Die Gruppe „Datengetriebene Methoden in der Regelungstechnik“, kurz: DART startete am 1. Juli und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für vier Jahre mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert.
Hybride Methoden für regelungstechnische Probleme entwickeln
Bei DART wollen vier junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Heinz Nixdorf Institut neuartige hybride Methoden für regelungstechnische Probleme entwickeln. Die Methoden sollen Elemente der Regelungstechnik und der künstlichen Intelligenz verbinden. Regelungstechnische Anwendungen kommen etwa in der Robotik, der Automatisierungstechnik sowie in der Kfz- und Bahntechnik zum Einsatz.
„Ich finde es spannend, mit meinem Team die Möglichkeit zu bekommen, einen neuartigen Forschungsbereich grundlagenorientiert zu bearbeiten. Zukünftig möchten wir auch Industrieunternehmen in die Lage versetzen, künstliche Intelligenz im Bereich der Regelungstechnik zu etablieren“, erläutert Dr.-Ing. Julia Timmermann. Die 36-Jährige leitet die Nachwuchsgruppe, der außerdem M. Sc. Michael Hesse, M. Sc. Ricarda Götte und M. Sc. Annika Junker angehören.
Wichtig sei es den Forschenden, sich kritisch mit dem Thema KI auseinanderzusetzen und zu prüfen, wo sie Unternehmen zukünftig einen echten Mehrwert wie Zeitersparnis bietet, unterstreicht Timmermann. „Wenn Unternehmen künstliche Intelligenz in der Regelungstechnik bewusst nutzen, können beispielsweise Facharbeiter dabei unterstützt werden, komplexe technische Systeme flexibel zu bedienen“, beschreibt die Wissenschaftlerin einen Anwendungsbereich im industriellen Alltag.
Physik-basierte Ingenieurverfahren mit datengetriebenen Verfahren kombiniert
In der Nachwuchsgruppe möchten die Paderborner Wissenschaftler bewährte Physik-basierte Ingenieurverfahren mit modernen datengetriebenen Verfahren kombinieren. So soll es Industrieunternehmen künftig möglich sein, intelligente zielgerichtete Steuerungen und Regelungen für komplexe mechatronische Systeme leichter zu realisieren.
Werden von Unternehmen etwa in Produktionsprozessen zahlreiche Sensoren verwendet, gibt es häufig eine große Menge an Maschinendaten. Beschreiben diese Daten physikalisch-kausale Zusammenhänge, können sie mit etablierten Ingenieurverfahren verarbeitet werden. Sind die Zusammenhänge jedoch zu komplex oder ungenügend genau bekannt, können ergänzend KI-Methoden zur Auswertung genutzt werden.
„Wir wollen herausfinden, welche Daten aussagekräftig sind und wo kausale Zusammenhänge bestehen, um so letztlich beide Vorgehensweisen kombinieren zu können“, erklärt Julia Timmermann den Forschungsansatz.
Hintergründe des Projekts
Den Anstoß zu „DART“ gab Prof. Dr.-Ing. Ansgar Trächtler, in dessen Fachgruppe „Regelungstechnik und Mechatronik“ die Vorarbeiten zur Nachwuchsgruppe liefen. „Die Nachwuchsgruppe DART passt hervorragend zum Forschungsprogramm des Heinz Nixdorf Instituts, in dessen Zentrum Intelligente Technische Systeme und deren interdisziplinäre Entwicklung stehen. Das Thema synergetische Kombination modell- und datengetriebener Verfahren für regelungstechnische Aufgaben ist topaktuell und von hoher Relevanz für die industrielle Anwendung.“, so Trächtler.
DART gehört zum BMBF-Programm „Förderung von KI-Nachwuchsgruppenleiterinnen“, das Teil der Umsetzung der KI-Strategie der Bundesregierung und der „High-Tech-Strategie 2025“ ist. Mit dem Programm möchte das Ministerium Wissenschaftlerinnen in der KI-Forschung umfassend beteiligen und fördern.
Dazu Ansgar Trächtler: „In DART konnten drei der vier Stellen mit Mitarbeiterinnen besetzt werden, die teilweise zuvor durch Gleichstellungsmaßnahmen der Universität Paderborn gefördert wurden. Somit ist die Nachwuchsgruppe gleichzeitig auch ein gelungenes Beispiel für die Umsetzung des Gleichstellungsplans der Fakultät für Maschinenbau der Universität Paderborn.“
