{"id":410624,"date":"2022-10-05T15:56:56","date_gmt":"2022-10-05T13:56:56","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=410624"},"modified":"2022-10-05T15:56:56","modified_gmt":"2022-10-05T13:56:56","slug":"integriertes-intelligentes-system-warnt-fruehzeitig-wenn-sich-ein-problem-in-der-elektronik-zeigt","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/integriertes-intelligentes-system-warnt-fruehzeitig-wenn-sich-ein-problem-in-der-elektronik-zeigt\/","title":{"rendered":"Integriertes intelligentes System warnt fr\u00fchzeitig wenn sich ein Problem in der Elektronik zeigt"},"content":{"rendered":"\n
Warum wir \u00fcber dieses Thema schreiben:<\/summary>

Von einem Auto wird erwartet, dass es viele Jahre lang zuverl\u00e4ssig f\u00e4hrt, durch hei\u00dfe Sommer, frostige Winter, Regen und St\u00fcrme. Heutzutage sind unsere Fahrzeuge mit immer mehr elektronischen Ger\u00e4ten ausgestattet, die uns im Voraus mitteilen, wenn sie drohen kaputt zu gehen.<\/p><\/div><\/details>\n\n\n\n

Mit sogenannten Grey-Box-Modellen, an denen Forschende des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Zuverl\u00e4ssigkeit und Mikrointegration IZM arbeiten, k\u00f6nnen in Zukunft etwaige Verschlei\u00dferscheinungen oder Manipulationen in elektronischen Systemen fr\u00fchzeitig erkannt werden, bevor es zu einem Ausfall kommt. Erstmals ausgearbeitet und getestet wird das neue Verfahren derzeit am Beispiel von sicherheitskritischen Anwendungen im Automobil- und Bahnbereich. Das Grundprinzip l\u00e4sst sich aber auch auf viele weitere Einsatzgebiete \u00fcbertragen, so Fraunhofer in einer Pressemeldung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Ein Forschungsvorhaben am Fraunhofer tr\u00e4gt dazu bei, dass es in diesem Bereich in Zukunft elegantere, nachhaltigere und energieeffizientere L\u00f6sungen geben wird. In dem Projekt SesiM Fraunhofer-Forschenden zusammen mit weiteren Partnern aus den Bereichen Mobilit\u00e4t und K\u00fcnstlicher Intelligenz am Beispiel von Auto und Bahn mit der Frage, wie sich komplexe elektronische Systeme selbst validieren k\u00f6nnen, also selbst evaluieren und mitteilen k\u00f6nnen, wie es um ihre Funktionst\u00fcchtigkeit steht \u2013 zum Beispiel \u00fcber ein integriertes Ampelsystem.<\/p>\n\n\n\n

“Interessant ist dabei f\u00fcr uns weniger, ob die Elektronik kaputt ist oder nicht, sondern der Bereich dazwischen”, erkl\u00e4rt Dr. Johannes Jaeschke, Elektrotechniker und Leiter des Teilprojekts des Fraunhofer IZM. “Schon lange bevor ein System ausf\u00e4llt, k\u00f6nnen bestimmte Funktionen beeintr\u00e4chtigt sein, zum Beispiel wenn Werkstoffe verspr\u00f6den. An der mechanischen Stabilit\u00e4t des Bauteils kann man solche Alterserscheinungen oft erst sehr sp\u00e4t erkennen. Das erschwert die \u00dcberwachung von elektronischen Systemen.”<\/p>\n\n\n

<\/a>
<\/div><\/div>
Autonome Fahrzeuge fahren mit neuem KI-Systeem besser unter schwierige Wetterbedingungen<\/div>
Forscher haben ein neuartiges System der k\u00fcnstlichen Intelligenz (KI) entwickelt, das autonomen Fahrzeugen (AVs) eine sicherere und zuverl\u00e4ssigere Navigation erm\u00f6glicht, vor allem bei ung\u00fcnstigen Wetterbedingungen.<\/div><\/div><\/div>\n\n\n

Aus Schwarz und Wei\u00df wird Grau<\/h2>\n\n\n\n

Den Schl\u00fcssel f\u00fcr eine effektive Selbstvalidierung von elektronischen Systemen sehen die Projektbeteiligten in sogenannten Grey-Box-Modellen. Diese hei\u00dfen so, weil sie sowohl auf White-Box- als auch auf Black-Box-Ans\u00e4tzen basieren.<\/p>\n\n\n\n

Am Fraunhofer besch\u00e4ftigt man sich seit vielen Jahren intensiv mit der physikalischen Ebene von elektronischen Systemen. Mit ihrer Expertise im Bereich Konzeption und Messtechnik k\u00f6nnen die Forschenden Modelle zur Zustandsbestimmung und -vorhersage erstellen, die auf physikalischen Prozessen basieren und beispielsweise Randbedingungen wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit mitmodellieren. Da die Funktionsweise solcher Modelle gut nachvollziehbar ist, werden sie auch White-Box-Modelle genannt. Je komplexer elektronische Systeme werden, desto schwieriger wird es jedoch, sie rein auf der physikalischen Ebene ganzheitlich zu erfassen und zu \u00fcberwachen. F\u00fcr datengetriebene Modelle, die Methoden K\u00fcnstlicher Intelligenz nutzen, sind komplexe Strukturen und riesige Datenmengen dagegen kein Problem. Was dabei innerhalb des Systems passiert, bleibt jedoch unklar \u2013 daher der Name Black-Box-Modell.<\/p>\n\n\n\n

“Mit Grey-Box-Modellen k\u00f6nnen wir das Beste aus beiden Welten kombinieren”, fasst Jaeschke zusammen. \u00bbDeshalb sprechen wir hier auch von hybrider Modellierung. Wir k\u00f6nnen sehr viele Daten verarbeiten, verstehen bei \u00c4nderungen im Signal aber gleichzeitig auch die physikalischen Hintergr\u00fcnde. Damit steigt das Vertrauen in unsere Daten.”<\/p>\n\n\n\n

\"Hybride<\/a>
Hybride Modelle kombinieren die Vorteile von physikalischen und datenbasierten Modellen. \u00a9 Fraunhofer IZM<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Von Testleiterplatten zu Prototypen<\/h2>\n\n\n\n

Bisher sind Grey-Box-Modelle in der praktischen Anwendung weitestgehend Neuland. Und so arbeiten auch die Forschenden bei SesiM nach einer anf\u00e4nglichen Konzeptionsphase derzeit mit der Beschreibung einfacher Schaltungen, die im Laufe des Forschungsprojekts immer weiter an Komplexit\u00e4t gewinnen werden. Die Testleiterplatten werden w\u00e4hrend der Fertigung und im Betriebszustand aufs Genauste vermessen und getestet. “So generieren wir einen digitalen Fingerabdruck unserer Testschaltung”, erkl\u00e4rt Jaeschke. Dabei werden auch Daten unter extremen Randbedingungen erhoben.<\/p>\n\n\n\n

Im n\u00e4chsten Schritt gilt es, innerhalb der riesigen Datenmengen die Parameter zu identifizieren, die f\u00fcr die Darstellung des Systems auch wirklich relevant sind, um daraus dann unter Ber\u00fccksichtigung des physikalischen Wissens ein Modell zu erstellen, das Abweichungen von einem vorher festgelegten Idealzustand erkennt. Manipulationen von au\u00dfen sollen damit schnellstm\u00f6glich erkannt und Verschlei\u00dferscheinungen fr\u00fchzeitig vorhergesagt werden. Zu sp\u00e4teren Zeitpunkten im Projekt werden die Testleiterplatten dann in Prototypen in der Automobil- und Bahnanwendung \u00fcberf\u00fchrt und die erstellten Modelle auch anhand dieser ausf\u00fchrlich evaluiert.<\/p>\n\n\n\n

Potenzial f\u00fcr breite Anwendung<\/h2>\n\n\n\n

In Zukunft k\u00f6nnte also das eigene Auto \u00fcber ein integriertes intelligentes System fr\u00fchzeitig eine Warnmeldung anzeigen, wenn sich ein Problem in der Elektronik zeigt, und eine Selbstdiagnose stellen. Automechaniker wiederum k\u00f6nnten bei Wartungsarbeiten am Wagen alle vom Fahrzeug gesammelten Informationen \u00fcber dessen Zustand auslesen und anhand dessen gezielte Reparaturma\u00dfnahmen einleiten.<\/p>\n\n\n\n

Vorrangiges Ziel von SesiM ist es aber zun\u00e4chst nachzuweisen, dass das Grundprinzip der Selbstvalidierung elektronischer Systeme mithilfe von Grey-Box-Modellen auch tats\u00e4chlich funktioniert. Jaeschke glaubt fest an die Idee: “Gelingt uns dies, wird unser Ansatz ma\u00dfgeblich dazu beitragen, die Zuverl\u00e4ssigkeit von elektronischen Systemen zu erh\u00f6hen. Gerade im sicherheitskritischen Mobilit\u00e4tsbereich ist das von enormer Bedeutung und w\u00fcrde das Ansehen von in Deutschland entwickelter Automobil- und Bahntechnik weiter st\u00e4rken.”<\/p>\n\n\n\n

Ein Folgeprojekt der Forschenden am Fraunhofer IZM wird sich mit dem Thema Luftfahrt besch\u00e4ftigen. Aber auch au\u00dferhalb des Mobilit\u00e4tsbereichs sind Anwendungen denkbar, beispielsweise in der Medizintechnik oder bei entlegenen Windr\u00e4dern, die f\u00fcr eine regelm\u00e4\u00dfige externe \u00dcberwachung und vorsorgliche Wartungen nur schwer zug\u00e4nglich sind.<\/p>\n\n\n

<\/a>
<\/div><\/div>
Neues Fr\u00fchwarnsystem f\u00fcr selbstfahrende Autos warnt vor zu komplexen Situationen<\/div>
Ein Forschungsteam der TU M\u00fcnchen hat ein neues Fr\u00fchwarnsystem f\u00fcr autonome Fahrzeuge entwickelt, das vor Situationen warnt, die ein Eingreifen des Fahrers erfordern.<\/div><\/div><\/div>","protected":false},"author":2537,"featured_media":515137,"template":"views\/single-selected.blade.php","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":""},"categories":[26030],"tags":[128693,45394,25288],"location":[24328],"internal_archives":[],"class_list":["post-410624","selected","type-selected","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-mobilitaet-de","tag-elektronische-systeme-de","tag-fraunhofer-izm-de","tag-mobilitaet-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":[],"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/AV-car-credit-Yasin-Almalioglu.jpg","coauthors":[],"author_meta":{"author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/wesley-klop\/","display_name":"Wesley Klop"},"relative_dates":{"created":"Posted 4 years ago","modified":"Updated 4 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on October 5, 2022","modified":"Updated on October 5, 2022"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on October 5, 2022 3:56 pm","modified":"Updated on October 5, 2022 3:56 pm"},"featured_img_caption":"","tax_additional":{"category":{"linked":["Mobilit\u00e4t<\/a>"],"unlinked":["Mobilit\u00e4t<\/span>"],"slug":"category","name":"Categories"},"post_tag":{"linked":["elektronische systeme<\/a>","Fraunhofer IZM<\/a>","mobilit\u00e4t<\/a>"],"unlinked":["elektronische systeme<\/span>","Fraunhofer IZM<\/span>","mobilit\u00e4t<\/span>"],"slug":"post_tag","name":"Tags"},"language":{"linked":["DE<\/a>"],"unlinked":["DE<\/span>"],"slug":"language","name":"Tags"},"post_translations":{"linked":["pll_633d5799d3c0b<\/a>"],"unlinked":["pll_633d5799d3c0b<\/span>"],"slug":"post_translations","name":""},"location":{"linked":["Deutschland<\/a>"],"unlinked":["Deutschland<\/span>"],"slug":"location","name":"Locations"},"internal_archives":{"linked":[],"unlinked":[],"slug":"internal_archives","name":"Internal Archives"}},"series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected\/410624","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/selected"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2537"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/515137"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=410624"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=410624"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=410624"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=410624"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=410624"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}