Mit KI-Chips Herzrhythmusstörungen erkennen

Damit Künstliche Intelligenz (KI) Nutzen schafft und in viele Anwendungen Einzug hält, muss der Energieverbrauch von heutiger Mikroelektronik für viele Anwendungen, besonders für mobile und sicherheitskritische Einsatzbereiche, gesenkt werden. In einem einjährigen Wettbewerb treten insgesamt 18 teilnehmende Hochschulen und Forschungseinrichtungen in elf parallel laufenden Vorhaben gegeneinander an, um die beste Idee zu küren.

Staatssekretär Wolf-Dieter Lukas erklärte zum Start der Wettbewerbsprojekte und aus Anlass des beginnenden edaForum19: "An Hochschulen und Forschungseinrichtungen gibt es viele gute Ideen zur Verbesserung der Energieeffizienz von Mikroelektronik. Über die Projekte ‚Energieeffizientes KI-System‘ wollen wir herausfinden, welche Forschergruppe bei der vorgegebenen Aufgabe das KI-System mit dem geringsten Energieverbrauch schafft. Bei dieser Forschung können wir uns von der Datenverarbeitung im Gehirn inspirieren lassen. Unser Gehirn braucht für Analyseaufgaben vergleichbarer Größenordnungen nämlich weniger Energie, arbeitet also wesentlich energieeffizienter. Das zeigt uns, wie viel besser es geht."

Die Wettbewerbsprojekte sollen jeweils einen energieeffizienten Mikroelektronik-Chip entwerfen und erproben, auf der leistungsfähige Algorithmen (Künstlichen Intelligenz) laufen können. Das "Energieeffiziente KI-System" lernt am Beispiel von EKG-Daten, Herzrhythmusstörungen mit sehr hoher Genauigkeit und möglichst geringem Energieverbrauch zu erkennen. Als Lern-Daten dienen im Wettbewerb mehre tausend EKG Datensätze, die von Kardiologen des Telemedizinzentrums der Charité in Berlin, im Einklang mit dem Datenschutz, zur Verfügung gestellt wurden.

Der Wettbewerb fordert, dass das KI-System mit einer Genauigkeit von mindestens 90 Prozent ein Herz-Vorhofflimmern erkennt und dieses nahezu in Echtzeit klassifiziert. Die drei energie-effizientesten Systeme gewinnen den Wettbewerb und erhalten die Gelegenheit, in einem Folgeprojekt die Anwendung ihres innovativen Konzepts auch mit Industriepartnern voran zu treiben.

Das Ziel, auf das sich die Hochschulen im Pilotinnovationswettbewerb "Energieeffizientes KI-System" ausrichten, ist unter Mitwirkung der Industrie so gewählt, dass die Industrie die Ergebnisse begleiten kann und zu weiterführenden Aktivitäten bereitsteht.

Hintergrund:

Begleitend zur Gründung der Agentur für Sprunginnovationen fördert und erprobt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt drei Pilotinnovationswettbewerben ein über die bisherige Forschungsförderung hinausgehendes neues Instrument. Das breite Bewerberfeld bestätigt mit praktisch allen in diesem Thema leistungsfähigen Hochschulen und Forschungseinrichtungen die Bedeutung des Wettbewerbsthemas für die Forschung.

Das edaForum19 mit dem Titel: "The Innovation Twins: AI and EDA Enable Each Other" befasst sich dieses Jahr mit der Frage, wie sich das Forschungsgebiet des Chipentwurfs und KI gegenseitig befruchten können. So können speziell trainierte KI-Algorithmen helfen, die Komplexität des Schaltungsentwurfs zu beherrschen. Fortschritte in der Entwurfsmethodik können aber auch dazu beitragen, durch einen geschickten Schaltungsaufbau in der KI-Hardware der Energieeffizienz des menschlichen Gehirns näher zu kommen.

Das edacentrum veranstaltet jährlich das edaForum für Entscheidungsträger. Es bietet eine einzigartige Kombination von ökonomisch und technisch orientierten Vorträgen rund um Elektronik, Design und Anwendungen (EDA). Das edaForum19 widmet sich zwei Technologien, die jede für sich herausragende Innovationstreiber sind:

• Verfahren der KI, die mit der jetzt verfügbaren Mikroelektronik effizient und effektiv in vielfältigen Anwendungen eingesetzt werden können, und
• Der Entwurf neuester Halbleiterprodukte und Systeme mit KI-Methoden.

Das edacentrum ist das Netzwerk für Elektronik, Design und Anwendungen in Wirtschaft und Wissenschaft.

Weitere Informationen: https://www.edacentrum.de/