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Energiesparende verteilte Sensorsysteme für maschinelles Sehen

Arbeiter und Roboterarm
Edge-Anwendungen benötigen effiziente und leistungsfähige Elektronik entlang der gesamten Wertschöpfungskette, um die damit verbundenen Anforderungen, z. B. an Echtzeit oder Vertrauenswürdigkeit umzusetzen.© Poobest - AdobeStock

Motivation

Die zunehmende Zahl von vernetzten Geräten und Sensoren, das „Internet of Things“ (IoT), ermöglicht vielfältige und neue Anwendungen. Sie sorgt aber auch für eine rasant wachsende Datenmenge. Die Verarbeitung von Daten an ihrem Entstehungsort (Edge Computing) hilft, damit effizient umzugehen. Edge Computing stärkt dabei die Funktionalität, Nachhaltigkeit, Vertrauenswürdigkeit und Wirtschaftlichkeit von Elektronikanwendungen durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz und Vernetzung. Ziel der OCTOPUS-Projekte ist es, anwendungsbezogen hochinnovative Elektronik bereitzustellen um diese Vorteile zu erschließen.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens Events ist die Erforschung einer Plattform für maschinelles Sehen zur echtzeitfähigen Steuerung von Robotern in der Interaktion mit Lebewesen. Dafür werden neuartige, leistungsfähige Sensorchips entwickelt, die Rohdaten mehrerer Kameras in Echtzeit lokal aufbereiten können. Die Sensorchips verfügen jeweils über einen neuromorphen Prozessor zur Bildverarbeitung. Daten werden im Anschluss ereignisbasiert, also nur bei Relevanz, und damit energieeffizient an lokale Server aus neuromorpher Hardware übermittelt und mithilfe neuronaler Netzwerke verarbeitet. Das Gesamtsystem wird in zwei Pilotanwendungen aus dem Agrarbereich (Rinderhaltung und Gartenbau) zur Steuerung von Robotern erprobt.

Innovationen und Perspektiven

Durch die Praxiserprobung in zwei Pilotanwendungen wird im Vorhaben neuromorphe Hardware für die Bereiche Robotik und Bildverarbeitung erschlossen. Damit trägt das Vorhaben zur Stärkung der Technologiesouveränität im Bereich neuromorpher Elektronik bei. Der Einsatz neuromorpher Hardware kann perspektivisch auf die Bereiche Smart Health und Industrie 4.0 ausgeweitet werden und somit eine enorme Breitenwirksamkeit für den Innovationsstandort Deutschland entfalten.