Automatisierung Forscher-Nachwuchs etabliert Künstliche Intelligenz in der Regelungstechnik

Wie lässt sich künstliche Intelligenz (KI) gewinnbringend im Bereich der Regelungstechnik einsetzen? Dazu forscht eine neue Nachwuchsgruppe am Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn. Die Gruppe „Datengetriebene Methoden in der Regelungstechnik“ (Dart) startete am 1. Juli und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für vier Jahre mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert.

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Universität Paderborn

Paderborn – Im Rahmen des Projekts „Dart“ wollen vier junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Heinz Nixdorf Institut neuartige hybride Methoden für regelungstechnische Probleme entwickeln. Die Methoden sollen Elemente der Regelungstechnik und der künstlichen Intelligenz verbinden. Regelungstechnische Anwendungen kommen etwa in der Robotik, der Automatisierungstechnik sowie in der Kfz- und Bahntechnik zum Einsatz.

Dr.-Ing. Julia Timmermann betont dass zukünftig auch Industrieunternehmen von den Ergebnissen profitieren sollen. Die 36-Jährige leitet die Nachwuchsgruppe, der außerdem M. Sc. Michael Hesse, M. Sc. Ricarda Götte und M. Sc. Annika Junker angehören. Wichtig sei es den Forschenden, sich kritisch mit dem Thema KI auseinanderzusetzen und zu prüfen, wo sie Unternehmen zukünftig einen echten Mehrwert wie Zeitersparnis bietet, unterstreicht Timmermann. Wenn Unternehmen künstliche Intelligenz in der Regelungstechnik bewusst nutzen, könnten beispielsweise Facharbeiter dabei unterstützt werden, komplexe technische Systeme flexibel zu bedienen, beschreibt die Wissenschaftlerin einen Anwendungsbereich im industriellen Alltag.

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Bewährte Ingenieurverfahren werden mit datengetriebenen Verfahren kombiniert

In der Nachwuchsgruppe möchten die Paderborner Wissenschaftler bewährte Physik-basierte Ingenieurverfahren mit modernen datengetriebenen Verfahren kombinieren. So soll es Industrieunternehmen künftig möglich sein, intelligente zielgerichtete Steuerungen und Regelungen für komplexe mechatronische Systeme leichter zu realisieren. Werden von Unternehmen etwa in Produktionsprozessen zahlreiche Sensoren verwendet, gibt es häufig eine große Menge an Maschinendaten. Beschreiben diese Daten physikalisch-kausale Zusammenhänge, können sie mit etablierten Ingenieurverfahren verarbeitet werden. Sind die Zusammenhänge jedoch zu komplex oder ungenügend genau bekannt, können ergänzend KI-Methoden zur Auswertung genutzt werden. Die Wissenschaftler wollen herausfinden, welche Daten aussagekräftig sind und wo kausale Zusammenhänge bestehen, um so letztlich beide Vorgehensweisen kombinieren zu können.

Den Anstoß zu „Dart“ gab Prof. Dr.-Ing. Ansgar Trächtler, in dessen Fachgruppe „Regelungstechnik und Mechatronik“ die Vorarbeiten zur Nachwuchsgruppe liefen. „Die Nachwuchsgruppe Dart passt hervorragend zum Forschungsprogramm des Heinz Nixdorf Instituts, in dessen Zentrum Intelligente Technische Systeme und deren interdisziplinäre Entwicklung stehen. Das Thema synergetische Kombination modell- und datengetriebener Verfahren für regelungstechnische Aufgaben ist topaktuell und von hoher Relevanz für die industrielle Anwendung.“, so Trächtler.

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Dart gehört zum BMBF-Programm „Förderung von KI-Nachwuchsgruppenleiterinnen“, das Teil der Umsetzung der KI-Strategie der Bundesregierung und der „High-Tech-Strategie 2025“ ist. Mit dem Programm möchte das Ministerium Wissenschaftlerinnen in der KI-Forschung umfassend beteiligen und fördern.

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