Data Analysis

Die Digitalisierung treibt unaufhaltsam die Entwicklung intelligenter und vernetzter Produkte, Dienstleistungen und Produktionssysteme voran. Doch damit entsteht auch eine gewaltige Komplexität und Vernetzung von Technologien, die das Engineering für die Märkte von morgen vor neue Herausforderungen stellt. Die Lösung? Advanced Systems Engineering (ASE): die Integration der vielfältigen Aspekte des Systems Engineerings und des Advanced Engineerings, um die Wettbewerbsfähigkeit in einer sich wandelnden Welt zu sichern und zu steigern.

Optische Sensorik am Auto ist mittlerweile kein Novum mehr. Mit Fahrerassistenzsystemen ist vieles heutzutage schon möglich – selbst (teil)autonomes Fahren. Doch was den Fahrzeugen bislang nahezu in Gänze fehlt, ist ein akustischer Sinn, ein vorausschauendes Hören. Gerade das könnte zu einem erheblichen Mehrwert an Sicherheit und Zuverlässigkeit führen. Ein Team von Wissenschaftler*innen am Fraunhofer IDMT arbeitet schon seit Jahren an der Entwicklung von intelligenten akustischen Sensorsystemen, die mit dem Projekt »The Hearing Car« nun erste prototypische Anwendung finden.

Wenn es so weitergeht, dann sind die Fahrenden an den Stromtankstellen schneller geladen als der Akku ihres E-Mobils: Die Ladeinfrastruktur ist intransparent, das Bezahlen umständlich und die Grundversorgung mit Schnelllade-Energie ist immer schwerer zu gewährleisten. Keiner der Versorger, Netzbetreiber oder Stromverkäufer weiß, wann wo wer wie viel Strom bereitstellen kann. Dieser Flickenteppich und der fehlende Informationsaustausch aller Beteiligten könnte die Elektromobilität sogar ausbremsen. Ein Konsortium arbeitet daran, die Knoten zu entwirren und das Laden zukunftssicher zu gestalten.

Es herrscht Dürre in Europa, Getreide wird knapp und die Weltbevölkerung wächst. Eine Vielzahl an Krisen verlangt in jüngster Zeit nach effektiven Lösungen aus der Nahrungsmittelindustrie. Die Digitalisierung der Landwirtschaft leistet dazu einen wichtigen Beitrag, denn digitale Daten bieten Einsichten beispielsweise über Bodenbeschaffenheit, Pflanzenzustände und Wasserkreisläufe. Darauf basierend können Landwirt*innen wichtige Entscheidungen treffen und so ihre Nahrungsmittelerträge potenzieren. Wie der Klimawandel sich auf dieses Industriefeld auswirkt und was in der Digitalisierung der Landwirtschaft besonders beachtet werden muss, erfahrt ihr in der neuen Folge des Wissenschaftspodcasts »Fraunhofer InnoVisions: Nachgeforscht«.

Hörschädigungen können dazu führen, dass das natürliche Sprechen eingeschränkt ist. Betroffenen fallen die korrekte Aussprache und Betonung häufig schwer. Sprachtherapien können die Sprechfähigkeit zwar verbessern. Das Training dafür muss aber meist besonders intensiv und regelmäßig sein, sodass Therapiesitzungen allein kaum zu einem idealen Ergebnis führen. Eine KI-gesteuerte App, die das Gesagte automatisch und qualifiziert analysiert und bewertet, bietet Hörgeschädigten zusätzliche Trainingsmöglichkeiten neben der Sprachtherapie – jederzeit und überall.

Wer ein Fahrzeug führt, muss das Verkehrsgeschehen rundherum jederzeit aufmerksam verfolgen. Grundlegend dafür ist nicht nur der Blick auf die Straße voraus, in die Rückspiegel und über die Schulter. Auch das Hören ist Teil der erforderlichen Aufmerksamkeit am Steuer. Das gilt nicht nur für Menschen, sondern auch, wenn der Computer die Fahrzeugführung übernimmt.

Menschen sind in der Lage, einem bestimmten Gespräch zuzuhören – selbst, wenn sich im Raum viele Geräuschquellen befinden und sich andere Menschen unterhalten. Ein Problem haben allerdings Hörgeräteträger. Bei mehreren Sprechern wissen ihre Geräte nicht, wem auf der Party der Träger zuhören will. Dank eines neuen Systems könnte sich das ändern.

Um das Strömungsverhalten in einer Wasserkraftturbine entlang einer Autokarosserie oder an den Tragflächen eines Flugzeugs simulieren zu können, müssen die Entwicklungsingenieure über jede dieser Geometrien zunächst ein Rechengitter legen. Dieser Prozess ist teuer und langwierig. Eine neue Simulationsmethode macht die Rechengitter nun überflüssig.

Sprechen ist die wohl offensichtlichste Möglichkeit zu kommunizieren, sich an sozialen Interaktionen zu beteiligen und seine Persönlichkeit auszudrücken. Um Einschränkungen der Sprechfähigkeit durch Alter, Krankheit oder Behinderung entgegenzuwirken, haben das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Oldenburg und das ISi-Speech-Konsortium ein System entwickelt, das Gesprochenes selbstständig erkennt, Fehler analysiert und korrigiert.