MobilitätOhren fürs Auto
Moderne Autos „sehen“ heute schon jede Menge: Kameras und andere Sensoren erkennen unter anderem potenzielle Hindernisse vor und hinter dem Fahrzeug, den Verlauf der Fahrspuren oder Verkehrsteilnehmer im toten Winkel. Ein vergleichbares Gehör fehlt ihnen dagegen – noch. Denn das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT mit Hauptsitz in Ilmenau arbeitet seit Jahren am „maschinellen Hören“. Dieses Teilgebiet der KI verfolgt das Ziel, automatisiert Informationen aus Umgebungsgeräuschen zu erfassen und zu interpretieren.
Diese Grundlagenforschung fließt in die praktische Arbeit des Oldenburger Institutsteils des IDMT, der gerade Ohren fürs Auto entwickelt. Das ist besonders für die autonomen Fahrzeuge der Zukunft relevant: Ihnen könnten KI-basierte akustische Wahrnehmungssysteme in Sekundenbruchteilen signalisieren, wenn ein Krankenwagen mit Martinshorn naht, spielende Kinder von der Seite kommen, eine Radfahrerin klingelt – und sogar, ob die Bremsen abgenutzt klingen oder der Motor unrund läuft.
BiologieWas wächst denn da?
Wer beim Spazieren oder Wandern eine Blume näher kennenlernen will, braucht nur das Smartphone zu zücken und ein oder mehrere Fotos zu machen. Diese Bilder klassifiziert die App „Flora Incognita“ (lateinisch für „unbekannte Blume“) dank modernster Methoden des maschinellen Lernens mit hoher Genauigkeit. Neben dem Namen der Pflanze liefert die kostenlose und werbefreie App binnen Sekunden viele Fakten, etwa typische Merkmale, Verbreitung und Schutzstatus. Insgesamt erkennt Flora Incognita mehr als 16 000 Arten, darunter alle in Deutschland heimischen Wildpflanzen. Mit der gemeinsam entwickelten und mittlerweile in 20 Sprachen erhältlichen App haben die TU Ilmenau und das Max-Planck-Institut für Biogeochemie Jena einen Nerv getroffen. Sie wurde mehr als fünf Millionen Mal heruntergeladen und verarbeitet mehr als 300 000 Bestimmungsanfragen täglich. Die so erzeugten Daten helfen auch der Wissenschaft: Mit ihnen lassen sich beispielsweise die problematische Ausbreitung invasiver Arten oder klimabedingte Verschiebungen bei Blütezeiträumen frühzeitig erkennen. So werden neugierige Anwender auch zu wertvollen Mitforschenden – für den Erhalt der pflanzlichen Biodiversität.
SicherheitAbdruck ohne anfassen
Ob am Flughafen oder im Einwohnermeldeamt: Fingerabdruckscanner brauchen oft mehrere Anläufe, weil sie verschmutzt sind. Zudem bilden die Geräte ein Ansteckungsrisiko angesichts der vielen Menschen, die ihre Finger dort ablegen und Keime hinterlassen. Diesen Problemen begegnet das Start-up IDloop aus Jena mit einem kompakten, kontaktlosen Fingerabdruckscanner. Er nimmt das räumliche Profil der ganzen Hand auf und erfasst zugleich die mikroskopische Struktur der Fingerlinien mit einer Auflösung von zehn Mikrometern. Der im kompakten Scanner integrierte Minicomputer errechnet daraus mit Unterstützung einer KI in weniger als 100 Millisekunden die zweidimensionalen Fingerabdrücke. Sie sind kompatibel zum Abgleich mit bestehenden Datenbanken. Bis 2026 soll die mehrfach preisgekrönte Innovation marktreif sein.
MedizinScharfblick fürs Skalpell
Bei Tumoroperationen ist Präzision elementar: Krebsgewebe muss vollständig entfernt, gesundes Gewebe geschont werden. Weil aber bisherige Bildgebungsverfahren die Gewebe-grenzen nicht immer eindeutig zeigen, kommt es vor, dass Tumoren nicht komplett beseitigt werden. Ein interdisziplinäres Projektteam an Uniklinikum Jena, Friedrich-Schiller-Universität Jena und TU Ilmenau will deshalb ein sensorbasiertes Unterstützungssystem für die Tumorchirurgie entwickeln. Es soll die Gewebeeigenschaften erfassen und sie KI-basiert in Echtzeit auswerten. Der Operateur wiederum erhält diese Informationen über ein ausgefeiltes Bediensystem, dank dessen er die Tumorgrenze sehen und fühlen kann. Auf diese Weise, so die Hoffnung der Forscher, können Chirurgen ihre Schnitte bei Tumoroperationen noch präziser genau dort setzen, wo sie am wirkungsvollsten sind – und damit die Überlebenschancen von Patienten verbessern.