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04.10.2018

Förderung von Forschungsvorhaben zum Thema "Künstliche Intelligenz in Kommunikationsnetzen"

Richtlinie im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung

Stichtag:
 25.01.2019

Künstliche Intelligenz hat sich zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt, die in vielen Anwendungsbereichen innovative Lösungen für komplexe Probleme ermöglicht. Sie birgt das Potenzial, auch Kommunikationssysteme zu revolutionieren. Um in Zukunft eine leistungsfähige, überall und jederzeit verfügbare Vernetzung zu gewährleisten, gilt es bereits heute, neue lern- und anpassungsfähige Kommunikationssysteme zu entwickeln und zu erproben, die effizient und nachhaltig auf vorhandene Ressourcen zurückgreifen.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beabsichtigt daher, die Erforschung des Einsatzes von Verfahren der Künstlichen Intelligenz in Kommunikationssystemen zur Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit, Resilienz sowie ihrer Ressourcen- und Energieeffizienz zu fördern. Dies soll dazu beitragen, die umfassende Vernetzung im Zuge der Digitalisierung zuverlässig und nachhaltig zu gestalten und so die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands für die Zukunft zu sichern. Die Wachstumsmärkte der Informations- und Kommunikationstechnologien und darauf fußende innovative Dienstleistungen sollen ausgebaut und die Wertschöpfungsketten am Standort Deutschland nachhaltig gestärkt werden.

Mit einer Förderung wird beabsichtigt, die Zusammenarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen im universitären und außeruniversitären Bereich zu intensivieren und die Partizipation kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) an wissenschaftlichen Ergebnissen zu unterstützen. Den KMU kommt so eine wichtige Rolle bei Transfer und anwendungsorientierter Ausgestaltung von Forschungsergebnissen und ihrer zukünftigen Nutzung zu. Für Deutschlands Wettbewerbsfähigkeit ist die gelungene Entwicklung und Integration digitaler Technologien in industrielle Anwenderbranchen von entscheidender Bedeutung. Die Fördermaßnahme ist Teil der Hightech-Strategie der Bundesregierung und soll einen wichtigen Beitrag zur technologischen Souveränität Deutschlands im Bereich der Kommunikationstechnologien leisten.

Gegenstand der Förderung sind innovative Lösungen, die künstliche Intelligenz und Methoden des maschinellen ­Lernens in Kommunikationssystemen und -netzen einsetzen, damit diese den wachsenden Anforderungen der Zukunft gerecht werden.

Künstliche Intelligenz zum Management von Kommunikationsnetzen

Die im Zuge der Digitalisierung weiter voranschreitende Vernetzung führt zu immer komplexeren Kommunikationsnetzen. Um zukünftig die gestiegenen Anforderungen an Kommunikationsnetze zu jeder Zeit bedienen zu können, ist ein intelligentes und effizientes Management notwendig. Künstliche Intelligenz kann helfen, diese Komplexität zu handhaben und die verfügbaren Netz- und Energieressourcen effizient einzusetzen. Ziel ist es, Lösungen zum ­Management von Kommunikationssystemen unter Einsatz von Methoden des maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz zu entwickeln. Gefördert werden unter anderem Vorhaben mit folgenden Forschungsschwer­punkten:

  • Optimales Management von hochkomplexen und heterogenen Netzen.
  • Gewährleistung einer möglichst uneingeschränkten Servicequalität auch im Störfall.
  • Gewährleistung von Kommunikationssicherheit.
  • Kombination der Vorteile softwareisierter und virtualisierter Kommunikationsnetze mit Ressourcen- und Energieeffizienz.
  • Optimale Planung energieeffizienter und resilienter Netze.

Künstliche Intelligenz zur Optimierung von Kommunikationssystemen

Alle Komponenten von Kommunikationssystemen müssen weiterentwickelt werden, damit diese den anwendungsspezifischen Anforderungen an Reaktionsschnelligkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Effizienz gerecht werden. Künstliche Intelligenz kann dazu beitragen, die meist gegensätzlichen Anforderungen wie hohe Übertragungsraten und Energieeffizienz bedarfsgerecht zu erfüllen. Ziel ist es, Lösungen zu entwickeln, die maschinelles Lernen zur Optimierung von Kommunikationssystemen einsetzen. Gefördert werden unter anderem Vorhaben mit folgenden Forschungsschwerpunkten:

  • Untersuchung von Hybridansätzen, die maschinelle Lernverfahren und Systemmodelle für Kommunikationssysteme vereinen.
  • Optimierung von Kommumnikationssystemen mit beschränkten Ressourcen im Internet der Dinge unter Anwendung effizienter Algorithmen zum maschinellen Lernen.
  • Verbesserung von Verfahren zur Bewegungsprädiktion und Kanalschätzung bei mobilen Teilnehmern in kom­plexen Szenarien, beispielsweise für massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) Antennensysteme.
  • Entwicklung von Modellen und Verfahren zur Bereitstellung von Trainingsdaten zur Entwicklung und Evaluierung von lernenden Kommunikationssystemen.

Vorbereitende Maßnahmen zur Normung, Standardisierung und Zertifizierung können in den Vorhaben berücksichtigt werden.

Im Rahmen der Förderbekanntmachung werden vorzugsweise interdisziplinäre Verbünde, in begründeten Ausnahmefällen auch Einzelvorhaben gefördert. Die Anwendungsrelevanz der Vorhaben soll durch eine angemessene Beteiligung von Unternehmen in der Verbundstruktur sichergestellt werden. Die skizzierten Lösungen müssen deutlich über den aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik hinausgehen. Die Machbarkeit der Lösungen ist vorzugsweise in einem Demonstrator nachzuweisen.

Antragsberechtigt sind staatliche und nicht staatliche Hochschulen, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, Verbände und Vereine sowie sonstige Organisationen mit Forschungs- und Entwicklungsinteresse sowie Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft.  Die Beteiligung von Start-ups, KMU und mittel­ständische Unternehmen wird ausdrücklich erwünscht und bei der Projektbegutachtung positiv berücksichtigt.

Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme "Maschinelles Lernen in Kommunikationsnetzen" hat das BMBF derzeit den Projektträger VDI/VDE Innovation und Technik GmbH beauftragt, diesem sind in der ersten Verfahrensstufe istbis spätestens zum 25. Januar 2019 eine Projektskizze vom Verbundkoordinator aus Gesamtvorhabensicht in deutscher Sprache vorzulegen.