IKT 2020 Aktuelle Innovationsallianzen in der ......50 Jahre IT an der Universität Hamburg: IT als Motor von der Wissenschaft und Gesellschaft Festkolloquium Hamburg, 1. November

50 Jahre IT an der Universität Hamburg: IT als Motor von der Wissenschaft und Gesellschaft

Festkolloquium Hamburg, 1. November 2008

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbHSaarbrücken, Kaiserslautern, Bremen, Berlin

E-mail: [email protected]: http://www.dfki.de/~wahlster

Wolfgang Wahlster

IKT 2020 Aktuelle Innovationsallianzen

in der Informatikforschung

© W. WahlsterDFKI GmbH

Das Innovationsfeld IKT: Der Innovationsmotor Nr. 1

Dr. S. DaisGeschäftsführung, Robert Bosch

Mehr als 80% der Innovationen im Automobilbereich beruhenauf IKT.

Prof. Dr. E. Reinhardt Bereichsvorstand, Siemens

In der Medizintechnik ist die IKT für mehr als 80% derInnovationen verantwortlich.

Dr. J. HelbigBereichsvorstand, Deutsche Post

Innovationen in der Logistikwerden zu über 80% von der IKT getrieben.


1,5 Milliarden EuroFörderprogramm(2007-2011)

Innovationsallianzen sollen Hebel 1:5BMBF-Fördersumme zu Folgeinvestitionender Industriepartner haben

Innovationsallianzen in IKT 2020


Hightech-Strategie Forschungsunion

IT-Gipfel Feldafinger Kreis


Prof. Dr. Hans-Jörg Bullinger, Vorsitzender

(Präsident der Fraunhofer- Gesellschaft)

Dr. Arend Oetker, Vorsitzender (Präsident des

Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft)

Willi Berchtold (Mitglied des

Vorstands der ZF Friedrichshafen AG)

Prof. Dr. Wolfgang Wahlster (CEO des Deutschen

Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz in

Saarbrücken, Kaiserslautern und Bremen)

Dr. Stefan Marcinowski (Mitglied des Vorstands der BASF Aktiengesellschaft)

Prof. Dr. Jürgen Mlynek (Präsident der Helmholtz- Gemeinschaft Deutscher

Forschungszentren)

Dr. Annette Schavan, (Bundesministerin für

Bildung und Forschung)

Dagmar Wöhrl (Parlamentarische Staatssekretärin im

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie)

Manfred Wittenstein (Vorstandsvorsitzender der

Wittenstein AG)

Prof. Dr. Sigmar Wittig (Leiter des Instituts für Thermische

Strömungsmaschinen an der Universität Karlsruhe (TH))

Dr. Dieter Kurz (Vorsitzender des

Konzernvorstandes der Carl Zeiss AG),

Karl-Heinz Lust (Geschäftsführender

Gesellschafter der Lust Antriebstechnik GmbH)

Prof. Dr. Frieder Meyer-Krahmer

(Staatssekretär im Bundesministerium für

Bildung und Forschung)

Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaft Umsetzung der HighTech-Strategie der Bundesregierung


1. Das IKT 2020 Förderprogramm im Rahmen der Hightech-Strategie des Bundesregierung

2. Das Internet der Dienste und das Internet der Dinge

3. Zwei Beispiele für aktuelle Innovationsallianzen

3.1. SemProm: Das semantische Produktgedächtnis

3.2. SIM-TD: Proaktive Fahrerassistenz durch Car2X- Kommunikation

4. Konklusion

Gliederung des Vortrages


Automobiltechnik Automatisierung

Gesundheitbranche,Medizintechnik

Neue Sensoren Organische Elektronik,

Mikroaktuatoren,Smart LabelsMikrosysteme

…

SoftwareEngineering,

Mensch-Technik-Interaktion,

Agententechnologie…

Erweiterte Realität,UmgebungserkennungAmbiente IntelligenzSemantisches Web

DRM… © W. Wahlster

Umgebungserkennung

Internet dernächsten

Generation4G-Mobilfunk, Sensor

Netze, Grid…

Zielbranchen

Basis-technologien

Eingebettete Systeme

Serviceorientierte Architekturen für neue Geschäftsprozesse

Innovations-treiber

Gesundheitbranche, Logistik, Dienstleistungen

Internet der Dinge

Strategischer Ansatz des IKT 2020 Programms

- Sicher, zuverlässig

- Einfach benutzbar

- Wirtschaftlich

- Sparsam

Systeme mit Umgebungsintelligenz und Realweltzugang

Energietechnik,Ressourcen-management

PrimäreQualitätsziele

Semantische Modellierung und digitale Simulation

Elektroniksysteme Softwaresysteme NetztechnologienWissenstechnologien

IKT-Wirtschaft


Strategie zur Fokussierung auf Qualitätsziele, die Stärken in der deutschen IKT-Forschung umsetzen und das hohe internationale Ansehen deutscher Ingenieursleistungen auf IKT-Lösungen übertragen

• Sicherheit und Zuverlässigkeit

• Benutzerfreundlichkeit

• Wirtschaftlichkeit

• Ressourceneffizienz

Primäre Qualitätszielefür deutsche IKT-Lösungen:

"TÜV-Siegel" für deutsche IKT-Systeme


Wertschöpfung entlang der gesamten Innovationskette innerhalb Deutschlands

Forschung bis zum

Demonstrator

Vor-entwicklung

bis zumPrototyp

Entwicklungder Produkt-funktionen

INVENTION

Sprachbasierte Navigation im Auto

BMBF-Projekt SmartKom

2004

Transfer mitBMW- und

DaimlerChrysler- Forschung

Lieferant:Harman/Becker

Automotive Systems

Weltneuheit alsinnovatives Produkt

von BMW und DaimlerChrysler

2005 2006 2007

Integration,Marketing

undVertrieb

INNOVATION


Das Internet der Zukunft

Web 1.0 MobilesInternet

Web 2.0 Web 3.0

MORGEN ÜBERMORGEN

InternetderDienste

HEUTE

SemantischesWeb

M2M

InternetderDinge


Web 3.0 = Semantisches Web + Web 2.0

Benutzerpartizipation

Sem

antis

ch fu

ndie

rt

Semantisches Web(z.B. SmartWeb)

Semantisches Web(z.B. SmartWeb)

Web 3.0(u.a. Theseus)

Web 3.0(u.a. Theseus)

Web 1.0(z.B. HomepagesPortale, Chats)

Web 1.0(z.B. HomepagesPortale, Chats)

Web 2.0(z.B. Folksonomies,

Blogs, Wikis)

Web 2.0(z.B. Folksonomies,

Blogs, Wikis)


InternetderDinge

3D-Internet

InternetderDiensteSemantisches

Web

Multimodale Interaktionstechnologien

Sicherheitsinfrastruktur

Breitbandige Kommunikationsinfrastruktur

Future Internet

Das Internet der Zukunft


Das iPhone mit multimodalem Sprachdialog zum Zugriff auf das Internet der Dienste in Theseus

Kombination von Sprache und Gestik zur Auswahl eines Emissionskalkulatordienstes


Das Internet der Dinge: Vom Zentralcomputer zu vernetzten eingebetteten Computern

Zeit

Ver

brei

tung

4) Funksensoren als eingebettete Computer

1) Zentralrechner

1 ComputerViele Benutzer

2) PCs

1 Computer1 Benutzer

3) PDA, Smart Phone Smart Card

1 Benutzer viele ComputerM2M-Kommunikation

2000 202019801960


Urgroßmutter in Wohnzimmer

gestürzt,kommt ohne Hilfe

nicht hoch

Mitteilung an Handys

aller Angehörigen

Seniorenwohnung

Fahrzeug

Aquaplaninggefahrdirekt hinter Auffahrt

Rüsselsheim-Mitte

Mitteilung an Fahrerassistenz-

system aller Autos in der Umgebung

Eilpaket

Liege schon seit 6 Stunden im Zollamt

in Mexico-City

Mitteilung an Logistiksystem sowie Spediteur und Auftraggeber

Eingebettete Systeme als Sender

Nachricht überInternet

Eingebettete Systemeals Empfänger

Das Internet der Dinge


Öldruck seit 10 Minuten fallend,Wartung in den

nächsten 2 Stunden erforderlich

Mitteilung an Fabrikleitstand

Hydraulik am Fließband

Palette mit Frischeiern

Eier waren mehr als 25 Grad ausgesetzt - Salmonellengefahr

Mitteilung an Qualitäts-management

Medikamentenblister

Pillen am Mittag vom Patienten nicht

eingenommen

Mitteilung an Gesundheits-assistenzystem

Eingebettete Systeme als Sender

Nachricht überInternet

Eingebettete Systemeals Empfänger

Das Internet der Dinge


Semantic Product Memory

Produkte führen Tagebuch

„Digitales Produktgedächtnis“ im Rahmen des IKT-2020 Forschungsprogramms des BMBF

Förderung: 16,4 Mio Euro, Volumen: 25,8 Mio Euro

Geplantes Investitionsvolumen der Industriepartner: 150 Mio Euro

BMBF-Referat 524, Dr. R. Jansen

Leiter: Prof. W. Wahlster (DFKI)

Laufzeit: 2008-2011

SemProM


Das digitale Produktgedächtnis: Von der Produktion bis zum Endverbraucher

Produktion

Lager

SB-Warenhaus

Privathaushalt

Das Produktgedächtnis der Edelpralinen-Verpackungvermeidet:

• angelaufene Pralinen Luftfeuchtigkeitssensor

• zerschmolzene Pralinen Temperatursensor

• zerdrückte Pralinen Drucksensor



Produktion

Lager

SB-Warenhaus

Privathaushalt







Produktion

Lager

SB-Warenhaus

Privathaushalt







Produktion

Lager

SB-Warenhaus

Privathaushalt







Produktion

Lager

SB-Warenhaus

Privathaushalt







Produktion

Lager

SB-Warenhaus

Privathaushalt







Produktion

Lager

SB-Warenhaus

Privathaushalt






Produkte führen Tagebuch

18° Celsius

24°!!!

28° !!!

10°

24°

20°

16°

4°

4°

4°

4°

4°

4°

Ernte LKW-Transport

LKW-Transport

LKW-Entladung

Im Geschäft

Im Regal

Durch die Verfolgung des Temperaturverlaufs bei Obst kann der Verlustanteil auf 25% reduziert werden. So können z.B. beim einem LKW voll mit Erdbeeren 2.500 Euro gespart werden, indem die Früchtepaletten mit den extremsten Temperatur-

schwankungen jeweils zuerst entladen werden (Kosten für wiederverwendbare Funksensoren pro Palette ca. 30 Euro).


Mehrere Funksensoren auf einer Palette bilden ein Sensornetz

Mit einem Handlesegerät kann von außen auf jedes Produktgedächtnis der Paletteninhalte zugegriffen werden.


Planned Transport

Actual Transport

Time

Intensity

Ein Brief führt Tagebuch

Instrumentierter Wertbrief mit 3G Sender und GPS-Empfänger


Eine „Black Box“ für Autos: Das digitale Tagebuch für Privatfahrzeuge

BMW320d-X103567

#Tür-Öffnung: 483#Ölstandfehler: 3

Ersatzteile-vonDritten: ABS

Der potentielle Käufer eines Gebrauchtwagens kann freige-schaltete Teile der Black Box über sein Mobiltelephon auslesen.


Das digitale Produktgedächtnis im Dienste des Endkunden

Auslesen des Produktgedächt-nisses über ein Mobiltelephon ermöglicht jederzeit Zugriff auf:

– Bedienungsanleitung– Garantiedaten– Kaufdatum– Betriebsdaten– Wartungsdaten


Gewichts- und Beschleunigungssensor

Auch Abstimmungen über Deckelbewegung

Der intelligente DFKI-Bierdeckel: Automatische Nachbestellungsanfrage bei fast leerem Bierglas


Intelligenter Einkaufswagen und interaktives Regal


Das Internet der Dinge im Berliner


Das Auto als fahrender Computer

• Software steuert immer mehr Funktionen im Auto• Mehr als 70 Kleincomputer in einem Fahrzeug


3 Kilometer Kabel knüpfen das Bordnetz eines Autos

Leitungen : 1200 - 1500Kontakte : 1600 - 2000Leitungslänge max.: 3000 mGewicht: max 60 kgwi

32 Kabelkanäle30 Durchführungen600 Steckverbinder

© W. WahlsterDFKI GmbH 35

All-IP Automobil: Ein Echtzeit-Ethernet Bus und 4 Rechner statt 5 Spezialbussystemen und 70 ECUs

Firewall


© DFKI GmbH

Das Auto als rollender Internet-Knoten

Verkehrs- u. Sicherheitsinformationen

Informationen über die Umgebung(Touristik, Parkhaus)

Aufbau von Communities


© DFKI GmbH

• Fahrzeugbasierte Gefahrenwarnung mit Fahrzeug als autonomen System

• Fahrzeug agiert als mobilerGefahrensensor

• Gefahren werden durch Analyse derFahrzeugsensoren erkannt

• Warnung der umgebenden Fahrzeugeüber mobiles Adhoc-Netzwerk

Regelbasierte Dienste zur lokalen Gefahrenwarnung basierend auf Car2Car Kommunikation: SIM-TD (400 Testfahrzeuge)


Fahrerassistenz:Nach 2 km Eisbildung!

Fahrerassistenz:Achtung nicht überholen!

Gegenverkehr hinterKurve

!

Fahrerassistenz:Fahrbahnarbeiten nach

500 Metern!

Fahrerassistenz:Fahrzeug von rechts

hat Vorfahrt!

M2M-Anwendungen: Eingebettete Systeme kommunizieren via Internet


Achtung,Aquaplaning

in 100 Meter !!!

Peer-to-Peer Austausch von Sensorischer information

GPS:Geodaten

GPS:Geodaten

Sensorik

Semantische Peer-to-PeerVerbindung


© DFKI GmbH

• LDW-Sensor beschreibt ein Gefahrenpotential (Traktion, Temperatur, Nässe, Sicht, ...)

• Austausch der LDW-Sensorinformation zwischen den Fahrzeugen per Adhoc- Netzwerk

• Abstraktionsebene zwischen der Fahrzeugsensorik und Gefahrenwarnungen

Ontologiebasierte Sensoranalyse

is-a

is-a is-a

LDWSensorUnfall


Onboard-Inferenz(Unfallerkennung)• Unfallerkennung über Airbag-Auslösung• Schweregrad abh. von Geschwindigkeit• Konfidenz des Airbag-Sensors• Ausbreitung: 1500 m

Inferenzbasierte Unfallwarnung

Offboard-Inferenz(Unfallwarnung):• Auf Basis von LDWSensorUnfall in

eigener Fahrtrichtung• Warnung abhängig von Schweregrad

des Unfalls (ab 0,5 schwerer Unfall)


Die Vision vom fahrerlosen Auto

„Die Zeit“, 14. Juni 2007


Die Vision vom fahrerlosen Auto

„Die Zeit“, 14. Juni 2007

FreudeamFahren!


Konklusion

• Innovationsallianzen sind ein neues Förderinstrument im Rahmen des IKT 2020 Programms, welche die gesamte Innovationskette abbilden.

• Die Allianzen haben eine große Hebelwirkung und treiben das Internet der Dienste und der Dinge voran, wobei die Anwendungen auf die wichtigsten Zielbranchen ausgerichtet sind.

• Mit 1,5 Milliarden Fördermitteln ist dies das größte Infor- matikförderprogramm in Europe und wird von anderenLändern als vorbildlich angesehen.

Vielen Dank fVielen Dank füür Ihre Aufmerksamkeit.r Ihre Aufmerksamkeit.

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IKT 2020 Aktuelle Innovationsallianzen in der ......50 Jahre IT an der Universität Hamburg: IT als Motor von der Wissenschaft und Gesellschaft Festkolloquium Hamburg, 1. November