Fraunhofer IPMS: Modulare Forschungs- und Innovationsfabrik für KI & Mikroelektronik startet – erstes bewilligtes Modul AI-DISCO nimmt Arbeit auf

Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) hat die Förderung des Projekts AI-DISCO – Edge Cloud AI for Distributed Sensing & Computing mit 15 Millionen Euro bewilligt. AI-DISCO ist das erste Modul der R+I Factory (Research and Innovation Factory AI & Microelectronic), einer bundesweit neuartigen, modularen Forschungs- und Innovationsstruktur an der Schnittstelle von Künstlicher Intelligenz und Mikroelektronik.

Konsortialführer ist das IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik. Das Fraunhofer IPMS bringt seine Expertise in KI-basierter Sensorik und Edge Computing ein.

Moderne Anwendungen nutzen zunehmend die Auswertung von Daten in Echtzeit – in Smart Cities, in der kritischen Infrastruktur, in Industrie 4.0 oder in der Energieversorgung. Gleichzeitig steigt der Energiebedarf, wenn große Datenmengen zwischen Anwendungen und Rechenzentren übertragen werden, stark an. Genau hier setzt AI-DISCO an: Das Projekt entwickelt eine offene, rekonfigurierbare Plattform für energieeffiziente, verteilte KI-Verarbeitung an der Schnittstelle von Edge und Cloud.

Die Idee ist einfach: Intelligente Edge-Knoten verarbeiten z. B. Sensordaten direkt dort, wo sie anfallen – lokal, in Echtzeit und ohne unnötige Datenübertragung. So kann das System Energie sparen, Latenzen reduzieren und sensible Daten besser schützen. Nur das Wesentliche wird mit der Cloud geteilt. AI-DISCO baut dabei auf verschiedenen Vorarbeiten und Entwicklungen auf, darunter die HARMMONAI-Beschleunigung, ein RRAM-basierter KI-Beschleuniger sowie eine neuartige Spiking-Neuralnetzarchitektur.

Technische Basis sind unter anderem RISC-V-basierte Edge-Hardware, die mit energieeffizienten KI-Beschleunigern erweitert wird, sowie Methoden wie Federated Learning (verteiltes Lernen, d. h. KI-Lernen ohne zentrale Datensammlung) und Ansätze aus der neuromorphen KI. Auch Themen wie integrierte Kommunikation und Sensorik (ISAC/6G) sind als Anwendungsfeld adressiert.

Fraunhofer IPMS: Expertise in intelligenter Sensorik sowie neuromorpher Hardware

Das Fraunhofer IPMS bringt seine ausgewiesene Kompetenz in KI-basierter Sensorik sowie neuromorpher Hardware in das Verbundprojekt AI-DISCO ein. Ziel ist es, energieeffiziente, KI-fähige Hardwarebausteine und anwendungsnahe Demonstratoren für Industrie, Landwirtschaft und Medizintechnik zu entwickeln. Im Zentrum der Arbeiten stehen intelligente Sensorsysteme mit latenzarmen Schnittstellen zur Edge-KI-Plattform.

Dafür realisiert das Institut Demonstratoren wie ein miniaturisiertes, KI-gestütztes NIR-Spektrometer zur Reifegradbestimmung von Obst sowie ein brillenbasiertes Ultraschall-Eye-Tracking-System für medizinische Anwendungen und die Mensch-Maschine-Kollaboration.

Ergänzend entwickelt das Institut neuartige, neuromorphe KI-Prozessoren auf FeRAM-Basis, die Rechen- und Speicheroperationen direkt zusammenführen (sogenanntes „In-Memory-Computing“). Durch die Fertigung in moderner 22-nm-FDSOI-Technologie sowie umfassender Charakterisierung und Optimierung entstehen besonders energieeffiziente Edge-KI-Lösungen.

„Mit unserer Forschung an neuromorpher Hardware und intelligenter Sensorintegration legen wir die technologische Basis für leistungsfähige und zugleich energieeffiziente KI-Systeme. Gleichzeitig leisten wir einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der Lausitz als zukunftsweisenden Hightech-Standort“, erklärt Dr. Sebastian Meyer, Leiter des Institutsteils Integrated Silicon Systems des Fraunhofer IPMS in Cottbus.

Über das Fraunhofer IPMS

Das Fraunhofer IPMS ist ein international führender Forschungs- und Entwicklungsdienstleister für elektronische und photonische Mikrosysteme in den Anwendungsfeldern Intelligente Industrielösungen, Medizintechnik und Gesundheit, Mobilität sowie Grüne und Nachhaltige Mikroelektronik. Forschungsschwerpunkte sind kundenspezifische miniaturisierte Sensoren und Aktoren, MEMS-Systeme, Mikrodisplays und integrierte Schaltungen sowie drahtlose und drahtgebundene Datenkommunikation.

Das Angebot reicht von der Beratung und Konzeption über die Prozessentwicklung bis hin zur Pilotserienfertigung.

Über die R+I Factory

Die R+I Factory (Research and Innovation Factory AI & Microelectronics) ist ein modulares Forschungs- und Innovationsvorhaben an der Schnittstelle zwischen KI und Mikroelektronik in der Lausitz. AI-DISCO ist das erste bewilligte Modul. Die Initiative trägt zur Stärkung des Forschungsstandorts Cottbus bei, indem sie Kompetenzen bündelt, Kooperationen zwischen Wissenschaft und Industrie erleichtert und anwendungsnahe Entwicklungen für regionale Unternehmen und Infrastrukturen ermöglicht.

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Weiterführende Links

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👉 www.ipms.fraunhofer.de