Aus Sensor wird Umgebungserkennungsmodul

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19.06.2012

Aus Sensor wird Umgebungserkennungsmodul


Studie zeigt Handlungsbedarf bei der Sensorik für den wirtschaftlichen Erfolg der AUTONOMIK

Im Rahmen der Begleitforschung zum Technologieprogramm „Autonomik-Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie wurde die Studie „Multimodale Sensorik – Konzepte zur Umwelterkennung und –modellierung“ erstellt. Die Ergebnisse der Studie liegen jetzt vor.

Autonome Systeme gehören zu den zehn Technologieplattformen, die künftig einen großen Einfluss auf die Märkte weltweit ausüben werden. Besonders in der Produktionstechnik sind sie die Grundlage für die Weiterentwicklung der Automatisierung und Flexibilisierung auf dem Weg zur „smart factory“. Eine zentrale Funktionalität zur Gewährleistung der Autonomie von Systemen und deren Zuverlässigkeit und Sicherheit ist die Umwelterkennung. Die Mechanismen zur Selbststeuerung solcher Systeme erfordern in hohem Maß sensorische Funktionen zur gefilterten Erfassung und Interpretation der eigenen Situation und Umgebung. Heutige Lösungen erfüllen die Anforderung nicht.

Alfons Botthof, Leiter der Begleitforschung des Technologieprogramms AUTONOMIK: „Heutige Sensoren erfassen unbewertet Messdaten ihrer Umgebung. Das führt zu großen Datenmengen, von denen im konkreten Anwendungsfall nur eine bestimmte Information benötigt wird. Darüber hinaus muss diese eine Information nicht nur fehlerfrei, sondern auch noch schnell und sicher gefunden werden. Für die nachfolgenden datenverarbeitenden Systeme heute eine nahezu unlösbare Aufgabe. Für die komplexe Umgebungserkennung in autonomen Systemen ist eine neue Qualität der Integration von Sensor und Signalverarbeitung gefordert.“

Zentrale Forderung der Studie ist deshalb die Weiterentwicklung von Sensoren über Sensorsysteme hin zu Umgebungserkennungsmodulen, die die neusten Erkenntnisse aus Optik und Mechatronik, aber auch zunehmend Erkenntnisse der Kognitionsforschung vereinen und über geeignete Schnittstellen zur Middleware verfügen.

Darüber hinaus müssen unter Kostengesichtspunkten geeignete Sensoren, die sich in Massenanwendungen bewährt haben für Lösungen in der Autonomik weiter verfügbar gemacht werden. Denn niedrige Herstellungspreise lassen sich nur durch hohe Stückzahlen durch ein breites Anwendungsspektrum und Derivate von Massenanwendungen erreichen.

Gegenwärtig sind sensorbasierte autonome Systeme quasi Einzelanfertigungen und müssen mit hohem Engineering-Aufwand an die jeweiligen Einsatzgegebenheiten angepasst werden. Um den dadurch entstehenden Kostenfaktor zu verringern, muss die Sensorik als enabling technology zur Umwelterkennung von Anfang an bei der Entwicklung von Autonomik-Systemen mit berücksichtigt werden.

Neben diesen technischen Herausforderungen stehen autonome Systeme vor rechtlichen und wirtschaftlichen Herausforderungen. Vor allem müssen Sensorik und Umgebungserkennung einerseits als funktionskritische Elemente andererseits aber auch zur Gewährleistung funktionaler Sicherheit in industriepolitischen Strategien angemessen Berücksichtigung finden. Die engere Vernetzung der Akteure von Sensorik und Autonomik sollte durch Netzwerkbildung unterstützt werden. Besonders wichtig ist dabei Formulierung und die Wahrnehmung deutscher Interessen in internationalen Standardisierungs- und Normungsgremien mit Bezug zur Sensorik.

Weiterführende Informationen

Laden Sie sich die Kurzstudie "Konzepte zur Umwelterkennung und -modellierung" als PDF-Datei herunter.

PDF  [1 MB]