Analoge neuromorphe Beschleuniger, die effiziente und sichere Smart-Sensoren ermöglichen – NeurOSmart

Herausforderung

Mit der fortschreitenden Entwicklung autonomer Robotersysteme wächst die Menge an Sensordaten, die in Echtzeit verarbeitet werden müssen. Damit steigen sowohl die Anforderungen an Rechenleistung und Datenübertragung als auch der Energiebedarf. Eine flexible, skalierbare Architektur, hohe Übertragungsraten zwischen Sensorik und Recheneinheit sowie ein möglichst geringer Energieverbrauch zählen zu den größten Herausforderungen beim Einsatz leistungsfähiger Rechner in mobilen Systemen.

Umsetzung

Das Fraunhofer-Leitprojekt NeurOSmart zielt darauf ab, einen neuen Standard für intelligente, hybride Computing-Architekturen in autonomen Maschinen und Transportsystemen zu entwickeln. Ziel ist es, hohe Rechenleistung und Energieeffizienz in einem integrierten System zu vereinen. Fünf Fraunhofer-Institute (ISIT, IPMS, IMS, IWU und IAIS) bündeln hierfür ihre fachliche Expertise.

Entwickelt wird ein hochleistungsfähiges System aus intelligenten Sensoren, das mit einer KI-gestützten Vorverarbeitung und einem leistungsstarken, analog-neuromorphen, ultra-low-power In-Memory-Beschleunigerchip kombiniert wird. Durch diese Architektur sollen Daten direkt im Speicher verarbeitet werden, was energieintensive Datenübertragungen vermeidet und die Effizienz der Datenverarbeitung deutlich steigert.

Das Fraunhofer IWU übernimmt im Projekt die Evaluation des neuartigen Sensorsystems im Anwendungsszenario Mensch-Roboter-Kollaboration sowie die ökologische Bewertung des Gesamtsystems. Mit der Ökobilanzierung (LCA) sollen die Umweltwirkungen der neuen Architektur ganzheitlich erfasst und Potenziale zur weiteren Verbesserung der Nachhaltigkeit identifiziert werden.

Die im Projekt verfolgte Perspektive ist eine Steigerung der Energieeffizienz der Datenverarbeitung um mindestens zwei Größenordnungen. Damit wird die Entwicklung neuartiger autonomer Systeme ermöglicht, die durch hohe Intelligenz und sehr geringe Leistungsaufnahme gekennzeichnet sind.