Kluge Köpfe forschen für den digitalen Fortschritt

Am Fraunhofer-Institutszentrum Schloss Birlinghoven IZB arbeiten Forscherinnen und Forscher an der digitalen Transformation unserer Wirtschaft und Gesellschaft. Intelligente IT-Lösungen unterstützen Menschen und optimieren Unternehmens­prozesse.

Miniaturisierter Wachstumschip zum schnellen Erkennen bakterieller Resistenzen. Bislang dauert die Untersuchung auf Antibiotikaresistenzen mehrere Tage. Fraunhofer- Forscher haben ein modulares Komplettsystem entwickelt, mit dem sich die Zeitspanne auf neun Stunden verkürzen lässt.
Miniaturisierter Wachstumschip zum schnellen Erkennen bakterieller Resistenzen. Bislang dauert die Untersuchung auf Antibiotikaresistenzen mehrere Tage. Fraunhofer- Forscher haben ein modulares Komplettsystem entwickelt, mit dem sich die Zeitspanne auf neun Stunden verkürzen lässt. © Fraunhofer FIT

Big Data, Künstliche Intelligenz, Blockchain und Bio­informatik – auf dem Fraunhofer-Campus in Sankt Augustin wird die digitale Zukunft erforscht. Rund 800 Menschen, darunter 600 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, arbeiten in einem der größten deutschen Forschungs­zentren für Informatik und Angewandte Mathematik. Das Zentrum umfasst die drei Fraunhofer-Institute für Angewandte Informations­technik FIT, für Intelligente Analyse- und Informations­systeme IAIS und für Algo­rithmen und wissenschaftliches Rechnen SCAI sowie eine Außen­stelle des Fraunhofer-Instituts für Sichere Informations­technologie SIT.

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Für junge Nachwuchskräfte der Disziplinen Informatik und Mathematik – aber auch BWL, Natur-, Geo- und Sozialwissenschaften, Psychologie oder Medizin – eröffnet sich hier ein spannendes Feld, in dem sich akademische Forschung, Ingenieursgeist und Start-up-Spirit vereinen: Innovative Köpfe übernehmen früh Verantwortung und beflügeln ihre spätere Laufbahn in Wirtschaft und Industrie oder starten eine wissenschaftliche Karriere. Typisch sind gemischte Teams, die über fachliche und hierarchische Grenzen hinweg zusammenarbeiten – immer mit dem Ziel, Technologien zu entwickeln, die den Menschen in den Mittel­punkt stellen. So arbeitet das Fraunhofer FIT seit rund 30 Jahren an der menschen­gerechten Gestaltung von intelligenten System­lösungen, die Unternehmens­prozesse optimieren. Das Ziel: mehr Qualität, mehr Effizienz und mehr Sicherheit. Aktuelles Beispiel ist die Block­chain, eine Art dezentrale Daten­bank. Jeder Teilnehmer – etwa an einem Außen­handels­geschäft – erhält durch diese Technologie Zugang zum gesamten Daten­satz der Transaktion, der in krypto­grafisch verknüpften Blöcken gespeichert wird.

Enormes Potenzial der Blockchain-Technologie

Werden neue Daten hinzugefügt, wird die Kette bei allen Teilnehmern über ein Abstimmungs­verfahren aktualisiert. Dieses Verfahren und die krypto­grafische Verknüpfung der Blöcke sorgen dafür, dass eine Block­chain nicht manipuliert werden kann. Transport von Hightech aus Süd­korea oder Kaffee aus Kolumbien lässt sich so nicht nur lücken­los dokumentieren, sondern einfacher und sicherer abwickeln. Anderes Beispiel: Der Forschungs­bereich Life Science Informatik entwickelt neue Ansätze zur Unter­stützung von medizinischen Diagnosen und Medikamenten­entwicklung und verwirklicht unter anderem Telemedizin-Projekte, die den Daten­austausch zwischen Patienten, Ärzten und Kranken­häusern verbessern. Alle Forschungen des Fraunhofer FIT zielen auf Lösungen, die Menschen in ihrer Tätig­keit unter­stützen: Usability, Entscheidungs­hilfen für Finanz­management, Kooperations­systeme, Lösungen für Smart Factories und Industrie 4.0.

Wie Big Data und Maschinelles Lernen den Weg zur Künstlichen Intelligenz (KI) ebnen, zeigt die Forschung der Data Scientists und IT-Spezialisten des Fraunhofer IAIS. Durch lernende Algorithmen schaffen es Computer­programme, kognitiv heraus­fordernde Probleme zu lösen: Sie planen Prozesse, erkennen Verkehrs­zeichen, entdecken Rohstoff­vorkommen, erstellen Risiko­prognosen oder leisten präventive Wartung für die Industrie 4.0. Da in Anwendungs­bereichen wie der Medizin oder der industriellen Fertigung oft nicht genügend Daten für Maschinelles Lernen vorliegen, wird zunehmend das Wissen von Experten in die Systeme eingebaut. In diesen Hybrid-Lösungen – auch Informed Machine Learning genannt – wandelt sich KI von der Black Box zu einem transparenten, vertrauens­würdigen System: Das Personal in Kliniken oder Werks­hallen kann so jeder­zeit nach­voll­ziehen, warum der Computer eine bestimmte Therapie oder Reparatur­maß­nahme vorschlägt. Das Fraunhofer IAIS unter­stützt Unter­nehmen nicht nur bei der technischen Entwicklung und Implementierung, sondern auch bei der strategischen Planung der digitalen Transformation, der Entwicklung neuer Geschäfts­modelle und der Schulung von Data Scientists.

Akademische Kooperationen und Forschungspartner

Die Institute des Campus Schloss Birlinghoven beteiligen sich an der Ausbildung von Studierenden der RWTH Aachen, der Universität Bonn, des Bonn-Aachen International Center for Information Technology (b-it) und der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg. Zudem arbeiten sie an zahl­reichen öffentlich geförderten, nationalen und europäischen Forschungs­projekten mit.

Künstliche Intelligenz wird Basistechnologie

Die KI-Experten arbeiten daran, die Wett­bewerbs­fähig­keit der deutschen Industrie durch kognitive Technologien und sichere Daten­räume weiter zu stärken. Dazu bringt das Fraunhofer IAIS seine Kompetenzen im neuen Fraunhofer-Forschungs­cluster Cognitive Internet Technologies ein und treibt mit dem Zentrum Maschinelles Lernen die KI-Forschung hierzulande voran.

Fraunhofer SCAI ist an den Schnittstellen zwischen Mathematik, Informatik, Ingenieur- und Natur­wissen­schaften angesiedelt. Hier geht es vor allem um die Entwicklung effizienter mathematischer Methoden im Bereich Computational Science. Die Forscher schaffen intelligente neue Lösungen für Maschinelles Lernen, die Simulation von Netzwerken zum Energie­transport, Virtual Material Design, Multiphysics oder Optimierung. Dabei reichen die Anwendungen allein im Geschäfts­feld Optimierung von Packungs- und Zuschnitt­problemen bei Textilien, Blechen, Schaum­stoff über Container­beladung, Maschinen­belegung und Material­verbrauch bis zu Transport­optimierung und Arbeits­plänen.

Im Geschäftsfeld Bioinformatik entwickelt Fraunhofer SCAI Methoden zur Unterstützung des Informations­managements in der Pharma­forschung. Aus der enormen Menge biomedizinischer Fachliteratur extrahieren die Experten die relevanten Informationen mittels Text-Mining. Wissens­basierte Ansätze kombiniert mit Data-Mining-Verfahren und Simulations­ansätzen helfen dabei, Entscheidungs­prozesse in der pharmazeutischen Entwicklung zu optimieren.

Am Fraunhofer IZB die Digitalisierung gestalten!

In Sankt Augustin bietet Fraunhofer eine Kombination aus innovativer Forschung auf höchstem Niveau und Industrie­projekten sowie wert­volle Vernetzungen. Gefragt sind Mitarbeitende, die Verantwortung übernehmen – vorwiegend, aber nicht nur aus natur­wissen­schaftlichtechnischen Bereichen. Ihnen bieten sich schnelle Karriere­entwicklung, professionelle Qualifizierung sowie familien­freundliche Arbeits­bedingungen.

www.izb.fraunhofer.de/karriere

Bioinformatik hilft im Kampf gegen Alzheimer

Zu den Partnern und Kunden im Geschäftsfeld gehören sowohl die forschende Pharma­industrie als auch Unter­nehmen der Biotechnologie und Software­häuser der Life-Science-Informatik. Ein wichtiges Anwendungs­feld dieser Arbeiten ist die Modellierung neuro­degenerativer Erkrankungen wie Alzheimer.

Mit spannenden internationalen Forschungs- und Industrie­projekten sowie weltweit genutzten Software­lösungen hat das Instituts­zentrum als Arbeit­geber viel zu bieten. Wissen­schaftler­innen und Wissen­schaftler arbeiten in engagierten Teams, in denen sie viel Gestaltungs­spiel­raum haben. Gesucht werden Persönlich­keiten mit Leiden­schaft für ihr Fach­gebiet und der Motivation, die Forschung von heute in Lösungen für morgen zu über­führen.

Steckbrief

Zielsetzung

Angewandte Forschung und Fokussierung auf zukunfts­relevante Schlüssel­technologien sind das Ziel der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Fraunhofer IZB konzentriert sich auf Intelligent Computing.

Personal

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat deutschlandweit mehr als 25.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Von den rund 800 am Fraunhofer IZB sind 600 wissenschaftlich tätig.

Sitz

Fraunhofer-Gesellschaft: München
Fraunhofer IZB: Sankt Augustin bei Bonn

Kontakt

Fraunhofer-Institutszentrum
Schloss Birlinghoven IZB
53757 Sankt Augustin
Tel. (02241) 14-0
www.izb.fraunhofer.de

Dieser Artikel ist in „Wie wird geforscht in Nordrhein-Westfalen“, eine Sonderveröffentlichung, am 24.5.18 in DIE ZEIT erschienen.

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