Gesellschaftliche Resilienz

Frühwarnsysteme

22. April 2022, 7:00 Uhr | Autor: Steffen Wischmann / Redaktion: Diana Künstler | Kommentar(e)
Warndreieck digital
© destrolove/1123rf

Die Krisen der vergangenen Jahre haben das Thema Resilienz in den Fokus der öffentlichen Debatte gerückt. Mehrere Projekte aus dem KI-Innovationswettbewerb des BMWK forschen daran, wie Krisen in Zukunft durch Big Data und KI besser antizipiert und die öffentliche Versorgung gestärkt werden kann.

  • Worum geht es beim KI-Innovationswettbewerb des BMWK?
  • Ausgewählt Förderprojekte in der Vorstellung wie „CoyPu“, „ResKriVer“, „Spell“, „Pairs“, „Aiqnet“ und „Agri-Gaia“.
  • Wie mit dem Projekt „PlanQK“ bereits Quantencomputing in den Fokus gerückt wird

Mit dem verstärkten Fokus auf Ökologie- und Zukunftsthemen will die Politik die Position der deutschen Wirtschaft und insbesondere des öffentlichen Sektors weiter festigen und zukunftssicher gestalten. Technologische Innovationen sind ein essenzieller Baustein im Rahmen dieser Strategie. Dazu gehören etwa die Potenziale von Big Data und Künstlicher Intelligenz (KI), die im Rahmen des BMWK-Technologieprogramms „KI-Innovationswettbewerb“ gefördert werden. Die Analyse von großen und komplexen Datenmengen ermöglicht die Verbesserung einer Vielzahl von Lebensbereichen. Darunter jene, die aufgrund der Krisen der letzten Jahre verstärkt in den Fokus der öffentlichen Wahrnehmung gerückt sind – etwa die gesamtgesellschaftliche Resilienz und das Krisenmanagement.

Big Data und KI können dabei helfen, das scheinbar Unberechenbare besser prognostizierbar zu machen und in Ausnahmesituationen so zu navigieren, dass potenzielle Schäden weitestgehend eingedämmt werden können. Eine Reihe von Projekten forscht daran, Frühwarnsysteme für verschiedene Bereiche der Wirtschaft und öffentlichen Verwaltung zu entwickeln.

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Über den KI-Innovationswettbewerb
Ziel des Innovationswettbewerbs „Künstliche Intelligenz als Treiber für volkswirtschaftlich relevante Ökosysteme“ ist es, die Anwendung Künstlicher Intelligenz in allen volkswirtschaftlich relevanten Wirtschafsbereichen voranzutreiben und sich dabei besonders an den Erfordernissen und Möglichkeiten der zahlreichen mittelständischen Unternehmen in Deutschland zu orientieren. Im Rahmen des KI-Innovationswettbewerbs fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) dabei 25 Verbundprojekte aus drei Förderaufrufen. Die Gewinner des ersten Förderaufrufes aus den Bereichen Healthcare, Smart City, Produktion, Bauwesen, Handel, Smart Living und Quantencomputing sind in der ersten Jahreshälfte 2020 in die Umsetzungsphase gestartet. Anfang 2021 startete der zweite Förderaufruf mit Projekten in den Bereichen Bauwirtschaft/BIM, Finanzdienstleistungen/Datensouveränität und Umwelt/Landwirtschaft, die zur weiteren Umsetzung von GAIA-X beitragen sollen. Ab Mitte 2021 begannen schließlich fünf weitere KI-Projekte mit Fokus auf Krisen-management und -prävention.

Stabile Versorgung, smarte Datennutzung

Die Förderprojekte „CoyPu“ und „ResKriVer“ zielen etwa darauf ab, die Lieferketten der Wirtschaft sowie krisenrelevante Güter und Dienstleistungen durch die Auswertung verschiedener Datenquellen zu sichern. CoyPu (Cognitive Economy Intelligence Plattform für die Resilienz wirtschaftlicher Ökosysteme) entwickelt dafür eine digitale Plattform, um Daten von Unternehmen mit Daten aus der Gesamtwirtschaft datenschutzkonform verknüpft. Diese Datenfülle erlaubt es, die Zuverlässigkeit von Lieferketten kontinuierlich zu überprüfen und im Krisenfall Alternativen aufzuzeigen. Auch die Nachfrage von bestimmten Produkten lässt sich auf Basis der Datenanalyse besser antizipieren, sodass Unternehmen ressourcenschonender agieren können. ResKriVer (Kommunikations- & Informationsplattform für resiliente, krisenrelevante Versorgungsnetze) erfasst hingegen, ebenfalls über eine digitale Plattform, die entsprechenden Güter und Dienstleistungen in Versorgungsketten und wertet die Ergebnisse mittels KI aus. So können kritische Engpässe effektiver vorhergesagt werden, zum Beispiel lebensrettende Blutkonserven oder sonstige Produkte und Dienstleistung für die medizinische Versorgung (siehe Grafik).

Krisenszenario ResKriVer
© ResKriVer

Beschreibung zur Grafik: Um auf zukünftige Krisen- und Katastrophensituationen besser reagieren zu können, sind Maßnahmen erforderlich, die die Versorgung systemrelevanter Einrichtungen sicherstellen – das heißt eine Aufrechterhaltung von Lieferketten von krisenrelevanten Gütern (wie Medikamente), von Netzwerken zur Versorgung mit Blut- oder Organspenden, von Strom-, Gas-, Wasser- und Kommunikationsnetzen sowie der Aufrechterhaltung der akuten medizinischen Versorgung der Bevölkerung. Zum anderen bedarf es Mechanismen, die Entscheidungsträger, Handelnde und Bevölkerung mit relevanten, gesicherten, und zielgruppenadäquaten Informationen versorgen. Beide Ziele setzen einen hohen Grad an Digitalisierung voraus, der – Stand heute – nur bedingt gegeben ist. Hier setzt die Plattform „ResKriVer“ an.

Die KI-Projekte „Spell“ und „Pairs“ beziehen sich derweil weniger auf spezifische Produkte und Dienstleistungen, sondern fokussieren sich mehr darauf, Akteuren der Wirtschaft und Politik einen besseren Gesamtüberblick über potenzielle Krisenszenarien zu verschaffen und die Handlungssicherheit in Krisen zu stärken. Spell (Semantische Plattform zur intelligenten Entscheidungs- und Einsatzunterstützung in Leitstellen und beim Lagemanagement) löst das Problem der in sich geschlossenen Technologieinseln von Leitstellen und Lagezentren, die verhindern, dass Daten und Informationen schnell untereinander ausgetauscht werden können. Schnittstellen ermöglichen, dass die Daten der unterschiedlichen Stellen und Behörden auf einer digitalen Plattform zusammenlaufen und datenschutzkonform per KI ausgewertet werden. Damit können alle Beteiligten mit wichtigen Informationen versorgt werden und einen umfänglichen Überblick über Krisenhinweise oder bereits ausgebrochene Krisensituationen erhalten. Ähnliches leistet auch Pairs (Privacy-Aware, Intelligent and Resilient Crisis Management), eine Plattform, die die weitere Entwicklung von Krisenszenarien anhand von wiederkehrenden Mustern antizipiert und Handlungsempfehlungen ableitet. Dazu werden verschiedenste Datenquellen aus Produktion, Logistik, Personalmanagement, Verkehr oder Wettermessung herangezogen – unter Einhaltung der strengen europäischen Datenschutz- und Datensouveränitätsrichtlinien.    

Eine Reihe weiterer Projekte, die durch den KI-Innovationswettbewerb gefördert werden, forschen an spezifischen Bereichen der Wirtschaft und öffentlichen Versorgung. „Aiqnet“ macht etwa die vielen medizinischen Daten nutzbar, die nach einmaliger Verwendung häufig in den Archiven verschwinden, wie zum Beispiel Patientenfragebögen oder Anamnesen. Die Dokumente werden über KI-Anwendungen ausgewertet, datenschutzkonform anonymisiert und dem digitalen Aiqnet-Ökosystem zugeführt, wo sie als Basis für die Entwicklung und Anwendung weiterer KI-Analyse-Werkzeuge dienen. So kann Aiqnet etwa dazu beitragen, dass medizinische Studien signifikant beschleunigt und zugehörige Kosten gesenkt werden – innovative Medikamente und Medizinprodukte sind auf diese Weise nicht nur schneller verfügbar, sondern werden auch günstiger für Patienten.

Ähnliches leistet das Förderprojekt „Agri-Gaia“ für die Landwirtschaft. Auch hier laufen verschiedene Daten auf einer digitalen Plattform zusammen und dienen als Basis für die Entwicklung branchenspezifisch adaptierter KI-Bausteine. Diese Daten werden den Akteuren aus Landwirtschaft und Verwaltung als Module zur Verfügung gestellt und sollen einen leichteren Zugang zu Prozessoptimierung und Automatisierung für die landwirtschaftliche Praxis ermöglichen.

Quantencomputing bereits im Blick

Während die genannten Förderprojekte mit Partnern aus Industrie und Verwaltung daran arbeiten, die Datenquellen und Möglichkeiten der Gegenwart voll auszuschöpfen, bereitet der KI-Innnovationswettbewerb die deutsche Wirtschaft an anderer Stelle auch bereits auf den Einsatz von Technologien der Zukunft vor: So werden im Projekt „PlanQK“ Methoden erforscht, um die Potenziale von Quantencomputing für Probleme, die klassische Rechnerarchitekturen an ihre Grenzen stoßen lassen, besser für KMU nutzbar zu machen.

Zwar gibt es noch wenige einsatzbereite Quantencomputer, doch Forscher versprechen sich von der Technologie Berechnungsmodelle, die bei komplexen Problemen um ein Vielfaches leistungsstärker sind als herkömmliche Computer. Denkbar sind hierbei etwa hochkomplexe Anwendungsmöglichkeiten wie die automatisierte Steuerung bundesweiter Energiesysteme oder die Echtzeiterkennung von Betrugsfällen bei Kreditkartentransaktionen. Die Projekte des KI-Innovationswettbewerb zeigen, dass mehrere Bereiche des Lebens davon profitieren werden – von der Medizin über die Landwirtschaft bis hin zur öffentlichen Verwaltung.

Steffen Wischmann ist Leiter der Begleitforschung zum Innovations-wettbewerb „KI als Treiber für volkswirtschaftlich relevante Ökosysteme“ des BMWK und Gruppenleiter „KI und Zukunftstechnologien“ bei VDI/VDE Innovation + Technik


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