KI-Sprung

Motivation

Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) erschließen immer neue Anwendungen. Für die Verbreitung dieser rechenintensiven Technologie, besonders in mobilen Anwendungen, bildet hocheffiziente Mikroelektronik (KI-Hardware) die Basis. An der Entwicklung besteht auch international großes Interesse, die industrielle Umsetzung solch neuer Ansätze ist jedoch mit hohen technischen und wirtschaftlichen Risiken verbunden. Im Pilot-Innovationswettbewerb, der im Rahmen der Vorbereitungen der Agentur für Sprunginnovationen ausgeschrieben ist, sollen Ansätze mit Potenzial für disruptive neue Anwendungen erarbeitet und gleichzeitig KI-Expertise im Bereich der Mikroelektronik in Deutschland aufgebaut und sichtbar gemacht werden.

Ziele und Vorgehen

Im Pilot-Innovationswettbewerb erarbeiten elf Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Konkurrenz die effizienteste Lösung für KI-Elektroniksysteme. Diese Systeme sollen am Beispiel von EKG-Daten möglichst energieeffizient KI-Berechnungen zur zuverlässigen Erkennung eines Krankheitsbildes (Vorhofflimmern) durchführen. Hierfür stehen reale Trainingsdaten zur Verfügung, um KI-Systeme anzulernen. Am Ende der Wettbewerbsphase müssen alle Systeme anhand bisher unveröffentlichter Daten zeigen, dass sie die geforderte hohe Genauigkeit erreichen. Die effizientesten Systeme gewinnen den Wettbewerb. Um verschiedenen Technologiepfaden gerecht zu werden, wird der Wettbewerb in drei Kategorien unterteilt, die Sieger werden jeweils pro Kategorie bestimmt. Vorgesehen sind Lösungen auf Basis von programmierbaren Logik-Gatter-Systemen (FPGA) sowie anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen in zwei verschiedenen Halbleitertechnologien (ASIC-130, ASIC-22FDX). Ein Industriebeirat begleitet die Maßnahme.

Innovationen und Perspektiven

Eine lokale, datensichere EKG-Auswertung unterstützt zum Beispiel eine zuverlässige Telemedizin. Die entwickelte energieeffiziente Rechenhardware macht jedoch weit über die Wettbewerbsaufgabe hinaus viele disruptive Anwendungen erst möglich. Innovationen und Nachhaltigkeit finden mithilfe von KI zusammen.

Wettbewerbskategorie

FPGA

• KI-Sprung_HALF (Fraunhofer ITWM*, TU Kaiserslautern)
• KI-Sprung_HD-BIO-AI (Universität Heidelberg)
• KI-Sprung_LUTNet (OFFIS e.V.*, Uni Duisburg-Essen)
• KI-Sprung_Patience (TU Dresden)

ASIC-22FDX

22-nm-FDSOI-Technologie der Firma GLOBALFOUNDRIES
Dresden Module One LLC & Co KG

• KI-Sprung_ADELIA (Fraunhofer IIS*, Fraunhofer IPMS)
• KI-Sprung_GEnERIC (Hahn-Schickard Gesellschaft für angewandte Forschung*, Universität Freiburg)
• KI-Sprung_POMAA (FH Dortmund*, Universität Bremen)
• KI-Sprung_ZEN (TU Dresden)

ASIC-130

130-nm-SiGeBiCMOS-Technologie des Leibniz-Instituts für
Innovative Mikroelektronik (Frankfurt Oder)

• KI-Sprung_ENERGICS (Universität Frankfurt)
• KI-Sprung_Hinkelstn (Fraunhofer IMS*, TU Dortmund)
• KI-Sprung_LO3-ML (FAU Erlangen-Nürnberg*, Fraunhofer IIS)