„KI-basierten Elektroniklösungen für sicheres autonomes Fahren (KI-Element: autonomes Fahren)“.
Gefördert werden Projekte, die einen geschlossenen Teil der Wertschöpfungskette der Automobilelektronik von den Elektronikkomponenten über die Elektroniksysteme und die Softwaremodule zur Datenverarbeitung und Ansteuerung bis hin zu aufeinander abgestimmten Hard- und Softwaresystemen im Fahrzeug abbilden und einen Beitrag in Richtung der Realisierung der VDA-Automatisierungsstufen 4 und 5 leisten. Bewerbungsfrist: 31. Oktober 2018
Mit der Förderrichtlinie fördert das BMBF die Erforschung von Komponenten und Systemen für den Einsatz von KI-Methoden in automatisierten und vernetzten Fahrzeugen.
Gefördert werden industriegeführte Verbundprojekte unter Einbindung von wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen. Die Projekte sollen einen geschlossenen Teil der Wertschöpfungskette der Automobilelektronik von den Elektronikkomponenten über die Elektroniksysteme und die Softwaremodule zur Datenverarbeitung und Ansteuerung bis hin zu aufeinander abgestimmten Hard- und Softwaresystemen im Fahrzeug abbilden und potenziell einen signifikanten Beitrag in Richtung der Realisierung vollautomatisierter und fahrerloser Fahrfunktionen (VDA-Automatisierungsstufen 4 und 5) in komplexen Umgebungen leisten. Insbesondere sollen die Projekte nachweislich eine klare und quantifizierbare Verbesserung gegenüber dem aktuellen Stand der Technik im Hinblick auf den Einsatz KI-basierter Lösungen für das autonome Fahren anstreben. Eine geeignete Demonstration im Kontext der Subsysteme oder auch des Gesamtfahrzeugs, soll diesen Beitrag plausibilisieren. Auf Simulation und Softwareentwicklungen zielende Projektvorschläge ohne Forschungsanteile im Bereich der Hardwaresysteme oder -komponenten sind nicht Gegenstand dieser Förderrichtlinie.
Themenbereiche:
1. Hardware- und Softwarekomponenten für den Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz im autonomen und vernetzten Fahrzeug
Voraussetzung für eine verfügbare und leistungsstarke Erkennung des Fahrzeugumfelds, aber auch des Passagierzustands, ist Fahrzeugsensorik, die höchste Anforderungen an Detektionsgenauigkeit, Robustheit und Zuverlässigkeit erfüllt. Mithilfe KI-gestützter Methoden können die Fahrzeugumgebung, die Straßenausstattung, andere Verkehrsteilnehmer und außergewöhnliche Situationen wie Baustellen oder eine geänderte Verkehrsführung ebenso wie potenzielle Gefahrenstellen auch unter harschen Bedingungen und bei großen Geschwindigkeitsdifferenzen zuverlässig und sicher erkannt werden. KI-gestützte Verfahren für die Objekterkennung und -klassifikation können in einzelnen Sensoren eingesetzt werden; eine robuste Umfeldwahrnehmung und ein zuverlässiges Szenenverständnis werden jedoch erst durch die multisensorielle Datenfusion ermöglicht. Dies bringt höchste Ansprüche an die funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit der Sensoren sowie der Datenaggregation und -verarbeitung mit sich, um die Entscheidungssicherheit der KI-gestützten Verfahren zu gewährleisten.
Rechenintensive KI-basierte Verfahren erfordern zudem leistungsstarke, kompakte und zugleich energieeffiziente Fahrzeugelektronik. Durch eine gemeinsame Betrachtung der auf künstlichen neuronalen Netzen basierenden Datenverarbeitung und der Chiparchitektur lassen sich beispielsweise optimierte Komponenten entwerfen, die eine energieeffiziente Echtzeitdatenverarbeitung ermöglichen, wie z. B. dedizierte Beschleunigerkerne, die in eine resiliente Chiparchitektur eingebettet sind.
Geförderte Vorhaben im Bereich der Hardware- und Softwarekomponenten für den Einsatz von KI-Methoden im autonomen Fahrzeug müssen Innovationen in mindestens zwei der folgenden Felder anstreben:
- hoch-performante und aufeinander abgestimmte Software- und Hardwarekomponenten zur energieeffizienten Datenverarbeitung,
- zuverlässige und robuste Sensorlösungen mit integrierter Funktionsüberwachung für nachfolgende Verfahren,
- manipulationssichere und gegenüber Sensordegradierung robuste Hardware- und Softwarekomponenten,
- Methoden zur Abschätzung des Konfidenzlevels der Sensordaten und der Prädiktionsgüte der eingesetzten KI-basierten Verfahren.
2. Hardware- und Softwaresysteme für den Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz im autonomen und vernetzten Fahrzeug
Bei KI-basierten Systemen wird das spätere Verhalten in der Regel zunächst offline in einem Hochleistungsrechenzentrum antrainiert und vor dem Einsatz im Verkehr validiert. Anschließend können die abgesicherten KI-basierten Verfahren auf eine eingebettete hoch-performante Sensor- und Rechenplattform im Fahrzeug abgebildet werden. Eine solche Plattform muss leistungsstarke und für die Implementierung rechenintensiver Datenverarbeitungsmethoden maßgeschneiderte Hard- und Softwarekomponenten vereinen, die eine zuverlässige, energieeffiziente und echtzeitfähige Sensordatenverarbeitung und -fusion für die Umfelderkennung ermöglichen. Zudem können über entsprechende Funktionen der Datenaustausch geregelt, das Fahrzeug lokalisiert und eine Pfad- und Manöverplanung vorgenommen werden. Dabei muss die Hardware- und Softwarearchitektur hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit und Resilienz erfüllen und aufgrund der geforderten Energieeffizienz und Leistungsklasse optimal aufeinander abgestimmt sein.
Geförderte Vorhaben im Bereich der Hardware- und Softwaresysteme, die auf die Realisierung von Rechenplattformen für den Einsatz von KI-Methoden im autonomen Fahrzeug abzielen, müssen mindestens zwei der folgenden übergeordneten Aspekte adressieren:
- die energieeffiziente, kompakte und hoch-performante Sensor- und Datenverarbeitung im Fahrzeug mit möglichst geringer Latenz,
- die Entwicklung umfassender Methoden zur Sensordatenfusion, zuverlässigen Dateninterpretation und sicheren Entscheidungsfindung,
- Offenheit, Modularität und Erweiterbarkeit, z. B. im Hinblick auf Weiterentwicklungen durch Hardwareupgrades und/oder Softwareupdates,
- die Erfüllung von Anforderungen an die funktionale Sicherheit von der Chip- bis zur Systemebene,
- die systemische Sicherstellung nachvollziehbarer und plausibler Entscheidungen, z. B. durch Kombination von klassischen und KI-basierten Algorithmen.
Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft sowie Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen.
Voraussetzung für die Förderung ist die Zusammenarbeit mehrerer unabhängiger Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zur Lösung von gemeinsam vereinbarten Forschungsaufgaben (Verbundvorhaben).
Höhe der Zuwendungen: Die Zuwendungen werden im Wege der Projektförderung als nicht rückzahlbare Zuschüsse gewährt. Die Förderquote für Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft beträgt bis zu 50 %.
Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF den Projektträger VDI/VDE Innovation + Technik GmbH beauftragt.
Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt. Die Einreichungsfrist zur Vorlage der Projektskizzen ist der 31.Oktober 2019.