngst erhielt AITAD sogar den Top100-Innovationspreis 2023 für mittelständische Unternehmen sowie den embedded award 2023 in der Rubrik KI.

AITAD ist ein deutscher Embedded-KI-Anbieter. Das Unternehmen befasst sich mit der Entwicklung und Testung von KI-Elektroniksystemen, insbesondere in Verbindung mit maschinellem Lernen im Industriekontext (v.a. Systemkomponenten).

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