AI Engineering

Zukunftsweisende Forschung an der Schnittstelle von Software Engineering und KI

Innovatives Engineering KI-basierter Systeme

AI Engineering gewinnt in immer mehr Branchen an Bedeutung, da Unternehmen vor der Herausforderung stehen, KI-Technologien gezielt und nachhaltig in wertschöpfende Anwendungen zu überführen. Ein zentrales Element dabei ist der Umgang mit Daten – von der Erhebung über die Verarbeitung bis hin zur Nutzung für das Training, die Optimierung und die Absicherung von KI-Modellen. Daten bilden die Grundlage für die Modellierung und kontinuierliche Weiterentwicklung intelligenter Systeme und sind entscheidend für deren Qualität, Effizienz und Vertrauenswürdigkeit.

Trotz großer technologischer Fortschritte und der zunehmenden Verbreitung KI-gestützter, autonomer Systeme bleibt das Vertrauen in deren Sicherheit, Zuverlässigkeit und Nachvollziehbarkeit ein kritischer Faktor. Gängige Software Engineering-Methoden sind oftmals nicht direkt auf KI-Modelle übertragbar, was die Entwicklung robuster KI-Technologien erfordert. Diese müssen nicht nur große Datenmengen effizient verarbeiten, sondern auch aus begrenzten Datensätzen präzise Erkenntnisse gewinnen – und das, ohne Vertraulichkeit und Privatsphäre zu gefährden. Besonders in unsicheren und unvorhersehbaren Umfeldern müssen solche Systeme schnelle, sichere und nachvollziehbare Entscheidungen treffen können. Die Forschung bei fortiss im Forschungsschwerpunkt AI Engineering konzentriert sich daher darauf, vertrauenswürdige KI-Technologien zu entwickeln, die auch in komplexen und dynamischen Umgebungen verlässlich und nachvollziehbar agieren.

Forschung für vertrauens­würdige und effiziente KI-Systeme

fortiss erforscht innovative Ansätze wie generative Modelle zur Datensynthese, menschenzentriertes Design für eine verbesserte Nutzbarkeit und Methoden zur Vertrauenskalibrierung in KI-gestützten Entscheidungen. Zudem entwickeln die Wissenschaftler*innen am Institut effiziente Lernverfahren für ressourcenbeschränkte Umgebungen, Low-Energy-Hardwarelösungen sowie Edge- und Mobile-KI-Konzepte, die eine dezentrale Verarbeitung und geringe Latenzzeiten ermöglichen. In sicherheitskritischen Bereichen kommen Test-, Verifikations- und Monitoring-Techniken zum Einsatz, um KI-Modelle zuverlässig und nachvollziehbar zu gestalten.

Kompetenzfeld

Machine Learning

Entwicklung datengetriebener Machine Learning-Modelle für autonome Systeme, Diagnostik und prädiktive Instandhaltung mit Fokus auf robuste, adaptive und praxisnahe Lösungen.
Kompetenzfeld

Neuromorphic Computing

Entwickelung energieeffizienter, latenzarmer neuronaler Netze für Robotik und Industrie sowie intelligente Systeme für die Mensch-Maschine-Interaktion.
Kompetenzfeld

Human-centered Engineering

Forschung an menschzentrierten KI-Systemen zur Verbesserung von Interaktion, Nutzerfreundlichkeit, Sicherheit und Vertrauen in intelligente Technologien.

Use Cases

Use Case

KI-gestützte intelligente Fertigung

Maschinelles Lernen macht Produktionsprozesse effizienter und vorausschauender: Adaptive Modelle prognostizieren Wartung, erkennen Qualitätsabweichungen in Echtzeit und optimieren Abläufe, steigern Produktivität und senken Kosten.

Use Case

Dynamische, KI-gesteuerte Optimierung von Energienetzen

Intelligente Steuerungsalgorithmen passen Energienetze flexibel an den Bedarf an. Optimale Lastverteilung ermöglicht die Integration erneuerbarer Energiequellen, sichert Netzstabilität und unterstützt eine nachhaltige Energieversorgung.

Use Case

KI-basierte Fehler­erkennung in Satelliten­konstellationen

Die kontinuierliche Analyse hochfrequenter Sensordaten erkennt frühzeitig Anomalien in Satellitenkonstellationen. Muster- und Abweichungsanalyse identifiziert Fehlerquellen, verhindert Ausfälle und sichert Betriebsstabilität.

Use Case

Hoch­performante LIDAR-Verarbeitung für autonome Luftfahrt­systeme

Neuromorphe Rechenarchitekturen verarbeiten LIDAR-Daten ultraschnell, ermöglichen präzise Umweltwahrnehmung und Hinderniserkennung in autonomen Luftfahrtsystemen und steigern Sicherheit sowie Navigationsfähigkeit.

Use Case

Tragbare, energie­effiziente MedTech-Geräte für präzises Gesundheits­monitoring

Innovative KI-Methoden ermöglichen die Echtzeitanalyse biometrischer Daten auf tragbaren MedTech-Geräten. Neuromorphe Verarbeitung erfasst Vitalparameter kontinuierlich und unterstützt frühzeitig Prävention und Diagnose.

Referenz­projekte

Erfolgsgeschichte BARK

Schlüssel zum sicheren Fahren

Die BARK-Plattform macht autonome Fahrzeuge sicherer: Mit KI entwickelt sie zuverlässige Verkehrsteilnehmer-Modelle, unterstützt erfolgreiche Prognosen und treibt so die Zukunft der Mobilität aktiv voran.
Fallstudie KoSi

Sicheres kooperatives autonomes Fahren mit KI-basierter Verhaltensplanung

KI-gestützte Koordination ermöglicht automatisierten Fahrzeugen ein abgestimmtes Verhalten im Mischverkehr für sicherere autonome Mobilität.
Fallstudie AI4FDIR

KI-basierte, autonome on-board-Fehlererkennung, -isolation, -behebung und Ressourcenoptimierung in Satelliten

Befähigung von Satellitenkonstellationen zur selbstständigen Fehlerkorrektur für resiliente, selbstverwaltende Weltrauminfrastrukturen.
Fallstudie Knowledge4Retail

KI-fähige digitale Zwillinge für Innovationen im Einzelhandel

Framework für den Einzelhandel für KI-gestützte, vernetzte und automatisierte Prozesse in dynamischen Handelsumgebungen.
Fallstudie KI-SusCheck

KI-gestützter Einkaufsassistent zur Förderung von nachhaltigen Kaufentscheidungen

Intelligente Web-App, die Nachhaltigkeitsinformationen aus verschiedenen Quellen konsolidiert, um fundierte, transparente Produktentscheidungen zu fällen.
Fallstudie KI Wissen

Sicheres, dateneffizientes autonomes Fahren mit wissensangereicherter KI

Steigerung der funktionalen Qualität, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz im autonomen Fahren.
Erfolgsgeschichte Center4AI Edge

Automatisierte Orchestrierung von Edge-Cloud-Diensten in der Fertigung

Kontextsensitive Orchestrierung für leistungsfähige, flexible, effiziente und datenschutzkonforme IIoT-Anwendungen.
AuSeSol-AI

KI-Methoden für die Wärme- und Stromerzeugung mit solarthermischen Kollektorsystemen

Beim Betrieb von solarthermischen Kraftwerken fällt eine große Menge an Messdaten an, die bisher nur für einfache Steuerungszwecke genutzt werden.…
KI Absicherung

Safe AI for automated driving

Development and investigation of methods and measures for assuring AI-based functions for highly automated driving. Using the use case of pedestrian detection,…
GRID-ML

Lernmethoden für die robuste Fehlerlokalisierung in Stromverteilungsnetzen

Ziel des Projekts ist ein automatisiertes Verfahren zur robusten und genauen Fehlererkennung und -diagnose in Nieder- und Mittelspannungsnetzen. Hierfür werden…
CORINNE

Kollaborative Schweißroboter mit menschlicher Interaktion über Gesten

Das Projekt CORINNE (Cobots' Relational Interface with Neuromorphic Networks and Events) zielt darauf ab, Roboter zu bauen, die (bekannte oder unbekannte)…
FAMOUS2

Objektidentifizierung mit neuromorpher Vision auf einer Drohne

Wir nutzen die Eigenschaften des neuromorphen Computings, um die optische Identifizierung von Objekten auf einer Drohne zu realisieren. Im Rahmen dieser…
KIMaKu

KI-basierte Textauswertung zur automatisierten Verarbeitung von Kundenanfragen

Die manuelle Auswertung textueller Daten ist sehr zeitintensiv und komplex. Der Einsatz von KI-Verfahren bietet die Möglichkeit, Inhalte der Texte zu erkennen…
Agent-X

Automatisierbare Bordnetzarchitektur durch KI und Multi-Agenten-Systeme

Das Projekt Agent-X adressiert die strukturelle Optimierung von Fahrzeug-Bordnetzen – ein zentrales Thema der automobilen Elektrik und Elektronik. Die…
ELEANOR

Industrieroboter sehen mit neuromorphen Augen

In Anlehnung an das INRC3-Projekt, bei dem einem Roboterarm beigebracht wird, einen Gegenstand nur mithilfe von Kraftrückmeldung einzuführen, verwendet das…
KI-NC

Ereignisbasierte Wahrnehmungsalgorithmen für autonomes Fahren

Dieses Projekt erforscht das Potenzial von Algorithmen, die vom Gehirn inspiriert sind, insbesondere von Spiking Neural Networks (SNNs), für die…
trAIner

KI-gestützte Leistungsanalyse und Belastungserkennung für die Spielerentwicklung im Amateursport

Künstliche Intelligenz (KI) Systeme bieten das Potenzial für eine kontinuierliche Verfolgung und Analyse der auftretenden Belastungen im Sport – insbesondere…
ZNAflow

KI-basierte Assistenzsysteme zur optimierten Steuerung der zentralen Notaufnahme

Die Zentrale Notaufnahme (ZNA) ist die Anlaufstelle in Krankenhäusern für die Akutbehandlung von Notfällen. In diesem kritischen Bereich sind effiziente Abläufe…
GRATA

GraphRAG-basiertes Trainings- und Ausbildungssystem für robotergestützte medizinische Verfahren

Im GRATA-Projekt wird ein modulares Ausbildungs- und Trainingssystem für die robotergestützte Chirurgie entwickelt. GenKI-Basismodelle werden zu medizinischen…
BIKINI

Hochschnelles ereignisbasiertes Objekt-Tracking für automatisierte Logistik

BIKINI untersucht, wie ereignisgesteuerte Kameras und spikende neuronale Netze (SNNs) die Echtzeit-Objektverfolgung auf beweglichen Förderbändern ermöglichen…
KIEZ4-0

Zertifizierung sicherer Mensch-Maschine-Interaktion für KI-Luftfahrtassistenzsysteme

fortiss trägt methodische Ansätze bei, um es zu ermöglichen, symbiotische Mensch-Maschine-Systeme für den Anwendungsfall „Cockpit- und…
GenAI & LLMs

KI-getriebene Innovationen in Forschung und Praxis

fortiss entwickelt Generative KI (GenAI) und große Sprachmodelle (LLMs), um Geschäftsprozesse zu automatisieren und praxisnahe KI-Lösungen für KMU in Fertigung, Logistik und anderen Branchen zu schaffen.

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Innovative Lösungen für zahlreiche Domänen

fortiss entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für verschiedene Domänen. Forschung und Praxis verbinden sich, um Unternehmen bei Digitalisierung, Effizienz und nachhaltigen Systemen zu unterstützen.
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Whitepaper

Safe AI

How is this possible?

Wie lassen sich sichere KI-Systeme entwickeln? Das Whitepaper zeigt Design- und Engineering-Prinzipien anhand eines automatisierten Notfallbremssystems.
Human-centric Machine Learning

A Human-Machine Collaboration Perspective

Fortschritte im Machine Learning bieten neue Chancen, bringen aber Herausforderungen. Fokus: sichere, vertrauenswürdige Systeme und Zusammenarbeit von Mensch und Maschine.
Trustworthy Autonomous/ Cognitive Systems

A Structured Approach

Autonome kognitive Systeme bieten hohe Leistung, erfordern aber vertrauenswürdige Ansätze. Das Papier stellt einen risikobasierten Rahmen nach VDE-AR-E 2842-61 vor.
Knowledge as Invariance

History and Perspectives of Knowledge-augmented ML

Das Whitepaper zeigt wissenserweitertes Machine Learning, das Modelle anpassungsfähiger macht, selbstständig Wissen erwerben lässt.
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