Connected Intelligent Infrastructures (CII)
Kompetenzzentrum am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
Das Competence Center Connected Intelligent Infrastructures (CII) erforscht, wie Künstliche Intelligenz eingesetzt werden kann, um komplexe, vernetzte Infrastrukturen zu verstehen, zu planen und intelligent zu steuern. Durch die fortschreitende Digitalisierung wachsen viele bislang getrennt betrachtete Bereiche zunehmend zusammen: Energienetze, Gebäude, Produktionssysteme und städtische Infrastrukturen sind heute keine isolierten Systeme mehr, sondern Teil eines eng vernetzten Gesamtgefüges. Infrastruktur wird damit zum zentralen Bindeglied zwischen technischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Prozessen und bildet die Grundlage für zuverlässige und resiliente Systeme, auf die Gesellschaft, Wirtschaft und öffentliche Dienste täglich angewiesen sind.
Vernetzte Daten als Grundlage intelligenter Systeme
Sensorik, moderne Kommunikationsnetze und Plattformtechnologien ermöglichen es, Daten aus unterschiedlichsten Quellen nahtlos zu verknüpfen. Ein Großteil dieser Informationen stammt aus vernetzten Geräten und Maschinen – dem Internet of Things (IoT). Durch die semantische Beschreibung dieser Informationen entstehen föderierte semantische Datenräume, die domänenübergreifendes Wissen bündeln. Im CII bilden diese Räume die Grundlage, um starre Infrastrukturen in dynamische, vernetzte Systeme zu überführen und komplexe Wechselwirkungen tiefgreifend zu verstehen.
KI-Methodik für komplexe Systeme
Die Analyse großer und heterogener Datenmengen ist ohne Methoden der Künstlichen Intelligenz kaum möglich. Das Kompetenzzentrum entwickelt daher moderne KI-Verfahren zur Modellierung, Analyse und Optimierung komplexer Infrastruktursysteme. Eine zentrale Rolle spielen hierbei digitale Zwillinge, semantische Datenräume und föderierte Architekturen, die es ermöglichen, Daten und Modelle aus unterschiedlichen Domänen zusammenzuführen und gemeinsam nutzbar zu machen. Darüber hinaus kommen Datenfusion und Prognosemodelle zur Zusammenführung heterogener Datenströme, KI-basierte Entscheidungsunterstützung für kritische Betriebszustände sowie adaptive Steuerungsstrategien für vernetzte Systeme in Echtzeit zum Einsatz. Ein besonderer Fokus liegt zudem auf Sicherheit, Transparenz und Nachvollziehbarkeit KI-basierter Entscheidungen in kritischen Infrastrukturen.
Visualisierung und Interaktion
Neben der Datenanalyse gewinnt auch die verständliche Darstellung komplexer Zusammenhänge an Bedeutung. XR-Technologien und industrielle Metaversen ermöglichen es, große Datenmengen, Modelle und Simulationen anschaulich zu visualisieren und interaktiv zu nutzen. Dadurch können Planung, Betrieb und Entscheidungsprozesse in Bereichen wie Energienetzen, Smart Cities, intelligenten Gebäuden oder föderierten Produktionssystemen besser unterstützt werden.
„Wir überwinden systemische Silos durch die intelligente Vernetzung kritischer Infrastrukturen. Mit KI-basierten Digitalen Zwillingen, föderierten Datenräumen und industriellen Metaversen gestalten wir die resiliente, nachhaltige Smart City und die autonome Produktion von morgen. Unser Fokus liegt auf der souveränen Datennutzung und der sicheren Steuerung komplexer Energie-, Gebäude- und Versorgungsnetzwerke."
Ein starkes Fundament für die Forschung
Die interdisziplinäre Stärke des CII resultiert aus seiner organischen Entwicklung: Aufbauend auf der erfolgreichen Kooperation der Forschungsgruppen „Connected Intelligent Systems“ (CIS) und „Smart Energy Systems“ (SES) im Bereich Smart Living arbeiten inzwischen auch das SmartCity Living Lab (SCLL) sowie die Forschungsgruppen Future Applied Industrial AI (FAI2) und Interconnected Factory Architectures (IFA) zusammen. Diese breite Verankerung ermöglicht es uns, die komplexen Wechselwirkungen moderner Infrastrukturen aus verschiedenen fachlichen Perspektiven ganzheitlich zu adressieren.