Fraunhofer-Forschung

Winzige Bauelemente mit Edge KI verknüpfen

11. November 2022, 12:50 Uhr | Kathrin Veigel
Fraunhofer IPMS Mikrosensorik KI
Künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence) in Mikrosensoren und -aktoren.
© Fraunhofer IPMS

Im Alltag sind digitale Helfer wie smarte Apps oder mitdenkende Autos bereits fest integriert. Derzeit erfolgt die Verarbeitung der Daten jedoch meist auf großen, externen Servern. Eingebettete KI (Edge KI) soll dies ändern und die Verarbeitung von Daten direkt am Endgerät ermöglichen.

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) vernetzt zunehmend seine Expertise und Entwicklungen unterschiedlicher Forschungsbereiche. So wurden in einem institutsinternen Projekt Erkenntnisse aus der Mikrosensorik und -aktorik mit neuesten Technologien der Nanoelektronik, drahtloser Kommunikation und Prozessorentwicklungen zusammengeführt. Die daraus entstehenden Synergieeffekte bietet nun maßgeschneiderte Komplettlösungen für hardwarenahe, KI-gesteuerte Mikrosensoren und -aktoren.

Dabei wird eine sensor- beziehungsweise aktornahe Signalvorverarbeitung mittels KI-basierter Methoden (Schwerpunkt: TinyAI/Embedded KI) ermöglicht. Die Vorteile liegen dabei sowohl in einer geringen Latenz in der Verarbeitung als auch in einer sichereren Datenverarbeitung ohne Netzwerkanbindung. Weiterhin ermöglicht die Edge-KI-Lösung ein Nachlernen im Feld, um das System für spezielle vor-Ort Randbedingungen zu optimieren.

Speziell für Edge-KI-Sensoren/Aktoren-Lösungen wurde am Institut die bestehende RISC‑V-Computing-Plattform EMSA5 um eine KI-Funktionalität (basierend auf Tensorflow Lite) erweitert. Die Anwendungsgebiete der genutzten Sensoren und Aktoren umfassen Spektrometer, ISFET-Sensoren sowie Ultraschall-Bildgebung (zur Zustandsüberwachung, Gestensteuerung oder Umgebungserkennung bei Cobots).


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