Sensornetzwerke

Das Fraunhofer IMS hat im Bereich Drahtlos- und Transponder-Systeme in vielen Jahren und zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten eine breite Know-how-Basis auf dem Gebiet der drahtlosen Nahbereichskommunikation aufgebaut und hält wir halten diese  weiterhin aktuell.

Sensornetzwerke bieten eine hervorragende technologische Basis für die verteilte Erfassung physikalischer, chemischer und vieler weiterer Parameter in vielfältigen Anwendungsfeldern. Dies insbesondere an beweglichen, rotierenden oder anderweitig schwer zugänglichen Objekten. Die für Sensornetze erforderlichen Basistechnologien Low-Power-Elektronik, Antennendesign, Funk-Frontends und energieeffiziente Funkprotokolle sowie Energy Harvesting und Embedded Systems werden permanent weiterentwickelt.

Dazu zählt auch die Integration von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) in Sensorsysteme und Sensornetze. Durch die Verfügbarkeit höherwertiger relevanter Informationen (»Smart Data«), die von verteilten, intelligenten, eingebetteten Sensornetz-Komponenten bereitgestellt werden, lassen sich Prozesse auf höheren Systemebenen effizienter, flexibler und autonomer gestalten.

Aktuelle Einsatzbereiche moderner Sensornetze finden sich selbstverständlich auch in industriellen Anwendungen. So wird gegenwärtig in der Industrie 4.0 die stark produktzentrierte Fertigung durch lösungs- und kundenzentrierte Konzepte ersetzt. Starre, definierte Fertigungs- und Wertschöpfungsketten werden in flexible und hochdynamische Produktionssysteme überführt, die eine auftragsbasierte und vollständig individualisierte Produktion ermöglichen. Nachhaltige Industrie 4.0 Automatisierungslösungen, die agiler, intelligenter und autonomer werden müssen, setzen den Einsatz KI-gestützter Sensorsysteme und Sensornetze voraus, die »nahe am Geschehen« Maschinelles Lernen und Prozesskontrolle unter Echtzeitbedingungen ermöglichen.

Entsprechende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten erfolgen gemeinsam mit renommierten Industriepartnern, etwa im Rahmen des Projekts KI-MUSIK4.0.

Sensornetze sind eine Basistechnologie für die Umsetzung des »Internet der Dinge« (Internet of Things, IoT), etwa im Kontext von Infrastrukturüberwachung wie Hochspannungsleitungen oder Niederspannungsnetzen. Letzteren kommt gegenwärtig bei der Umsetzung der Energiewende eine sehr große Bedeutung zu. Die optimale Nutzung vorhandener Leitungskapazitäten ist angesichts dezentraler Einspeisung erneuerbarer Energie und der zunehmenden Verbreitung der Elektromobilität nur dann möglich, wenn relevante Zustandsinformationen (wie Spannung, Strom, Phase und daraus ableitbare Größen) kontinuierlich verfügbar sind. Dies lässt sich nur durch den Einsatz von Sensornetzen erreichen, die dann auch die netzdienliche Steuerung von Erzeugern und Verbrauchern ermöglichen und damit zur Vermeidung von Netzausbauten mit hohen Investitionskosten beitragen. Hier erfolgen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in innovativen Pilotprojekten, wie etwa Fit4eChange.