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Infineon und TU Dresden: Lichtinnovation mittels Open Source und künstlicher Intelligenz (KI)

  • Infineon und TU Dresden: Lichtinnovation mittels Open Source und künstlicher Intelligenz (KI)
    OpenLicht entwickelt das Licht von Morgen: Lichtinnovation mittels Open Source und künstlicher Intelligenz (KI)

Das Forschungsprojekt OpenLicht startete im September 2016 und steht für intelligentes, individuelles Lichtdesign auf der Basis von Open-Source und neuen Materialien. OpenLicht wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert mit dem Ziel, neue Formen der Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft mit der Maker- und Gründerszene zu ermöglichen. Die Infineon Technologies AG betreut das Projekt federführend in enger Zusammenarbeit mit der Bernitz Electronics GmbH, der Technischen Hochschule Deggendorf und der Technischen Universität Dresden.

 

Die Ergebnisse werden nun der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt, darunter der Prototyp eines intelligenten Beleuchtungssystems, das auf  Künstlicher Intelligenz basiert. Es passt das Licht im Raum automatisch an die jeweilige Position und Aktivität des Nutzers  an – wie Lesen oder Fernsehen –, lernt die Präferenzen der Person und kann bis zu einem gewissen Grad auch auf nicht erlernte Gegebenheiten reagieren.

Die im Projekt entwickelte Lösung basiert auf Open-Source-Ansätzen, wie openHAB, einem Smart-Home-System und Machine-Learning-Bibliotheken. Durch Nutzung frei verfügbarer Entwicklungsumgebungen, Software-Frameworks und kostengünstiger Hardwarelösungen sind die Integration unterschiedlichster Sensordaten und die Weiterentwicklung der bisherigen Ergebnisse durch die Community möglich.

Intelligentes Licht-Design hält Einzug ins Smart Home und soll uns – so die Vision – vollautomatisiert durch den Alltag begleiten. Doch die bisherigen auf dem Markt verfügbaren Lösungen stellen den Anwender noch häufig vor eine Reihe von Herausforderungen. Oft laufen sie höchstens teilautomatisiert und sind umständlich zu programmieren. Zudem ist die Privatsphäre oft nicht gewahrt oder die Systeme verbrauchen unnötig Strom, da die Lampennutzung nicht optimal an die Bedürfnisse des Nutzers angepasst ist, was sich wiederum negativ auf den CO 2-Ausstoß auswirkt. OpenLicht hat für diese Herausforderungen Antworten gefunden.

Smarte Lichtlösungen mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI)

Durch den Einsatz von KI im lokalen Netzwerk werden smarte Lichtlösungen geschaffen, die zugleich sicher und nachhaltig sind sowie die Privatsphäre des Nutzers wahren. Die KI agiert dabei auf einem nach außen abgeschlossenen System, das nicht mit dem Internet verbunden sein muss. Dazu wurde ein Open Source Gateway entwickelt, das auf einem Raspberry Pi und einem Infineon Trusted Platform Module (TPM) basiert. Damit müssen Daten nicht in die Cloud geschickt werden, sondern können lokal verarbeitet werden, was die Sicherheit und Privat-sphäre von Haushalten gewährleistet. Diese Faktoren haben entscheidenden Einfluss auf die  Erhöhung der Akzeptanz von Smart-Home-Lösungen. Zusätzlich sorgt die automatische Anpassung an die Aktivitäten der Nutzer für das im jeweiligen Augenblick benötigte Licht. Das vermeidet unnötige "Flutbeleuchtung" und trägt zum Klimaschutz bei, ohne an das Gewissen der Nutzer apellieren zu müssen.

Offenes Licht für jeden Menschen

Softwareentwicklungen wurden von OpenLicht dokumentiert und z. B. auf Github veröffentlicht, neue Lichtideen als Do-It-Yourself-Projekte aufbereitet und zum Nachbauen auf Plattformen wie "Thingiverse" oder "Hand im Glück" zugänglich gemacht. Das Plattformkonzept fördert zudem den Austausch innerhalb der Licht-Community. Letztlich soll jeder Mensch in die Lage versetzt werden, moderne Lichtlösungen zu entwickeln.

OpenLicht beteiligte innerhalb der Evaluationsphase verschiedene kreative Partner an Schnittstellen von Wissen, Innovation und Design, um den Zugang zu Lichtentwicklung zu öffnen: In Kooperation mit der Hochschule München und dem Strascheg Center for Entrepreneurship entwickelten Design-, Elektrotechnik- und Wirtschaftsstudenten Lichtinnovationen, bauten Demonstratoren und entwickelten Geschäftsmodelle. Innerhalb der Lichtwoche München 2019 konnten verschiedene Workshops veranstaltet werden sowohl mit Laien als auch Professionellen zur Realisation von modernem Licht u.a. in 3D-Druck-Technik. Und gemeinsam mit dem Verein "Technik für Kinder" in Deggendorf haben Kinder innerhalb eines Vormittags ihr eigenes smartes Licht gebaut. OpenLicht macht damit Licht im doppelten Sinne begreifbar: Beleuchtung reagiert auf Bewegung und lässt sich von jedem einsetzen, entwickeln und neu gestalten.

Über OpenLicht
OpenLicht ist eines von zehn Forschungsprojekten, die im Rahmen der Fördermaßnahme "Open Photonik" durch das BMBF unterstützt wurden. Die Zielrichtungen der Open-Photonik-Projekte sind vielfältig: Zu ihnen gehören offene Innovationsansätze, die die Nutzung photonischer Komponenten oder Systeme verbessern, sowie Open-Source-Ansätze, die zu einer breiteren Nutzung dieser Komponenten und Systeme führen. Außerdem schließen sie Ansätze ein, die eine stärkere direkte Bürgerbeteiligung an wissenschaftlichen Projekten ermöglichen. Das Forschungsprojekt OpenLicht endete im Dezember 2019. Sein Gesamtvolumen  belief sich auf rund 4,5 Millionen Euro. Das Bundesforschungsministerium förderte es im Rahmen des Förderprogramms "Photonik Forschung Deutschland" mit einer Förderquote von 63 Prozent. Weitere Informationen zu OpenLicht gibt es auf der Projektseite oder der Seite zum Förderprogramm des BMBF.

Über Infineon
Die Infineon Technologies AG ist ein weltweit führender Anbieter von Halbleiterlösungen, die das Leben einfacher, sicherer und umweltfreundlicher machen. Mikroelektronik von Infineon ist der Schlüssel für eine lebenswerte Zukunft. Mit weltweit rund 41.400 Beschäftigten erzielte das Unternehmen im Geschäftsjahr 2019 (Ende September) einen Umsatz von 8,0 Milliarden Euro.

Weiterführende Links


www.infineon.com

Foto: Infineon

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