Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Den Menschen durch intelligente Sensorsysteme entlasten

Fraunhofer IOSB blickt nach zehn erfolgreichen Jahren optimistisch in die Zukunft

Karlruhe, 6.3.2020

Junges Institut, lange Tradition: Unter diesem Motto feiert das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB seinen zehnten Geburtstag – und nimmt die aktuellen und künftigen Herausforderungen ins Visier. Ein wichtiges Zukunftsthema, dies wurde bei der Jubiläumsveranstaltung des Instituts am 6. März in Karlsruhe deutlich, ist das »KI-Engineering«: Der Begriff steht für den ingenieursmäßigen, planbaren und methodischen Einsatz von Verfahren der Künstlichen Intelligenz. Diese finden heute zwar schon in vielen Zusammenhängen Verwendung, aber gleichen in der Regel einer »Black Box«, deren Funktionsweise man nicht genau versteht und deren Ergebnisse kaum voraussagbar sind.

Entstanden im Jahr 2010 durch die Fusion des Fraunhofer-Instituts für Informations- und Datenverarbeitung IITB in Karlsruhe mit dem Ettlinger Forschungsinstitut für Optronik und Mustererkennung (FOM) der Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften (FGAN), ist das Fraunhofer IOSB heute ein wichtiger Forschungs- und Technologiepartner für Behörden und Unternehmen und maßgeblich an Entwicklungen in Bereichen wie Sensordatenmanagement, intelligente Videoauswertung, mobile Roboter oder Digitalisierung der Produktion / Industrie 4.0 beteiligt.

Starkes Wachstum als Erfolgsindikator

»Die Zusammenlegung der beiden traditionsreichen Institute IITB und FOM hat sich inzwischen klar als Erfolgsgeschichte erwiesen«, sagte Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer, Leiter des Fraunhofer IOSB, anlässlich des Jubiläums. Ohne dass es das Institut darauf angelegt hätte, sei es stark gewachsen, von knapp 40 Millionen Euro Gesamtetat 2010 auf etwa 63 Millionen Euro 2019. »Wenn man zu relevanten Themen erfolgreich forscht, entwickelt und arbeitet und wenn man seine Kunden und Zuwendungsgeber rundum zufriedenstellt, dann ergibt sich daraus eben Wachstum.«

Die Wurzeln der beiden 2010 fusionierten Institute lassen sich jeweils bis in die 1950er Jahre zurückverfolgen. Allerdings entstammten sie unterschiedlichen Traditionen: Während bei Fraunhofer schon immer Industrieaufträge ein zentrales Standbein waren, standen das FOM und seine Dachorganisation FGAN komplett im Dienst der Verteidigungsforschung und wurden vom Bundesverteidigungsministerium finanziert. Zur Fusion kam es im Zuge der 2009 vollzogenen Integration der FGAN in die Fraunhofer-Gesellschaft. Seine Gründung feierte das Fraunhofer IOSB am 17. März 2010 in der Messe Karlsruhe. Schauplatz der Jubiläumsfeier am 6. März 2020, bei der unter anderem Vertreter des Bundesforschungs- und Bundesverteidigungsministeriums sowie des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg Glückwünsche übermittelten, war das ZKM (Zentrum für Kunst und Medien) Karlsruhe.

Breites Kompetenzspektrum – Im Fokus: Digitalisierung und KI

Den Menschen durch intelligente Sensorsysteme entlasten: So lässt sich die Vision der Forschung am Fraunhofer IOSB umreißen. Dazu deckt das Institut ein breites, inhaltlich zusammenhängendes Kompetenzspektrum ab, das in dieser Zusammenstellung einzigartig ist. Es reicht von den physikalischen Grundlagen der Signalentstehung über optische Sensoren und die (Echtzeit-)Auswertung von Sensordaten bis hin zur Nutzung der enthaltenen Informationen für Menschen und für Maschinen. Interoperabilität durch offene Standards, IT-Sicherheit, Datenschutz und innovative Mensch-Maschine-Schnittstellen sind wichtige Aspekte.

Ein zentrales, in der Forschungs- und Entwicklungsarbeit am Fraunhofer IOSB vielfach zum Einsatz kommendes Werkzeug sind dabei Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML). Das wurde auch im Rahmen der Festveranstaltung deutlich, bei der Expertinnen und Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft über das Thema »Digitalisierung: Was bleibt? Was wird?« diskutierten. »Jeder versucht heute, mehr oder weniger jedes Problem mit ML-Verfahren und KI zu lösen«, konstatierte Institutsleiter Jürgen Beyerer. »Die Ergebnisse sind allerdings oft unberechenbar.«

KI Engineering: Künstliche Intelligenz planbar machen

Daraus ergibt sich für das Fraunhofer IOSB ein wichtiger Forschungsfokus für die kommenden Jahre: »KI Engineering« – also die Herausforderung, aus dem Einsatz von KI und ML eine Engineering-Disziplin zu machen. Beyerer: »Das heißt, wie kommen wir bei rein datengestützten Verfahren zu einem methodischen Vorgehensmodell, wie man das auch sonst in den Ingenieurwissenschaften hat?« Daran arbeiten die Forschenden des Fraunhofer IOSB laut Beyerer in verschiedenen Anwendungskontexten, die von der Steuerung des Energiesystems über mobile Roboter bis zur industriellen Automatisierung reichen. Auch bei der gerade im Bau befindlichen Karlsruher Forschungsfabrik, die Fraunhofer gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) betreiben wird, stehe dieses Thema ganz oben auf der Agenda.

Ziel sei, so Beyerer, alle diese Systeme auch bei Verwendung von KI-Algorithmen beherrschbar zu machen, ihre Entscheidungen nachvollziehen zu können und ihre Leistungsfähigkeit im Vorhinein planen zu können: »Ingenieure gehen normalerweise so vor, dass sie schon zur Entwurfszeit sicher sein können, dass ein System zur Laufzeit macht was es soll. Dahin wollen wir auch beim Einsatz von KI und ML kommen – und daran arbeiten wir mit Hochdruck.«

 

Weitere Informationen zum Jubiläum und zur Geschichte des Fraunhofer IOSB:  www.iosb.fraunhofer.de/10-jahre

 

 

Informationen zu den zur Verfügung gestellten Pressefotos (siehe unten)

Hinweis: Die Bilder sind in einer niedrig aufgelösten Vorschauversion in der Bildergalerie abgebildet und können ganz unten, im Downloadbereich, in hochauflösender Version heruntergeladen werden.

Bild: 10_Jahre_Beyerer
Der Leiter des Fraunhofer IOSB, Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer, bei seiner Ansprache anlässlich der Jubiläumsfeier 10 Jahre Fraunhofer IOSB. Foto: Maximilian Schwarz/Sevencity © Fraunhofer IOSB

Bild: 10_Jahre_Feier
Rund 170 geladene Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Politik und Behörden, Wissenschaft und Wirtschaft kamen zur Jubiläumsfeier, die sich mit der Frage »Digitalisierung: Was bleibt? Was wird?« beschäftigte. Foto: Maximilian Schwarz/Sevencity © Fraunhofer IOSB

Bild: 2010_Fusionsfeier JBe_Tacke
Die Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer (li.) und Prof. Dr. rer. nat. Maurus Tacke bei der Fusionsfeier des Fraunhofer IOSB am 17. März 2010. © Fraunhofer IOSB/T. Kern

Bild: 2012 Smart Control Room Fraunh-8523x
Im Smart Control Room werden neue Technologien zwischen Mensch und Computer entwickelt und erprobt. Dort interagieren Personen ganz natürlich mit dem Raum. Sie können mit Zeigegesten entfernte Displays ohne Zusatzgeräte bedienen. Der Raum erkennt, welche Handlungen stattfinden und bietet die passenden Informationen und Werkzeuge an. © Fraunhofer IOSB/M. Zentsch

Bild: 2015 SKA_IT-SecurityLab
Das IT-Sicherheitslabor des Fraunhofer IOSB ist eine Forschungs- und Demonstrationsumgebung zur Absicherung von Produktionsnetzen gegen Hackerangriffe. Denn die Produktionsanlagen und Komponenten der Industrie 4.0 sind ans Internet angebunden, miteinander vernetzt und damit angreifbar.Neben seiner Forschung betreibt das Fraunhofer IOSB in Ilmenau und Görlitz sowie in Karlsruhe und Lemgo Lernlabore für IT-Sicherheitsschulungen zur Energie- und Wasserversorgung bzw. zur Produktion und industriellen Automatisierung. © Fraunhofer IOSB/M. Zentsch

Bild: 2017 SPR_Table Sort
Schüttgutsortierer sortieren automatisch Materialien, um die Qualität zu maximieren und Fremdkörper auszuscheiden (z. B. bei Getreide, Kaffeebohnen, Kräutern ..) sowie um sortenreines Recycling zu ermöglichen (z. B. bei Glasscherben oder gemahlenen Bauschutt). TableSort ist eine Miniaturausgabe eines solchen Schüttgursortierers, die auf einen Tisch passt und es möglich macht, Tests mit neuen Sensoren, Algorithmen und Schüttgütern durchzuführen. © Fraunhofer IOSB/M. Zentsch

Bild: 2018 Fraunhofer IOSB Five Great Divers
2016-2018 beteiligte sich das Fraunhofer IOSB erfolgreich am Shell Ocean Discovery XPRIZE Technologiewettbewerb. Dabei ging es um die großflächige Kartierung des Meeresgrundes in bis zu 4.000 Metern Tiefe mit Hilfe leichtgewichtiger autonomer Systeme. Das IOSB-Team kam ins Finale und unter die ersten fünf unter ursprünglich 32 teilnehmenden Teams. © Fraunhofer IOSB/E. Maydanik

Bild: 2018 IOSB.BoB
Der autonome Bagger IOSB.BoB kann Gefahrenstoffe bergen oder kontaminierte Bodenschichten abtragen und stellt ein flexibles Demonstrations- und Entwicklungssystem zum Test skalierbarer Autonomiefunktionen dar. © Fraunhofer IOSB

Bild: 2019 Faserlaser
Die Forschung an Laserquellen und dafür nötigen photonischen Komponenten gehört seit 2018 zum Portfolio des Fraunhofer IOSB. Das Kompetenzspektrum, das von der Physik der Signalentstehung über optische Sensorsysteme bis zur Nutzung der in den erfassten Daten enthaltenen Informationen für Menschen und Maschinen („optronische Verwertungskette“) reicht, wurde damit komplettiert. © Fraunhofer IOSB

Bild: 2019 Robdekon_Band
Einweihung des Kompetenzzentrums ROBDEKON – Robotersysteme für die Dekontamination in menschenfeindlichen Umgebungen am 25. Juni 2019. Das Kompetenzzentrum wird vom Fraunhofer IOSB koordiniert; zahlreiche Forschungs- und Anwendungspartner sind beteiligt. © Fraunhofer IOSB/D. Sturm

Bild: 2020 Karlsruher Forschungsfabrik
Gestützt auf Digitalisierung, Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, überführen Wissenschaft und Industrie neue, herausfordernde Fertigungsverfahren gemeinsam und in kürzester Zeit vom Reißbrett in die betriebliche Praxis: Das ist die Vision der Karlsruher Forschungsfabrik. Rendering der derzeit im Bau befindlichen Forschungsfabrik auf dem Campus Ost des KIT. Abbildung: Heinle, Wischer und Partner, Freie Architekten