Mit maschinellem Lernen und neurosymbolischer KI an die Weltspitze
Intelligente Implantate, die Heilung aktiv fördern. Selbstfahrende Autos. Oder auch: Früherkennung von Krankheiten mittels Sprachanalyse. Der Forschungsbereich KI ist ein vielversprechendes Zukunftsfeld mit unendlich vielen Möglichkeiten. Neben Informatik auf Spitzenniveau kommt es bei der Entwicklung von künstlicher Intelligenz vor allem auf interdisziplinäres und vernetztes Arbeiten an.
An der Saar hat man das richtige Ambiente dafür geschaffen: International anerkannte Forschungseinrichtungen in den Bereichen Mathematik und Informatik, Medizin, Pharmazeutik, Cybersicherheit u. v. m. spielen sich hier gegenseitig die Bälle zu – und das auf engem Raum, gemeinsam mit den internationalen Nachbarn. Ein perfekter Nährboden im Herzen Europas für visionäre Projekte, Innovationen und Start-Ups.
Hier leistet man einen entscheidenden Beitrag dazu, die Grundlagen für das tatsächliche Gelingen von KI für die Gesellschaft, für den Menschen und seine Umwelt richtungsweisend voranzubringen. Wie? Indem es die Grenzen des maschinellen Lernens mit symbolischen und wissensbasierten Verfahren erweitert und somit verschiebt. Diese sogenannte neurosymbolische KI ist so zu sagen der europäische Beitrag zur digitalen Aufklärung des 21. Jahrhunderts – und das Saarland vorne dabei.
Innovation durch Kooperation: Gut vernetzt in Forschung und Wirtschaft
Die Universität des Saarlandes, die Hochschule für Technik und Wirtschaft, das ZeMA – Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik gemeinnützige GmbH, der Standort des DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz), der Saarland Informatics Campus inklusive der beiden Max Planck Institute für Informatik und Softwaresysteme: Große IT-Namen stehen für Künstliche Intelligenz an der Saar.
Uniklinikum Homburg, InnovationsZentrum INM, CISPA und Helmholtz Institut für pharmazeutische Forschung ergänzen die Fachkompetenz in weiteren, perspektivreichen Disziplinen:
Auch auf Bundesebene blieb das nicht unbemerkt: Aufgrund der herausragenden Forschung zu Künstlicher Intelligenz – wie übrigens auch zu Cyber-Security entschied sich das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), einen Stützpunkt am Campus Saarbrücken einzurichten.
Schirmherrin für Zukunftsgestaltung: Die Scheer Group
„Innovation entsteht in der Kooperation über Unternehmensgrenzen hinweg.“ Nach diesem Leitsatz führt Prof. Dr. August-Wilhelm Scheer Gründer und Geschäftsführer der Scheer Holding GmbH das Scheer Unternehmensnetzwerk. Unter dem Dach der Scheer Holding agieren die drei Unternehmen Scheer, Spezialisten für unter anderem ARIS Process Management und SAP Consulting, Scheer PAS (Digitale Plattform, Low Code Development; Hybrid Integration und Process Automation) und IMC Scheer (IMS, LMS, Digital Learning).
Die Start-Ups, die aus den Synergien entstanden sind, befassen sich unter anderem mit selbstlernender KI (Predict intelligent Solutions), All-driven Data Analysis und Fraud Detection (inspirient) oder Event Channel Integration (Fanomena).
So kreieren die Scheer-Firmen flexible und effiziente Lösungen für verschiedenste Branchen, unter anderem die wirtschaftlichen Powerhouses in der Pharma- und Chemieindustrie, Automobil und Fertigung sowie (Hochschul-)Forschung.
Um die Forschung mit direkter Verbindung zur wirtschaftlichen Anwendung voranzutreiben, wurde das August-Wilhelm Scheer Institut ins Leben gerufen.
Grenzenloser Innovationsdrang
Ein weiterer Booster für Innovation: Im kleinen Saarland ist es historisch gewachsene Selbstverständlichkeit, mit den französischen, belgischen, luxemburgischen und deutschen Nachbarn eng zusammen zu arbeiten, Synergien zu nutzen und zu schaffen.
Das DFKI und sein französisches Pendant INRIA haben ihre gemeinsame Vision von den Chancen und Herausforderungen der Künstlichen Intelligenz sowie der digitalen Souveränität in Europa 2020 in einem Memorandum of Understanding festgehalten, das den Rahmen für ihre grenzüberschreitende Forschungs-Kooperation gibt. Eine Realisierung dieser Kooperation war die Summer School IDESSAI 2021, bei der sich die Teilnehmer*innen virtuell mit Expert*innen aus Forschung und Wirtschaft austauschen konnten. Im Fokus in dieser ersten Runde: Vertrauenswürdige KI und KI in der Medizin.
Auch mit den weiteren europäischen Nachbarn ist das Saarland bestens vernetzt in der Forschung: Im weltweiten Wettbewerb um die Vorreiter-Rolle im Bereich KI hat die EU das Netzwerk European Artificial Intelligence On-Demand Platform and Ecosystem (AI4EU) gegründet. Das DFKI ist sowohl Kernmitglied als auch Koordinierungsstelle für das Netzwerk „Humane AI“, mit weiteren Beteiligungen an den Clustern „Vision“ und „Tailor“.
Im CLAIRE Netzwerk (kurz für „Confederation of Laboratories for Artificial Intelligence Research in Europa“) mit aktuell 424 Gruppen und Instituten aus 37 Ländern nimmt das DFKI als Deutschland-Büro eine federführende Rolle ein. Als Bottom-Up Initiative der europäischen KI-Gemeinschaft ins Leben gerufen, strebt das Netzwerk an, für KI-Forschung zu werden, was etwa das CERN für die Kernforschung ist.
Leuchtturmprojekte:
KI in Forschung und Medizin
CLINNOVA
Viren kennen keine Landesgrenzen – Wissen auch nicht
In dieser Region, wo es für viele selbstverständlich ist, in einem Land zu wohnen, in einem anderen zu arbeiten und ein drittes für einen Shoppingausflug oder ein Konzert zu besuchen, waren die Grenzschließungen zur Eindämmung der Corona-Pandemie ein harter Schlag.
Damit es so weit nicht mehr kommen muss und um die Patientenversorgung zu optimieren, wurde die grenzüberschreitende Initiative CLINNOVA gestartet. KI-gesteuert werden medizinische Daten in großer Menge analysiert, um Lehren aus der Pandemie zu ziehen und integrierte digitale Gesundheitslösungen zu entwickeln. Dazu soll mit dem Projekt zunächst Dateninteroperabilität (also die Gewährleistung, dass Programme unkompliziert mit anderen Programmen bzw. Systemen zusammenarbeiten können) hergestellt werden, um chronische entzündliche Krankheiten im Allgemeinen und gesundheitliche Krisenfälle besser mit den internationalen und nationalen Nachbarn managen zu können.
„Smart Implants“
Individuelle Heilungsprozesse intelligent optimiert.
Durch die Verschmelzung von medizinischem Wissen, Materialtechnik und KI werden im Saarland die Grenzen der medizinischen Behandlungsmöglichkeiten neu definiert: von allgemeinmedizinischen „one fits all“-Standardbehandlungen hin zu individuell auf jeden Patienten abgestimmten Therapien. Eine interdisziplinäre Forschungsgruppe der Universität des Saarlandes (Lehrstuhl Technische Mechanik), des DFKI und des Zentrums für Mechatronik und Automatisierungstechnik (ZeMA) arbeitet daran, Frakturen von Knochen und Weichteilen zukünftig besser heilen zu können. Denn bisher sind in der allgemeinmedizinischen Routine persönliche Faktoren kaum bestimm-, geschweige denn gezielt behandelbar. „Smart Implants“ ändern das: Ausgestattet mit KI können die Sensor-Aktor Implantate Heilungsdaten des Patienten kommunizieren und gleichzeitig in der Frakturzone selbst die Bedingungen zur Heilung optimieren.
MePheSTO – ki:element
Innovation erkennt Krankheiten im Dialog.
„Sag mir was immer Du willst – und ich sag Dir, wie’s Dir geht!“ Sprache ist ein valider, wenn bisher auch stark unterschätzter Biomarker für neurologische und psychiatrische Krankheitsbilder. Dabei sind Sprachproben leicht zu erheben, ohne Patienten dafür belasten zu müssen. Und Wortwahl, Redefluss und Stimmlage sprechen Bände über unser Befinden. Das junge, internationale Team von ki:elements leistet von Saarbrücken aus Pionierarbeit, um neurologischen chronischen Krankheiten wie Alzheimer, Depressionen oder Multipler Sklerose auf die Spur zu kommen. Mittels künstlicher Intelligenz werden Sprachproben analysiert, neue Referenzen für Symptome festgehalten und konkrete Anwendungsmöglichkeiten in der weiteren Forschung und Behandlung ausgelotet.
IoT Assist
Kommunikation der Technologien.
Die Vernetzung intelligenter Assistenzdienste, das sog. Internet of Things (IoT), kann den Alltag ungemein erleichtern – und endet meist dort, wo Geräte und Dienste verschiedener Anbieter oder Technologien aufeinandertreffen.
Unter dem Lead des DFKI Standorts Saarbrücken entstehen Endbenutzer-Plattformen, die diese Barriere überwinden und die IoT-Geräte und Wearables technologieunabhängig miteinander verbinden. Anwendung findet das im IoT Assist Projekt aktuell im Bereich des betrieblichen Gesundheitsmanagements, – weil motiviertes Arbeiten und gesundes Leben eben auch untrennbar miteinander verbunden sind.
Ophthalmo-AI
Augenscheinliche Therapie-Erfolge durch Innovationen.
Vom Saarland aus werfen wir mal einen Blick in die Zukunft des Sehens: Die international renommierte Klinik für Augenheilkunde in Sulzbach, das DFKI und die Uni Saarbrücken sind Forschungspartner im Kooperationsprojekt Ophthalmo-AI, das vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik, IBMT, koordiniert wird. Das Assistenzsystem wird Mediziner künftig unterstützen, anhand von bildgebenden Verfahren und klinischen Daten die richtige Diagnose zu stellen, passende Therapien zu wählen und Therapieerfolge zu prognostizieren. Ein Visualisierungstool wird Feedback über die Entscheidungen des KI-Modells liefern und kann damit einen entscheidenden Beitrag zur Transparenz im Diagnose- und Therapieprozess leisten.
Pxio
Sag es visuell
Die Gründer von Pxio erhielten 2013 den ersten CeBIT Innovation Award. Die Ausgründung folgte, und das Produkt kann heute in jedem Unternehmensnetz die Bilder dahin bringen, wo das Unternehmen sie gerade braucht. Sie nennen es intelligenten Pixeltransport: „Teile Dich mit, indem Du Deinen Bildschirm teilst. Von jedem Gerät aus. Zu jeder Zeit. Überall im Unternehmen“.
Gedacht, getan: Start-Ups
„Erfolgreiche Innovation ist kein Zufall, sondern schweißtreibende Arbeit.“ (Felix M. Gerg) Auch wenn die individuellen Erfolgsgeheimnisse hinter Innovationen auch im Saarland nur selten verraten werden, ist der allgemeine Grund für den großen Erfindergeist ein offenes Geheimnis: die besondere Mentalität. Denn irgendwie haben wir uns zu eigen gemacht, für jedes Problem eine pragmatische Lösung finden zu wollen. Hier einige Beispiele aus dem Bereich KI:
Sematell
Rede und Antwort steht der schlaue Chatbot.
„Das habe ich nicht verstanden. Bitte wiederholen Sie Ihr Anliegen.“ Das will nach 20 Minuten in der Kundenservice-Warteschleife wirklich niemand hören. Wenig frustriert im Alltag so sehr wie schlechte Servicequalität in Callcentern und Multi-Channel Kundenservices. Zu wissen, welche Anliegen vom Bot, welche lieber von Bernd aus der Technikabteilung beantwortet werden sollten, kann da schon eine Menge ausmachen. ReplyOne, die Response-Management-Lösung des Startups Sematell, analysiert schriftliche Anfragen vor. Das macht es Servicemitarbeitern einfacher, schnell und präzise auf Kundenanfragen zu antworten. Für frustfreie Kundenservice-Kontakte, nicht nur im Saarland, sondern bereits für über 150 Unternehmen in der gesamten DACH-Region.
The Captury
Unser saarländischer Hollywoodexport
Unser geschmeidiger Export-Hit: Eine Ausgründung des Saarbrücker Max-Planck-Instituts, The Motion Captury GmbH, hat mit dem von ihr entwickelten Motion-Capture-Verfahren neue Standards gesetzt. Die Technik, die in der Filmindustrie eingesetzt wird, um animierten Charakteren Lebendigkeit einzuhauchen, findet auch im Sport- und Medizinbereich zur Bewegungsanalyse Anwendung. Üblicherweise werden dazu Anzüge mit Markern genutzt, um optische Signale zu reflektieren und die Bewegung aufzuzeichnen. Allerdings sind diese für Schauspieler, Sportler und Patienten teils hinderlich und können natürliche Bewegungen verfälschen. Der Clou der innovativen Technik von Captury ist: Sie kommt ohne diese Marker aus. Ein Benefit, den auch ganz große Namen wie Fox Entertainment, Airbus, Daimler oder Audi und renommierte Forschungseinrichtungen wie das DFKI und die Helmholtz-Gesellschaft sowie international angesehene Hochschulen erkannt haben. Mittlerweile sicherte sich mit Dari Motion sogar ein Unternehmen aus dem Gesundheitsbereich die Rechte an der Innovation durch die Übernahme des ehemaligen Start-Ups. Allerdings nicht ohne Zusicherung an die Gründer: The Captury bleibt eigenständig, Saarbrücken als Standort bestehen.
Bitahoy
Mehr Sicherheit fürs „smarte Zuhause”
„My home is my castle“: So komfortabel die Vorstellung eines vernetzten, smarten Zuhauses für einige ist, so gruselig ist die Vorstellung, was passieren kann, wenn die Kontrolle darüber in die falschen Hände gelangt. Seit viele Tätigkeiten coronabedingt ins Homeoffice verlegt wurden, ist die Sicherheit des Heimnetzwerks auch für Arbeitgeber relevant. Bitahoy hat mit Smartsphere eine Lösung entwickelt, die alle Netzwerkgeräte beobachtet, Angriffe und Datenlecks identifiziert und auffällige Anwendungen in eine „digitale Quarantäne“ versetzen kann. So werden die digitale Ausrüstung und das smarte Heimnetzwerk zuverlässig vor unerwünschten Zugriffen geschützt.
Fast-Dine
Digitale Helfer für angeschlagene Gastronomen.
Saarländer lieben gutes Essen und Trinken in geselliger Runde heiß und innig. Umso schmerzlicher wurde die bunte Restaurant- und Kneipen-Szene in den letzten Pandemie-Monaten vermisst. Ein Saarbrücker Start-Up sprang mit digitalen Lösungen zur Seite und machte unkompliziertes Abholen, Vorbestellen und Liefern mit einer lokalen Plattform für Gastronomen kurzfristig möglich. Aktuell dürfte man zwar wieder öffnen, doch das Gastgewerbe kämpft immer noch mit den Nachwirkungen von Schließungen und Kurzarbeit: Denn mehr als ein Drittel der Servicemitarbeiter haben sich umorientiert. Auch hier unterstützt Fast-Dine mit effizienten Tools, die etwa für bessere Tischauslastung und kürzere Laufwege sorgen.
Und da geht noch mehr!
D:AI:mond: Data Science: „Daten sind das neue Öl“ ist ein viel zitierter Satz in IT bzw.- KI Kreisen. Und sehr wahr, solange man den Schatz zu heben weiß. D:IA:mond bringt Struktur in die Datenfülle, die in Unternehmen anfällt, hilft Prozesse zu optimieren, Fehler zu minimieren oder ganz neue Geschäftsfelder zu erschließen.
Quant Pi entwickelte eine Software-Plattform, die es Unternehmen ermöglicht, erklärbare und sichere Künstliche Intelligenz zu entwickeln. Somit wird KI verstehbarer, beherrschbarer und viel besser einsetzbar – egal ob in Vertrieb, Produktion, Marketing oder Logistik.
Pocket Rocket bringt es auf den Punkt: „Wir machen dein Unternehmen digital“. Zündende Ideen, um Marken digital erlebbar zu machen und Conversions in neue Höhen schießen zu lassen kommen aus St. Wendel.
Testfabrik AG kümmert sichliebevoll um diestiefmütterlich behandelte Seiteder App-Entwicklung. Das saarländische Start-Up testet für eine Reihe namhafter Kunden, ob Webanwendung oder App auf Desktop und Mobilgeräten jeglicher Art optimal angezeigt werden und funktionieren. Wo das noch nicht der Fall ist, liefern Sie die passende Lösung gleich mit.
ChronoFair bietet intelligente Tools zur Personaleinsatzplanung, angepasst auf die jeweiligen Anforderungen des Unternehmens.
Bei dem Spin-Off des DFKI Natif.ai machen sich High-Performance KI-Modelle in der Wirtschaft nützlich, indem sie Dokumente extrem schnell analysieren und relevante Daten extrahieren.
Die Fanomena GmbH weiß, wie Event Management der Zukunft geht: Bei digitalen, hybriden oder Präsenz-Veranstaltung unterstützen sie ihre Kunden mit der Ausspielung von passgenauen Inhalten, zur richtigen Zeit an die richtige Zielgruppe. Bull’s Eye Marketing eben – mitten in Schwarze.
Künstlich und menschlich ganz weit vorne.
Dass man sich im Saarland bei KI-Themen nicht verstecken muss, zeigen die zahlreichen Erfolgsbeispiele aus Forschung und Wirtschaft. Gerade mit den hier angesiedelten Instituten hat man ausgewählte Kernkompetenzen jeweils auf Spitzenniveau gebracht. Aber wie so oft ist das Ganze größer als die Summe seiner Teile. Denn kombiniert man die hohe Kompetenz mit der Kommunikationsfreude, bodenständigen Weltoffenheit und Toleranz der Saarländer, erhält man eine facettenreiche Perspektive für die eigene Karriere.
