Fraunhofer Strategisches Forschungsfeld

Künstliche Intelligenz (KI)

Künstliche Intelligenz, kognitive Systeme und Maschinelles Lernen spielen eine entscheidende Rolle in der künftigen Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft. Die Fraunhofer-Gesellschaft entwickelt an vielen Instituten Schlüsseltechnologien für KI und ihre Anwendungen. Unsere Forschung leistet wesentliche Beiträge zur Entwicklung von sicheren, vertrauenswürdigen und ressourceneffizienten KI-Technologien und orientiert sich eng am praktischen Bedarf von Unternehmen und Gesellschaft.

Sie werden nicht die Herrschaft übernehmen – doch Systeme der Künstlichen Intelligenz werden uns immer mehr Aufgaben in Fabrik, Büro und Alltag abnehmen: Sie steuern das autonome Auto, stellen medizinische Diagnosen und schützen vor Cyber-Angriffen. Zahlreiche Branchen werden von diesen Technologien radikal verändert – und werden von ihnen profitieren. Künstliche Intelligenz und Technologien aus ihrem Umfeld sind daher eines der wichtigsten digitalen Zukunftsthemen und spielen eine entscheidende Rolle in der künftigen Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft.

KI ist eine strategische Ressource. Daher hat ein globales Wettrennen um diese wirtschaftlich und strategisch entscheidenden Technologien begonnen. Ein Defizit eigener Kompetenzen führt zu Abhängigkeiten von Akteuren, die beispielsweise geringere Standards bei Datenschutz, Sicherheit und algorithmischer Nachvollziehbarkeit aufweisen, was die technologische Souveränität und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands und Europas gefährdet.

Die Fraunhofer-Gesellschaft entwickelt an zahlreichen Instituten KI-Technologien für Anwendungen in allen Branchen und Bereichen – von Automobillösungen über Medizintechnik bis zur zerstörungsfreien Prüfung. Zentral ist dabei immer auch die Vertrauenswürdigkeit und Sicherheit der Systeme, ihre Energieeffizienz sowie die Kombination von Expertenwissen mit datengetriebenem Maschinellen Lernen für die bessere Nachvollziehbarkeit von KI-Algorithmen.

Schwerpunkte

Hybride KI-Methoden | KI-Systeme | Ressourceneffiziente KI | KI für Computing-Architekturen | Trusted AI

 

Webspecial

Künstliche Intelligenz in der Medizin

Diagnose-Hypothesen, individualisierte Therapien: Künstliche Intelligenz hat begonnen, den Kampf gegen Krebs zu revolutionieren.

 

Fraunhofer-Allianz Big Data und Künstliche Intelligenz BIG DATA AI

In der Fraunhofer-Allianz Big Data und Künstliche Intelligenz bündeln mehr als 30 Institute ihre branchenübergreifende Expertise. Die Fraunhofer-Experten begleiten Unternehmen bei der Umsetzung von Big-Data- und KI-Strategien, entwickeln Software und datenschutzgerechte Systeme und bilden Fach- und Führungskräfte zu »Data Scientists« aus.

 

Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies

Der Cluster erforscht kognitive Technologien für das industrielle Internet. Forscher aus unterschiedlichen Disziplinen entwickeln Schlüsseltechnologien entlang der Wertschöpfungskette vom Sensor über intelligente Lernverfahren bei der Datenverarbeitung bis hin zur Cloud.

Impactziele

Bezahlbare Gesundheit

Auf allen Feldern der Medizin-, Umwelt- und Ernährungsforschung steuert Fraunhofer Ergebnisse bei, die der Gesundheit der Patienten dienen und Gesundheit bezahlbar machen. Intelligente, assistierende Systeme unterstützen uns bei der Gesundheitsvorsorge, Diagnostik, Therapie und Pflege. Als entscheidende Gesundheitsfaktoren spielen auch Ernährung und Lebensmitteltechnik eine wichtige Rolle in der Fraunhofer-Forschung, ebenso wie ein wirkungsvoller Umweltschutz.

Neue Medikamente in der Klinik testen, nach spezifischen Biomarkern suchen, fühlende Prothesen entwickeln oder Konzepte für ein sicheres Datenmanagement entwerfen: Die medizintechnische Forschung in Deutschland ist umfangreich, vielfältig und interdisziplinär. Sie ist nicht ohne Grund eines der wichtigsten Innovationsfelder innerhalb der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Unter Einsatz neuester Technologien werden wirksame Verfahren und Produkte entwickelt, um Diagnose, Vorsorge, Therapie, Pflege und Rehabilitation von Patienten zu verbessern.

Ein Großteil der Institute der Fraunhofer-Gesellschaft engagiert sich im Bereich der Gesundheitsforschung. Oberstes Ziel ist es dabei, nicht nur die Möglichkeiten der Medizin zu verbessern und Prozesse zu optimieren, sondern die Gesundheit für alle bezahlbar zu machen.

Gerade die interdisziplinäre Vernetzung innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft und die Bündelung aller notwenigen Kompetenzen bietet hervorragende Voraussetzungen für eine Lösung dieser anspruchsvollen Aufgabe. Die Bewältigung dieser Herausforderung führt in der Gesundheitsforschung zu neuen technologischen Entwicklungen.

Sicherheit und resiliente Gesellschaft

Sicherheit und resiliente Gesellschaft gewinnen immer mehr an Bedeutung. Die Fraunhofer-Gesellschaft entwickelt Technologien, Produkte und Dienstleistungen, um mögliche Gefahren frühzeitig zu erkennen, ihnen entgegenzutreten, Folgeschäden zu minimieren und dadurch insgesamt Risiken zu reduzieren.

Sicherheit ist und bleibt eines der wichtigsten Bedürfnisse unserer Gesellschaft. Aufgrund veränderlicher Bedrohungen ist dieses Thema nach wie vor hochaktuell. Die zivile Sicherheitsforschung ist in Deutschland als querschnittliche Forschungsdisziplin erfolgreich etabliert. Von Beginn an eingebettet in die Hightech-Strategie der Bundesregierung, tragen viele Akteure aus Wissenschaft, Forschung, Wirtschaft, Behörden und Sicherheitsorganisationen in Verbundprojekten zur Erarbeitung konkreter Lösungen zur Bewältigung komplexer Herausforderungen bei. Letztere haben sich gerade in jüngster Vergangenheit aufgrund sicherheitspolitischer, gesellschaftlicher und technologischer Veränderungen stark erweitert. 

Durch das Konzept der Resilienz wird im Sinne einer konsequenten Weiterentwicklung der Sicherheitsforschung die Verknüpfung zwischen Sicherheit und Nachhaltigkeit geschaffen. Das bedeutet für die Zukunft: Alle gesellschaftlich relevanten Systeme als Ganzes werden resilient, also widerstandsfähig, robust, lern- und anpassungsfähig sein müssen. Dieses Ziel einer sicheren und resilienten Gesellschaft ist ein Kernanliegen der Fraunhofer-Gesellschaft.

Digitalisierte Wertschöpfung

Der digitale Wandel erstreckt sich über nahezu alle Lebensbereiche und eröffnet neue Chancen für Wirtschaft und Gesellschaft. Neue Entwicklungen und Lösungen strahlen über die konkrete Anwendung hinaus und beflügeln ganze Wirtschaftszweige. Die Fraunhofer-Gesellschaft treibt diesen Wandel zielgerichtet voran, um die digitale Wertschöpfung in allen Bereichen zu stärken und weiterzuentwickeln.

Große Herausforderungen, aber auch eine enorme Chance eröffnet der digitale Wandel. Die zunehmende Vernetzung und Automatisierung, das Nutzen von Daten aus unterschiedlichsten Quellen sowie digitale Schnittstellen zu den Kunden ermöglichen vollkommen neue Wertschöpfungsketten. Ob Produktion, Handel, Dienstleistung, Logistik oder Verkehr – die Digitalisierung verändert die Wirtschaft grundlegend. In den vergangenen Jahren hat Fraunhofer entscheidend dazu beigetragen, die Vernetzung der Produktion und die digitale Innovation in Deutschland voranzutreiben. Fraunhofer leistet wichtige Beiträge, damit Unternehmen die Potenziale der Digitalisierung nutzen können.

Mit ihrer Forschung zu den Themen IT-Sicherheit, Datensouveränität, Industrial Data Space, Künstliche Intelligenz, Next Generation Computing und IT-Infrastrukturen leisten Fraunhofer-Forschende wichtige Beiträge, um die digitale Transformation aktiv voranzutreiben und die Wettbewerbsfähigkeit deutscher und europäischer Unternehmen zu stärken. Unsere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten helfen der Wirtschaft und der Gesellschaft, die Herausforderungen der Digitalisierung zu meistern und die Chancen zu nutzen, die der digitale Wandel eröffnet.

Ganzheitliche Kreislaufwirtschaft

Ob Bauschutt, Altholz, Müllverbrennungsschlacke, kohlefaserverstärkter Verbundwerkstoff oder Elektronikschrott – jedes Jahr fallen weltweit insgesamt mehrere Millionen Tonnen derartiger Abfälle an. In Zeiten knapper werdender Ressourcen und im Sinne der Nachhaltigkeit müssen die heute meist linearen in zirkuläre Verwertungssysteme überführt werden.

Eine Kreislaufwirtschaft stellt das Gegenteil des derzeit noch vorherrschenden Prinzips der industriellen Produktion der »Linearwirtschaft« (häufig auch »„Wegwerfwirtschaft« genannt) dar. Bei Letzterer wird ein Großteil der eingesetzten Rohstoffe nach der jeweiligen Nutzungsdauer der Produkte deponiert oder verbrannt. Nur ein geringer Anteil wird einer Wiederverwendung zugeführt. Im Gegensatz dazu stellt die Kreislaufwirtschaft ein regeneratives, in diesem Sinne erneuerbares System dar. In ihm werden der Einsatz von Ressourcen, die Produktion von Abfall und Emissionen sowie die Verschwendung von Energie minimiert. Erreicht wird dieses durch Verlangsamen, Verringern und Schließen von Energie- und Materialkreisläufen. Als grundsätzliche Instrumente hierfür stehen langlebige Konstruktionen, Instandhaltung, Sanierung, Reparatur(-fähigkeit), Wiederverwendung, Wiederaufarbeitung und Wiederverwertung (Recycling) zur Verfügung. 

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat es sich zum Ziel gesetzt, den Wandel vom heutigen, weltweit noch weitgehend linearen hin zu einem zirkulären System aktiv zu gestalten und forscht an den hierfür benötigten systemischen, technischen und sozialen Innovationen und den daran angepassten Wertschöpfungsnetzwerken.