Vernetzte Gegenstände

Ziel ist es, Daten verschiedener Quellen analysieren und mit Techniken der künstlichen Intelligenz interpretieren zu können, um situationsabhängig Nutzerintentionen und Bedarfe zu erkennen und diese durch Assistenzfunktionen zu bedienen. Die zu entwickelnden Lösungen sollen in interaktiven Systemen resultieren, die insbesondere im Vergleich zu existierenden Ansätzen, Nutzern eine deutlich verbesserte Alltagsunterstützung und intuitivere Nutzung assistiver Technologien bieten.

Gefördert werden Innovations- und Technologiepartnerschaften für die Mensch-Technik-Interaktion, durch die Konzepte des IoT auf bisher analoge Alltagsgegenstände übertragen bzw. erweitert werden, sodass diese durch eine Integration technischer Komponenten intelligenter und intuitiver bedienbar werden. Durch einen intelligenten Datenaustausch sollen Alltagsgegenstände Menschen aller Altersklassen eine komfortable, zuverlässige und bestenfalls unmerkliche Unterstützung bieten . Zusätzlich sollen das Vertrauen in die Technik und die Zuverlässigkeit für die Anwenderinnen und Anwender gewährleistet werden. Dazu bedarf es insbesondere einer engen Verzahnung von neuen Software- und Hardwarekonzepten, der Verwendung moderner Sicherheitstechniken sowie der stetigen Einbindung von Nutzern.

Die Förderrichtlinie ist in zwei Module gegliedert. Modul 1 dient der Förderung von Verbundprojekten mit klarem Forschungs- und Entwicklungsfokus. Modul 2 zielt auf eine verbundübergreifende Zusammenarbeit und realitätsnahe Evaluation der entwickelten vernetzten Gegenstände im Rahmen von „Living Labs“ ab. Hierbei geht es darum, die in Modul 1 entstehenden Demonstratoren als Gesamtsystem schon während ihrer Entwicklung auf Funktionalität und Nutzeffekt hin zu überprüfen.

Modul 1: Entwicklung vernetzter Gegenstände

Es existiert eine Vielzahl technischer Herausforderungen, die im Rahmen von Verbundprojekten im Fokus stehen können. Hierzu zählen unter anderem folgende offene Forschungsthemen:

• Entwicklung und Umsetzung neuer, miniaturisierter Sensorik/Aktorik, mit deren Hilfe je nach Anwendungsfeld eine Aufzeichnung notwendiger Daten und deren zuverlässige, echtzeitnahe Verarbeitung möglich wird. Diese soll dabei so ausgelegt sein, dass existierende Gegenstände leicht aufgerüstet werden können.
• Entwicklung und Umsetzung innovativer Konzepte zur Realisierung einer impliziten Interaktion: Es sind innovative Schnittstellen notwendig, durch die eine explizite Interaktion des Nutzers mit dem System nicht mehr notwendig ist. Dazu bedarf es einer robusten, kontextabhängigen Situationserkennung, einer sicheren Handlungsinterpretation und einer nutzerfreundlichen und akzeptierten Aktionsumsetzung, durch die eine Adaption an die Bedürfnisse des Nutzers möglich wird. Ziel sind Gegenstände, die aus ihrem Gebrauchszusammenhang Absichten des Nutzers erkennen.
• Weiterentwicklung und Umsetzung neuer, intelligenter Konzepte zum Austausch und zur Interpretation von Daten mittels künstlicher Intelligenz (KI): Größtmögliche Vorteile bietet das kombinierte Wissen eines Interaktionsobjekts mit anderen Gegenständen, da diese über zusätzliche Informationen verfügen. Um dies auszunutzen, müssen neue, möglichst generische Möglichkeiten des Datenaustausches und –interpretation entwickelt werden. Da immer mehr Gegenstände und Geräte Daten sammeln und weitergeben, ergeben sich riesige Datenmengen, die in der jeweiligen Situation unter Einbeziehung der Nutzerbedürfnisse sicher interpretiert werden müssen. Bisherige Ansätze im Bereich der KI bieten gute Grundlagen, müssen jedoch weiter verbessert werden, sodass sie echtzeitfähig und zuverlässig große Datenmengen analysieren und Daten aus unterschiedlichen Quellen verschmelzen können. Dazu bedarf es neuer statistischer Methoden der KI, die im Big-Data-Bereich vertrauenswürdige Aussagen treffen können.
• Querschnittsthemen der IT-Sicherheit und der Kommunikationstechnologie sind vollumfänglich nach aktuellem Stand der Technik zu berücksichtigen. Die Entwicklung neuer IT-Sicherheits- und Kommunikationstechnologien ist nicht Gegenstand der Förderung.

Den Einreichern steht es frei, zusätzlich auch andere Herausforderungen zu adressieren, die für die Umsetzung akzeptierter, intelligenter und vernetzter Gegenstände zu lösen sind.

Die geplanten Lösungen sollen im Rahmen eines Anwendungsszenarios aus dem Bereich „Digitale Gesellschaft “ näher beschrieben werden. Dabei soll das Szenario den gesellschaftlichen Nutzen und die Akzeptanz der geplanten Lösungen beschreiben, Angaben zur Wirtschaftlichkeit und zu Geschäftsmodellmöglichkeiten enthalten, sowie mögliche ethische, soziale und rechtliche Implikationen für die Gesellschaft betrachten. Der aktuelle Stand der Technik bezüglich der IT-Sicherheit und die Möglichkeit von Nutzerstudien sind ebenfalls zu berücksichtigen.

Es ist die Förderung von Verbundprojekten mit einer Laufzeit von drei Jahren vorgesehen.

Modul 2: Aufbau von „Living Labs“ für die empirische Forschung

Parallel zu Modul 1 soll der Aufbau von „Living Labs“ erfolgen. Dort sollen die Ergebnisse der einzelnen Projekte aus der Bekanntmachung bestmöglich zu einem Gesamtsystem zusammenfließen. Dazu ist es unabdingbar, dass sich die in Modul 1 geförderten Projekte auf gemeinsame Standards für den Datenaustausch der Alltagsgegenstände verständigen bzw. aktiv an der Entwicklung einer gemeinsamen technischen Plattform beteiligen, durch die eine zuverlässige Interoperabilität der Einzellösungen gewährleistet wird. Hierbei sind realistische Anwendungsszenarien, auch unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten, von hoher Wichtigkeit.

Um die enge Zusammenarbeit zu fördern, ist vorgesehen, dass jedes geförderte Projekt aus Modul 1 in seinem Arbeitsplan ein zusätzliches Arbeitspaket vorsieht, in dem die Kooperation mit mindestens einem der „Living Labs“ beschrieben wird. Dies beinhaltet unter anderem die Spezifikation, Inbetriebnahme und Wartung projektübergreifender Hardware, die Integration von Teilergebnissen, die Überprüfung aktueller internationaler Forschungsergebnisse bzw. internationaler Produktentwicklungen, die Analyse und Umsetzung von ELSI-Aspekten sowie primär die Lösung projektübergreifender Probleme.

Um einen größtmöglichen Nutzen zu erzielen, soll der initiale Aufbau des/der „Living Labs“ bereits kurz nach Projektstart beginnen und ab diesem Zeitpunkt von den Verbundprojekten unterstützt werden. Während der gesamten Laufzeit der Projekte und ein halbes Jahr darüber hinaus soll den Projekten durch die „Living Labs“ die Möglichkeit gegeben werden, aktiv zusammenzuarbeiten und ihre Ergebnisse in ein Gesamtsystem zusammenzuführen, das insbesondere in den Bereichen der impliziten Interaktion und dem intelligenten Datenaustausch weit über den internationalen Stand der Technik hinausgeht.

Abhängig vom Innovationsgrad der Ideen für ein „Living Lab“ und den räumlichen Gegebenheiten für den Aufbau und Betrieb eines solchen ist es vorgesehen, mindestens eines der „Living Labs“ über eine Laufzeit von mindestens drei Jahren zu fördern.