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Mit der Helmholtz Artificial Intelligence Cooperation Unit (HAICU) baut die Helmholtz-Gemeinschaft ein zukunftsweisendes Netzwerk für angewandte Künstliche Intelligenz (KI) auf. HAICU wird Verfahren der KI beispielsweise für die Analyse komplexer Systeme in den Bereichen Klima, Energie, Verkehr oder Gesundheit entwickeln, umsetzen und verbreiten. Das Deutsche Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR) am Standort Oberpfaffenhofen bei München hat in diesem Netzwerk den Zuschlag für die "HAICU Local"-Einheit in den Forschungsbereichen Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr erhalten. Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen sind mächtige Werkzeuge, um Lösungen für diese großen und komplexen Aufgaben zu entwickeln. Das DLR ist federführend auf dem Gebiet der angewandten KI in der Erdbeobachtung und der Robotik, sieht aber auch großes Potenzial für weitere Forschungsfragen, wie autonomes Fahren und Luftfahrt. Das DLR erhält eine Förderung der Helmholtz-Gemeinschaft: Mit dieser gründet das DLR eine Junior-Forschergruppe auf dem Gebiet der KI in der Erdbeobachtung sowie ein "High Level Support Team", sprich einen KI- Expertenpool, der andere Instituten und HGF-Zentren in KI-Projekten unterstützt und mit ihnen gemeinsame Projekte umsetzt.
KI in der Erdbeobachtung
"Global verfügbare Geoinformation, abgeleitet aus Daten von Erdbeobachtungssatelliten, ist unverzichtbar geworden für viele erdbezogene wissenschaftliche, politische oder planerische Fragestellungen", betont Professor Xiaoxiang Zhu, Leiterin der Abteilung für Data Science in der Erdbeobachtung am Institut für Methodik der Fernerkundung und Leiterin der DLR HAICU-Einheit. Geo- und Umweltwissenschaften, nachhaltige Entwicklung, Ressourcenmanagement, zivile Sicherheit, Katastrophenschutz und Entscheidungsunterstützung sind prominente Beispiele. Dabei spielt KI eine immer größere Rolle, da diese Verfahren gerade bei den heutigen "Big Data" in der Erdbeobachtung bisherigen Algorithmen weit überlegen sind. Insbesondere hohe Qualitätsanforderungen an Geoinformation und eine große Anwendungsvielfalt erfordern eine Erdbeobachtungs-spezifische KI-Forschung und innovative Methoden.
KI in der Robotik
Für viele Anwendungen der Robotik, wie beispielsweise in der Raumfahrt, im Katastrophenschutz, und in der Pflege ist eine sichere Interaktion mit Menschen nötig. Andere, wie die planetare Exploration, benötigen hingegen einen hohen Grad von Autonomie. In allen Fällen sind KI-Methoden sehr hilfreich, um diese Sicherheit, Autonomie und Robustheit zu erreichen. Am DLR-Institut für Robotik und Mechatronik werden daher in den Abteilungen "Perzeption und Kognition" und "Kognitive Robotik" neuartige maschinelle Lernverfahren entwickelt, damit Roboter z.B. Objekte schnell und robust erkennen und greifen können, aber auch um Fehleranalyse aus zuvor aufgenommenen Datensätzen betreiben zu können. Weitere wichtige Forschungsaspekte des Instituts sind dabei die dauerhafte Bereitstellung (Persistenz) von Lernmethoden, um auf Veränderungen geeignet reagieren zu können, sowie das autonome Lernen, also die Fähigkeit, Entscheidungen zu treffen, die den Lernprozess verbessern, ohne dabei viel menschliche Interaktion zu benötigen.
Als dritter Partner in der DLR HAICU-Einheit schließlich trägt das Institut für Simulation und Softwaretechnik seine HPC-Expertise bei, um die aus Erdbeobachtung und Robotik entstehenden Algorithmen für große Datenmengen und auf Hochleistungsrechnern einsetzen zu können.