In der ?Industrie 4.0“ sollen Menschen, Roboter und Maschinen künftig eng miteinander kooperieren. Allerdings ist die dafür notwendige Vernetzung aller Akteure und Systeme mit heutigen Kommunikationstechnologien noch nicht in der erforderlichen Qualit?t umsetzbar. Das Forschungsprojekt ?TACNET 4.0 – Taktiles Internet“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 6,3 Millionen Euro gef?rdert wird, entwickelt Konzepte und Algorithmen, um eine schnelle und hoch zuverl?ssige Funkübertragung von Daten auf Basis der fünften Mobilfunkgeneration (5G) zu erm?glichen. Unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Armin Dekorsy erforschen Wissenschaftler der Universit?t Bremen Methoden und Verfahren des maschinellen Lernens zur Informationsverarbeitung in Kommunikationsnetzen. Mittels dieser Verfahren kann das massive Datenaufkommen bei der Datenverarbeitung deutlich reduziert und damit ein reibungsloser Ablauf der Produktion von morgen erreicht werden.
Dreiklang aus Geschwindigkeit, Zuverl?ssigkeit und Volumen
An TACNET 4.0 beteiligen sich insgesamt 14 Unternehmen und Organisationen, die gemeinsam das Ziel verfolgen, ein Kommunikationssystem für industrielle Anwendungen zu entwerfen. Dieses System muss die spezifischen industriellen Anforderungen an die ?Echtzeit“ erfüllen, also an die Datenübermittlung mit kaum messbarem Zeitverzug. Nur so ist es beispielsweise nutzbar für zukünftige Regelungsprozesse in der Produktion oder für die direkte Einbindung des Menschen in den Produktionsprozess – im Sinne eines ?taktilen Internet“, das ?hnlich schnell reagiert wie die menschliche Nervenbahn. Parallel dazu muss jedoch auch die absolute Zuverl?ssigkeit der ?bertragung gew?hrleistet sein, um industrielle Prozesse – insbesondere bei der Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen – sicher gestalten zu k?nnen. Nicht zuletzt geht es auch darum, die dabei entstehenden Datenmengen, die gleichzeitig verarbeitet werden müssen, auf ein minimal erforderliches Datenvolumen zu begrenzen.
Bis jetzt ist es noch nicht m?glich, den Dreiklang aus Geschwindigkeit, Zuverl?ssigkeit und Volumen auf einem extrem hohen Niveau sicherzustellen. Das Projektkonsortium unter Leitung des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) und der Nokia Bell Labs arbeitet deshalb daran, die deutlich leistungsf?higeren Mobilfunknetze der fünften Generation in die industriellen Kommunikationsnetze zu integrieren und diese mit modernen Methoden der Informationsverarbeitung weiterzuentwickeln.
Dichte Netzwerke mit flexibel nutzbaren Zugangsknoten
Die Wissenschaftler(-innen) des Technologie-Zentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universit?t Bremen koordinieren die beteiligten Projektpartner im Bereich der 5G-Funktechnologien und betrachten selbst insbesondere die Informationsverarbeitung in einem dichten Kommunikationsnetz, bestehend aus vielen kleinen, energieeffizienten Zugangsknoten (?Small-Cell-Netze“). ?Im Gegensatz zu einem einzelnen Zugangspunkt mit hohem Energieverbrauch bietet dieses dichte Netz den Vorteil, dass die Zugangsknoten deutlich n?her am Ort der Produktion – und damit in Summe energieeffizienter – installiert werden k?nnen“, erkl?rt Projektmitarbeiter Dr.-Ing. Dirk Wübben. ?Zudem besitzt jeder der zahlreichen Sensoren hier Verbindungen zu verschiedenen Zugangsknoten und damit 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育ere Verbindungen in das Netz. An der Herausforderung, dieses massive Datenaufkommen derart zu verarbeiten, dass die erforderliche hohe Zuverl?ssigkeit und gleichzeitige schnelle Vernetzung erfolgt, setzen unsere Arbeiten an der Uni Bremen an.“
?Mittels neuartiger Verfahren des maschinellen Lernens sollen diese Verbindungen effizient zusammengeführt und im Netz verteilt bearbeitet werden“, erg?nzt Projektmitarbeiter Dr.-Ing. Carsten Bockelmann. Um die gro?e Menge an Daten in einem Industrie-4.0-Szenario verarbeiten zu k?nnen, ist es wichtig, die Informationen zu filtern und nur relevante Daten weiterzuleiten, vergleichbar mit dem menschlichen Bewusstsein. Das TZI entwickelt daher Technologien, die den Zugangsknoten eine Einsch?tzung der Relevanz eines Datenpakets erm?glichen.
W?hrend beispielweise in gro?en Chemieanlagen sehr viele Sensoren zur Prozessüberwachung eingesetzt werden und diese nicht notwendigerweise sehr zuverl?ssig oder eilig übertragen werden müssen, ben?tigt die Regelung von Industrierobotern eine sehr schnelle und zuverl?ssige Kommunikation. Ein intelligentes Kommunikationssystem wird entsprechend der Anforderungen seine Ressourcen in Zukunft automatisch verteilen k?nnen.
Tests mit mobilen Robotern
Die entwickelten Technologien werden im Rahmen des dreij?hrigen Projekts gemeinsam mit Industriepartnern getestet. ?Wir wollen in verschiedenen Szenarien zeigen, dass wir die Anforderungen der Industrie 4.0 drahtlos abbilden k?nnen“, so Wübben. Unter anderem ist geplant, mobile Roboter einzusetzen, um gemeinsam eine Aufgabe zu l?sen, beispielsweise den Transport von schwerem Ger?t.
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