01. 10. 2020
Verfasst von: Xiaobo Liu-Henke, Sven Jacobitz

Künstliche Intelligenz vernetzt Haus, Verkehr und Energie

Das Bild zeigt ein Fabrikgebäude und Symbole für intelligente Energienetze. — Aus der Vernetzung der Domänen Smart Home, Smart Grid und Smart Traffic ergeben sich viele Synergien.

Im Internet der Dinge werden immer mehr Systeme miteinander vernetzt, sei es im häuslichen Umfeld, im Verkehrswesen oder im intelligenten Energienetz. Dies erfolgt jedoch selten über Systemgrenzen hinaus. Die sich hieraus ergebenden Potenziale und Synergien will die Fachgruppe für Regelungstechnik und Fahrzeugmechatronik der Ostfalia Hochschule mithilfe künstlicher Intelligenz für neue Dienste erschließen.

Aus Vernetzung entstehen neuartige Anwendungen und Systeme

Aktuelle Anwendungen im Smart Home, Smart Traffic oder Smart Grid fokussieren in der Regel nur eine dieser Domänen. Synergetische Potenziale, die sich aus einer systemübergreifenden Vernetzung ergeben, bleiben bisher ungenutzt. Dabei bieten hieraus verfügbare Informationen die Grundlage für völlig neuartige Anwendungen. Forschende der Ostfalia Hochschule nutzen unter der Leitung von Prof. Xiaobo Liu-Henke Kompetenzen aus der Entwicklung vernetzter Steuergeräte für autonom fahrende Fahrzeuge, um Energienetze, Verkehr und Hausmanagement unter Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) zu koppeln. Im EFRE-geförderten (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung) Projekt SMILE machen sie diese Synergien zusammen mit Praxispartnern für neue Dienste nutzbar.

Energiebedarfe intelligent managen

Indem das Projektteam alle Domänen ganzheitlich betrachtet, will es die Funktionalität des gesamten Netzwerks verbessern. So lassen sich zum Beispiel Schwankungen im Smart Grid durch ein intelligentes Lademanagement für elektrische Fahrzeuge kompensieren. Zudem können vorausschauende KI-Algorithmen ein Fahrzeug bei hohem Energieangebot günstiger laden. Kommuniziert das intelligente Fahrzeug auch mit Haushaltsgeräten, kann es Daten über Energiebedarfe, Laufzeiten oder Störungen austauschen. Dann können Fahrzeuginsassen etwa vor einem eingeschalteten Herd gewarnt werden und diesen per Fernsteuerung ausschalten.

Die Grafik vernetzt verschiedene Verbraucher aus den Bereichen Smart Traffic, Smart Grid und Smart Home. — Im Internet der Dinge kommuniziert das intelligente Fahrzeug mit smarten Haushaltsgeräten und dem Energienetz, um Daten über Energiebedarfe, Laufzeiten oder Störungen auszutauschen.

Vorausschauende Wartung, digitale Diagnose

Im Internet der Dinge (IoT) erwarten die Forschenden weitere Synergieeffekte. Beispielsweise lässt sich im entstehenden cyber-physischen System mittels KI der Verschleiß von smarten Geräten voraussagen und somit die Sicherheit steigern. So kann ein Handwerker Diagnosen größtenteils digital durchführen und muss nicht mehr ins Haus kommen. Die starke Vernetzung der digitalen Systeme, die auf unterschiedlichen Technologien basieren, stellt jedoch neben vielen Vorteilen auch eine große Herausforderung dar. Fällt etwa ein Teilsystem aus, darf das die Funktion anderer Teilsysteme oder gar des Gesamtsystems nicht beeinflussen.

Auch die Sicherheit gegen unbefugte Zugriffe muss gut durchdacht sein, da viele Funktionen durch drahtlose Kommunikation realisiert werden. Die Ergebnisse von SMILE fließen direkt in aktuelle Projekte aus Forschung und Entwicklung ein. So wird beispielsweise der Neubau des Open Mobility Labs am Ostfalia Standort Wolfenbüttel mit intelligenten Systemen ausgestattet, um Projektergebnisse zu verifizieren.