Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) hat die Förderung des Projekts AI-DISCO mit 15 Millionen Euro bewilligt. AI-DISCO ist das erste Modul der neuartigen, modularen „Research and Innovation Factory AI & Microelectronic“ (R+I Factory), die an der Schnittstelle von Künstlicher Intelligenz und Mikroelektronik angesiedelt ist. Konsortialführer ist das IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik in Frankfurt (Oder). Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS bringt seine Expertise in KI-basierter Sensorik und Edge Computing ein.
Moderne Anwendungen in Smart Cities, kritischer Infrastruktur, Industrie 4.0 und Energieversorgung erfordern zunehmend Echtzeit-Datenauswertung. Gleichzeitig steigt der Energiebedarf durch umfangreiche Datenübertragungen zu zentralen Rechenzentren. AI-DISCO entwickelt eine offene, rekonfigurierbare Plattform für energieeffiziente, verteilte KI-Verarbeitung an der Edge-Cloud-Schnittstelle. Intelligente Edge-Knoten verarbeiten Sensordaten lokal und in Echtzeit, reduzieren Latenzen, senken Energieverbrauch und schützen sensible Daten besser. Nur essenzielle Informationen werden in die Cloud übertragen.
Das Projekt baut auf Vorarbeiten wie dem HARMMONAI-Beschleuniger, einem RRAM-basierten KI-Beschleuniger sowie neuartigen Spiking-Neuralnetz-Architekturen auf. Technische Grundlagen sind RISC-V-basierte Edge-Hardware mit energieeffizienten KI-Beschleunigern, Federated Learning (verteiltes Lernen ohne zentrale Datensammlung) sowie neuromorphe KI-Ansätze. Auch integrierte Kommunikation und Sensorik (ISAC/6G) werden adressiert.
Das Fraunhofer IPMS steuert seine Kompetenzen in intelligenter Sensorik und neuromorpher Hardware bei. Ziel ist die Entwicklung energieeffizienter, KI-fähiger Hardwarebausteine und anwendungsnaher Demonstratoren für Industrie, Landwirtschaft und Medizintechnik. Im Fokus stehen intelligente Sensorsysteme mit latenzarmen Schnittstellen zur Edge-KI-Plattform. Konkrete Demonstratoren umfassen ein miniaturisiertes, KI-gestütztes NIR-Spektrometer zur Reifegradbestimmung von Obst sowie ein brillenbasiertes Ultraschall-Eye-Tracking-System für medizinische Anwendungen und Mensch-Maschine-Kollaboration.
Zusätzlich entwickelt das Institut neuromorphe KI-Prozessoren auf FeRAM-Basis mit In-Memory-Computing, gefertigt in moderner 22-nm-FDSOI-Technologie. „Mit unserer Forschung an neuromorpher Hardware und intelligenter Sensorintegration schaffen wir die Grundlage für leistungsfähige und energieeffiziente KI-Systeme und stärken die Lausitz als zukunftsweisenden Hightech-Standort“, erklärte Dr. Sebastian Meyer, Leiter des Institutsteils Integrated Silicon Systems des Fraunhofer IPMS in Cottbus.
Die R+I Factory soll schrittweise weitere Module aufnehmen und als bundesweite Plattform für Forschung und Innovation an der Schnittstelle von KI und Mikroelektronik dienen.
Weitere Informationen zum Projekt AI-DISCO und zum Fraunhofer IPMS sind auf der Institutswebsite verfügbar.
