Spitzenforschung für nachhaltige Künstliche Intelligenz

Der Projekttitel „Streaming Al“ steht für ein innovatives Konzept, das sich auf eine effiziente und umweltfreundliche Nutzung von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Industrie konzentriert. Das Forschungszentrum Pro2Future aus dem UAR Innovation Network leitet das Projekt und arbeitet mit zwei Instituten der Johannes Kepler Universität Linz zusammen – mit dem Institut für Pervasive Computing unter der Leitung von Alois Ferscha und mit dem Institut für Machine Learning von Sepp Hochreiter – die beide auch in Pro2Future tätig sind.

KI-Forschung – made in OÖ

Das Forschungszentrum Pro2Future konzentriert sich seit der Gründung im Jahr 2017 auf die Entwicklung zukunftsfähiger Produkte und Produktionssysteme. Ziel ist es, durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (Kl) und anderen fortschrittlichen Technologien intelligente, vernetzte und kognitiv fähige Systeme zu schaffen. Das Forschungszentrum spielt eine wichtige Rolle im Vorantreiben der digitalen und ökologischen Transformation der Industrie und zählt aktuell 46 Industriepartner – darunter weltweit renommierte Betriebe aus Oberösterreich wie ENGEL, Fronius, KEBA, Primetals, Siemens, voestalpine und viele mehr.

Die ELLIS Unit Linz im LIT Al Lab der JKU unter der Leitung von Prof. Sepp Hochreiter ist Teil des europäischen Forschungsnetzwerks European Laboratory for Learning and Intelligent Systems (ELLIS) und ein internationaler Leuchtturm. Das LIT Al Lab an der JKU bündelt weltweit anerkannte wissenschaftliche Expertise im Bereich der Künstlichen Intelligenz. Flankiert von einer stark aufgestellten anwendungsorientierten Forschung gehört Oberösterreich zu den renommiertesten Standorten im Bereich der KI-Forschung und spielt auf dem internationalen Parkett in der Top-Liga.

Wachstumsmotor Künstliche Intelligenz

„Künstliche Intelligenz hat sich zu einem Wachstumsmotor entwickelt. Die nächsten Jahre werden für den breiten Einsatz von Kl-Anwendungen entscheidend sein. Viele Unternehmen und Organisationen investieren, um ihre Prozesse agiler, effizienter und widerstandsfähiger zu machen. Das Projekt Streaming Al wird mit dem nachhaltigen und ressourceneffizienten Einsatz von KI einen weiteren Hebel setzen und neue Anwendungen ermöglichen“, so Landesrat Achleitner.

Eine Studie der Europäischen Kommission bestätigt den wirtschaftlichen Impact der KI. Langfristige besteht erhebliches Potenzial für das BIP-Wachstum (bis zu 13,5% des kumulativen BIP-Wachstums bis 2030), mit Unterschieden zwischen Regionen und verschiedenen Branchen. Den größten wirtschaftlichen Einfluss wird KI Iaut der Studie voraussichtlich auf die Bereiche Mobilität Fertigung & das industrielle Internet der Dinge sowie Smart Health haben.

Training on the Job

Künstliche Intelligenz ermöglicht es, viele Prozesse in der Industrie nachhaltiger zu gestalten. Mit dem Projekt Streaming Al wird nun auch der Einsatz von KI selbst ressourcenschonender gemacht. Herkömmliche KI-Systeme werden bisher mit großen Mengen an Trainingsdaten „gefüttert“ und auf leistungsstarken Servern vortrainiert, bevor sie in der Praxis zum Einsatz kommen. So sind die Systeme auf große Datenmengen angewiesen, benötigen viel Rechenleistung und Speicher und verursachen so auch einen beachtlichen Anteil an CO2-Emissionen. Das Projekt Streaming Al verfolgt einen neuen, innovativen Ansatz und leitet einen Paradigmenwechsel ein.

Das innovative Konzept konzentriert sich auf die effizientere Nutzung von Künstlicher Intelligenz (KI) in der industriellen Praxis. KI-Modelle sollen künftig direkt auf Geräten und Systemen im industriellen Alltag zum Einsatz kommen. In den Geräten eingebettet wird die KI im realen Betrieb trainiert. Die Kl lernt „on the job“. Streaming Al ist damit ein fortschrittlicher Ansatz, der das Potenzial hat, die Art und Weise, wie Kl im industriellen Alltag genutzt wird, grundlegend zu verändern. Durch die Verlagerung des Lernens und der Datenverarbeitung direkt auf die Geräte, die täglich im Einsatz sind, könnten zukünftige Anwendungen von Kl weitaus effizienter, autonomer und umweltfreundlicher gestaltet werden.

Oberösterreich als internationaler Hot-Spot der KI-Forschung

Das Land Oberösterreich finanziert das Projekt mit 0,75 Millionen Euro. Die Upper Austrian Research GmbH hat in ihrer Rolle als Leitgesellschaft für Forschung des Landes Oberösterreich in Zusammenarbeit mit der Abteilung Wirtschaft und Forschung des Landes Oberösterreich den Antrag für das strategische Projekt begleitet. Mit der Innovationsarbeit für einen ressourceneffizienten Einsatz von Kl wird das hochkarätige Forschungsteam maßgeblich dazu beitragen, Oberösterreich als internationalen Hot-Spot in der KI-Forschung weiter zu stärken.

In der OÖ Wirtschafts- und Forschungsstrategie #upperVISION2030 hat Oberösterreich klar das ehrgeizige Ziel verankert, bis zum Jahr 2030 zur Modellregion für Human-Centered Artificial Intelligence zu werden. Das Forschungsvorhaben Streaming Al stellt für das COMET K1 Zentrum Pro2Future mit aktuell 45 Mitarbeiter:innen auch eine wichtige Brücke in der Zentrumsentwicklung dar. Das Land Oberösterreich hat in den letzten acht Jahren über 4 Millionen Euro in die Forschungsarbeit des Zentrums eingebracht. Das neue Forschungsprojekt legt bereits jetzt einen Grundstein für die künftigen Forschungsschwerpunkte des Zentrums. „Betrachtet man die KI-Forschung auch im weiteren Sinn, also auch Kl-unterstützte Forschung, so fördert das Forschungs- und Wissenschaftsressort des Landes OÖ das Thema „KI“ im Zeitraum 2019-2026 mit knapp 37,9 Mio. Euro und hebelt damit Projekte mit einem Gesamtvolumen von insgesamt mehr als 130 Mio. Euro“, erläutert Landesrat Achleitner.

KI für industrielle Anwendungen

Die heutige Künstliche Intelligenz ist technologieorientiert, datenintensiv und ressourcenaggressiv. Jüngste Fortschritte in der konversationellen generativen Al haben gezeigt, dass die Anwendung von Al die Umwelt erheblich beeinträchtigen kann. „Die von Pro2Future entwickelte Kl ist menschenzentriert, vernetzt lernintensiv und ressourcenschonend. Anstatt einer zentralen Kl untersuchen wir eine in alle Produkte und Produktionssysteme eingebettete Kl. Anstatt einer an extrem großen Datenmenge lernenden Kl forschen wir an Lernmethoden für vernetzte, föderierte Individualintelligenzen. Anstatt einer Koste-es-an-Energie-was-es-wolle-Kl arbeiten wir an energieeffizienter grüner KI“, erläutert Alois Ferscha. Die Weiterentwicklung ist speziell auf die Bedürfnisse der Industrie ausgerichtet. Die in der Industrie nur sehr schwer zu realisierende Ex-ante Massendatenerhebung und deren Verwaltung in Massenspeicher und zentralisierten Serverfarmen soll vermieden werden können.

Fronius als Vorreiter in Oberösterreich

Der OÖ Vorzeigebetrieb Fronius, federführend in der Photovoltaik-, Schweiß- und Batterieladetechnologie tätig, verschreibt sich seit jeher der Forschung und Entwicklung. Fronius nimmt in vielen Bereichen eine Vorreiterposition ein und zählt zu den größten Hightechfirmen des Landes Oberösterreich. „Wir haben bei all unseren Innovationen den Blick stets nach vorne gerichtet und wollen gemeinsam mit unseren Kundinnen und Kunden eine lebenswerte Zukunft gestalten“, erklärt Christian Wassermayr, Leiter R&D Solar Energy bei Fronius. „Mit diesem nachhaltigen Gedanken im Fokus war es für uns als Industriepartner des Forschungszentrums Pro2Future nur eine logische Konsequenz, dass wir auch das neue Projekt für ressourcenschonenden Einsatz von Kl unterstützen“ so Wassermayr.