Information

Der Treibstoff unserer Gesellschaft entsteht am KIT

Informationen sind der Treibstoff unserer modernen Gesellschaft. Ein sicherer und nutzbringender Umgang mit ihnen ist für das Bestehen und die Weiterentwicklung unseres Gemeinwesens im Zeitalter der Digitalisierung unerlässlich. An technischen Systemen dafür forschen am KIT rund 800 Forscherinnen und Forscher in etwa 30 Instituten über die Fachgrenzen hinweg.

Spezialistinnen und Spezialisten aus so unterschiedlichen Disziplinen wie Informatik, Wirtschaftswissenschaften, Elektro- und Informationstechnik, dem Maschinenbau sowie den Sozialwissenschaften bearbeiten  gemeinsam drängende Themen wie Cybersicherheit oder Management und Analyse riesiger Datenmengen. Sie entwickeln zukunftsweisende humanoide Roboter, die auf menschliche Sprache und Gesten reagieren, intelligente Maschinen für die Industrie von morgen und die Arbeit in unwirtlichen Umgebungen wie der Tiefsee oder fernen Planeten. Sie erproben revolutionäre Kommunikationsnetze für das Autonome Fahren.

Research Focus

Engineering Trustworthy and Embodied AI Systems

Der Research Focus Engineering Trustworthy and Embodied AI Systems verfolgt zwei eng miteinander verwobene Leitlinien:

Entwicklung adaptiver, verkörperter KI-Systeme, die aus der Interaktion mit der physischen Welt lernen und die Konsequenzen ihres Handelns reflektieren;
Erforschung neuer Methoden zur Sicherstellung der Vertrauenswürdigkeit von Software- und Hardware-Systemen.

Zentrale Forschungsfelder sind die stärkere Integration von KI und physischer Verkörperung, die Etablierung einheitlicher multimodaler Rahmenwerke sowie die Weiterentwicklung von Validierung- und Verifikationstechniken. Das übergeordnete Ziel ist es, die Kluft zwischen den leistungsfähigen Möglichkeiten von KI und den hohen Anforderungen an Vertrauenswürdigkeit in sicherheitskritischen Anwendungsfeldern zu überbrücken, um letztlich KI-Architekturen mit messbaren Kennzahlen für die Vertrauenswürdigkeit zu entwerfen.

Forschungshighlights umfassen KI-gestützte Verkehrssteuerung, menschenzentrierte Robotik und Mensch-Maschine-Interaktion, wie sie in unseren Reallaboren ‚Testfeld Autonomes Fahren Baden-Württemberg (TAF BW)‘ und ‚Robotische KI‘ erforscht werden. Ein weiteres zentrales Vorhaben ist der Sonderforschungsbereich zur ‚Consistency in the View-Based Development of Cyber-Physical Systems‘.

Forschungshighlights

Cyberattacken abwehren

Übermittlung von Nachrichten, Verkehr, Industrieproduktion, Forschung, Verwaltung – nahezu kein Bereich kommt mehr ohne moderne Informations- und Kommunikationstechnologien aus. Durch die fortschreitende Vernetzung durch digitale Trends wie Stromnetze der Zukunft, Industrie 4.0, Smart Home oder selbstfahrende Autos werden die Angriffsflächen für Cyberkriminelle immer größer – gleichzeitig nimmt die Zahl der Cyberangriffe stetig zu. Solche Attacken auf die digitale Infrastruktur durch Kriminelle oder staatliche Organisationen bedrohen den Wohlstand und die Sicherheit unserer Gesellschaften, am Ende sogar Freiheit und Demokratie. Für hochentwickelte Länder so gefährliche Cyberattacken abzuwehren, daran arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Kompetenzzentrum für IT-Sicherheit KASTEL am KIT.

Mit Künstlicher Intelligenz Sprachbarrieren überwinden

Im internationalen Austausch, ob in Wirtschaft oder Politik, sind Übersetzungsleistungen gefragt. Forscherinnen und Forscher des KIT entwickeln selbstlernende Systeme zur automatischen Spracherkennung und Simultanübersetzung. Die automatische Spracherkennung ermöglicht Echtzeit-Transkriptionen. Ein automatischer Vorlesungsübersetzer in Hörsälen des KIT hilft den internationalen Studierenden dabei, Vorlesungen in deutscher Sprache zu folgen.

Humanoider Roboter ARMAR mit KIT-Logo in einem Labor. Amadeus Bramsiepe, KIT

Robo-Helfer für Haushalt und Arbeitsplatz

Das KIT ist die Heimat der humanoiden Roboter der ARMAR-Familie, die den Menschen zukünftig im Haushalt und am Arbeitsplatz unterstützen sollen: Während herkömmliche Industrieroboter hinter Absperrgittern agieren, kann ARMAR-6 direkt mit Menschen zusammenarbeiten. Er ist dazu nicht auf eine bestimmte Betätigung festgelegt, sondern kann durch Beobachten des Menschen den Gebrauch neuer Werkzeuge selbst lernen und  seinen Kolleginnen und Kollegen mit Hammer oder Bohrmaschine zur Hand gehen. Das funktioniert nicht nur mit wenigen vorprogrammierten Arbeitsgeräten, denn dank seiner Künstlichen Intelligenz kann der Robo-Helfer seine Fähigkeiten kontinuierlich verbessern, durch Beobachten, sprachliche Anweisung oder aus eigener Erfahrung. Als echter Assistent kann ARMAR-6 erkennen, wann ein Mensch Hilfe benötigt und diese proaktiv anbieten. ARMAR-3 hilft derweil in der Küche, holt Milch aus dem Kühlschrank, rührt Teig an und putzt hinterher die Arbeitsplatte.

Mobilfunkgerät Henning Strauch/KIT

Technologien für leistungsfähige, energieeffiziente Datennetze

Drahtlose Datennetze der Zukunft müssen höhere Übertragungsraten und kürzere Verzögerungszeiten ermöglichen und dabei immer mehr Endgeräte versorgen. Forscherinnen und Forscher des KIT arbeiten an Technologien für die nächste Generation der drahtlosen Datenübertragung. „6G“ soll noch deutlich höhere Übertragungsraten, kürzere Verzögerungszeiten, eine größere Gerätedichte sowie die Integration Künstlicher Intelligenz ermöglichen. Künftige drahtlose Netze werden aus einer Vielzahl kleiner Mobilfunkzellen bestehen, innerhalb derer hohe Datenmengen schnell und energieeffizient übertragen werden. Zur Vernetzung dieser Zellen werden Funkstrecken benötigt, mit denen sich Hunderte von Gigabit pro Sekunde auf einem Kanal übertragen lassen. Dazu bieten sich Frequenzen im Terahertz-Bereich an, die im elektromagnetischen Spektrum zwischen den Mikrowellen und der Infrarotstrahlung liegen.

Auf dem Gebiet der lichtbasierten Datenverbindungen ist Forschenden des KIT und der École Polytechnique Fédérale de Lausanne ein Durchbruch gelungen. Das Forscherteam hat ein neuartiges Bauteil entwickelt, das Daten schnell und energieeffizient durch Glasfaserkabel sendet. Die fortschrittliche Fertigungstechnologie ermöglicht zudem eine kostengünstige Herstellung in großer Stückzahl auf Standard-Halbleiterplatten.