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Künstliche Intelligenz in Kommunikationsnetzen
Termin:
25.01.2019
Fördergeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Moderne Kommunikationssysteme bilden das zentrale Nervensystem einer digitalen Wirtschaft und Gesellschaft. Sie vernetzen Milliarden von Menschen und Dingen und sind das technologische Rückgrat für Innovationen und Entwicklungen im Bereich der intelligenten Mobilität, Industrie 4.0, digitalen Gesundheit und Gesellschaft. Das Internet der Dinge mit seiner riesigen Anzahl vernetzter Geräte stellt heutige Kommunikationstechnologien vor neue Herausforderungen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Ressourceneffizienz. Schätzungen zufolge werden im Jahr 2025 etwa 20 % des weltweiten Energieverbrauchs durch Informations- und Kommunikationssysteme verursacht.
Künstliche Intelligenz hat sich zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt, die in vielen Anwendungsbereichen innovative Lösungen für komplexe Probleme ermöglicht. Sie birgt das Potenzial, auch Kommunikationssysteme zu revolutionieren. Um in Zukunft eine leistungsfähige, überall und jederzeit verfügbare Vernetzung zu gewährleisten, gilt es bereits heute, neue lern- und anpassungsfähige Kommunikationssysteme zu entwickeln und zu erproben, die effizient und nachhaltig auf vorhandene Ressourcen zurückgreifen.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beabsichtigt daher, die Erforschung des Einsatzes von Verfahren der Künstlichen Intelligenz in Kommunikationssystemen zur Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit, Resilienz sowie ihrer Ressourcen- und Energieeffizienz zu fördern.

Gegenstand der Förderung sind innovative Lösungen, die künstliche Intelligenz und Methoden des maschinellen ¬Lernens in Kommunikationssystemen und -netzen einsetzen, damit diese den wachsenden Anforderungen der Zukunft gerecht werden.
a. Künstliche Intelligenz zum Management von Kommunikationsnetzen
Die im Zuge der Digitalisierung weiter voranschreitende Vernetzung führt zu immer komplexeren Kommunikationsnetzen. Um zukünftig die gestiegenen Anforderungen an Kommunikationsnetze zu jeder Zeit bedienen zu können, ist ein intelligentes und effizientes Management notwendig. Künstliche Intelligenz kann helfen, diese Komplexität zu handhaben und die verfügbaren Netz- und Energieressourcen effizient einzusetzen. Ziel ist es, Lösungen zum ¬Management von Kommunikationssystemen unter Einsatz von Methoden des maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz zu entwickeln. Gefördert werden unter anderem Vorhaben mit folgenden Forschungsschwer¬punkten:
o Optimales Management von hochkomplexen und heterogenen Netzen.
o Gewährleistung einer möglichst uneingeschränkten Servicequalität auch im Störfall.
o Gewährleistung von Kommunikationssicherheit.
o Kombination der Vorteile softwareisierter und virtualisierter Kommunikationsnetze mit Ressourcen- und Energieeffizienz.
o Optimale Planung energieeffizienter und resilienter Netze.
b. Künstliche Intelligenz zur Optimierung von Kommunikationssystemen
Alle Komponenten von Kommunikationssystemen müssen weiterentwickelt werden, damit diese den anwendungsspezifischen Anforderungen an Reaktionsschnelligkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Effizienz gerecht werden. Künstliche Intelligenz kann dazu beitragen, die meist gegensätzlichen Anforderungen wie hohe Übertragungsraten und Energieeffizienz bedarfsgerecht zu erfüllen. Ziel ist es, Lösungen zu entwickeln, die maschinelles Lernen zur Optimierung von Kommunikationssystemen einsetzen. Gefördert werden unter anderem Vorhaben mit folgenden Forschungsschwerpunkten:
o Untersuchung von Hybridansätzen, die maschinelle Lernverfahren und Systemmodelle für Kommunikationssysteme vereinen.
o Optimierung von Kommumnikationssystemen mit beschränkten Ressourcen im Internet der Dinge unter Anwendung effizienter Algorithmen zum maschinellen Lernen.
o Verbesserung von Verfahren zur Bewegungsprädiktion und Kanalschätzung bei mobilen Teilnehmern in kom¬plexen Szenarien, beispielsweise für massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) Antennensysteme.
o Entwicklung von Modellen und Verfahren zur Bereitstellung von Trainingsdaten zur Entwicklung und Evaluierung von lernenden Kommunikationssystemen.
Vorbereitende Maßnahmen zur Normung, Standardisierung und Zertifizierung können in den Vorhaben berücksichtigt werden.

Im Rahmen der Förderbekanntmachung werden vorzugsweise interdisziplinäre Verbünde, in begründeten Ausnahmefällen auch Einzelvorhaben gefördert. Die Anwendungsrelevanz der Vorhaben soll durch eine angemessene Beteiligung von Unternehmen in der Verbundstruktur sichergestellt werden. Die skizzierten Lösungen müssen deutlich über den aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik hinausgehen. Die Machbarkeit der Lösungen ist vorzugsweise in einem Demonstrator nachzuweisen.

Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme "Maschinelles Lernen in Kommunikationsnetzen" hat das BMBF derzeit folgenden Projektträger beauftragt:
VDI/VDE Innovation und Technik GmbH
Projektträger Kommunikationssysteme; IT-Sicherheit
Ansprechpartner ist Dr. Dimitar Kroushkov, Telefon: 0 30/31 00 78-3 86,
E-Mail: dimitar.kroushkov@vdivde-it.de
Weitere Informationen:
https://www.bmbf.de/foerderungen/bekanntmachung-2022.html