Designassistenz für hardwareoptimierte KI

0:000:00

Dominik Loroch und Dr. Vladimir Rybalkin (RPTU) stellten bei der Messe Embedded World 2026 am Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft das KI-System 'Neural Architecture Search for Embedded Applications' vor. Im Bild ein Ausschnitt des Demonstrators.
Dominik Loroch und Dr. Vladimir Rybalkin (RPTU) stellten bei der Messe Embedded World 2026 am Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft das KI-System ‚Neural Architecture Search for Embedded Applications‘ vor. Im Bild ein Ausschnitt des Demonstrators. – Bild: Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Die Entwicklung von KI-Modellen für Embedded- und Edge-Plattformen ist herausfordernd: Begrenzte Rechenleistung, strikte Energieanforderungen und hohe Kosten treffen auf den Anspruch, dennoch präzise und robuste Modelle zu betreiben. Daher wird oft auf frei verfügbare KI-Modelle zurückgegriffen, die mit der Zielhardware oft nicht zufriedenstellend funktionieren. Diese dann anzupassen, ist komplex und erfordert Wissen im Hardware- und KI-Design. Mit der Software ‚Neural Architecture Search Engine with Hardware in the Loop‘ (NASE-HiL) zeigt das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM zusammen mit der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität (RPTU) einen neuen Ansatz, der diese Problematik grundlegend verändern soll. KI-Architekturen werden direkt für die jeweilige Hardware entwickelt. Grundlage dafür ist eine automatisierte neuronale Architektursuche, die auf die Zielplattform ausgerichtet ist. Eine zentraler Innovation soll dabei die Integration agentischer KI sein. Ein Sprachmodell übernimmt die Interaktion mit den Nutzenden, erfasst Anforderungen wie Zielgenauigkeit, Laufzeit oder Energieverbrauch und konfiguriert daraufhin eigenständig den Suchprozess. Das System entscheidet selbst, welche Modellarchitekturen geeignet sind, ruft externe Werkzeuge auf, bewertet Zwischenergebnisse und optimiert iterativ. Entwicklerinnen und Entwickler definieren das ‚Was‘, das System erarbeitet das ‚Wie‘.

Hardwareoptimierte Modelle

Diese Automatisierung kann die Entwicklungszeit von mehreren Monate auf wenige Wochen verkürzen. Gleichzeitig könnte die Modellqualität steigen, da die Suche systematisch und datengetrieben erfolgt, und nicht nur etwa auf Erfahrungswerten beruht. Ein Faktor für die Leistungsfähigkeit des Produktes ist der ‚Hardware in the Loop-Ansatz. Gerade im Embedded-Bereich ist die tatsächliche Performance eines Modells schwer vorherzusagen. Deshalb werden die generierten Modelle auf realer Hardware ausgeführt und vermessen. Die gewonnenen Messdaten fließen zurück in den Optimierungsprozess.

Von Embedded Vision bis Qualitätskontrolle

Die Anwendungsfelder für diesen Ansatz sind vielfältig. Gerade im Bereich ‚Computer Vision‘ verspricht das System positive Effekte, wenn sich die Hardwarekomponenten etwa niedriger dimensionieren lassen, weil es der Grad der Modelloptimierung ermöglicht. Auch in unbemannten Luftfahrtsystemen (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), der Robotik und in industriellen Assistenzsystemen ist oft die Effizienz entscheidend. Hier müssen Modelle präzise, leichtgewichtig und energieeffizient sein, da eine Auslagerung der Datenverarbeitung in die Cloud oft nicht möglich ist. Im medizinischen Umfeld, etwa bei bildgebenden Verfahren, spielt neben der Effizienz der Schutz sensibler Daten eine wichtige Rolle. Cloud-Anbindungen sind oft unerwünscht, sodass lokale KI-Systeme bevorzugt werden. Gleichzeitig müssen diese Systeme hohe Anforderungen an ihre Genauigkeit erfüllen.

Die Architektur auf die Plattform zuschneiden

Für diese und andere Anwendungsfälle öffnet eine effektive Modelloptimierung Türen zu preiswerten, robusteren und vor allem skalierbaren Systemen. KI könnte sich dort in Produkte integrieren lassen, wo bislang die wirtschaftlichen Hürden zu hoch waren. Modelloptimierung ist allerdings ein sehr breites und herausforderndes Feld. Diese Technologien transparent und leicht verständlich an Entwicklungsteams weiterzugeben ist der Fokus der Gruppe am Fraunhofer ITWM. Deren Vision: Entwicklerinnen und Entwickler formulieren lediglich die Randbedingungen ihrer Anwendung, während Designassistenzsysteme die Modelle entwickeln.



  • Neuer CFO bei Process Analytics Factory

    Neuer CFO bei Process Analytics Factory

    Mit Pascal Redaoui hat Process Analytics Factory einen neuen Chief Financial Officer.

    mehr lesen: Neuer CFO bei Process Analytics Factory

  • Hilfsmittel für das Engineering

    Hilfsmittel für das Engineering

    Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3695 ‚Engineering von Anlagen – Evaluieren und Optimieren des Engineerings‘ wurde komplett überarbeitet und an den Stand der Technik, insbesondere an Industrie-4.0-Vorgaben, angepasst. Im März 2021 erscheint…

    mehr lesen: Hilfsmittel für das Engineering

  • Was lernen Unternehmen aus der Krise?

    Was lernen Unternehmen aus der Krise?

    Mehr als 70 Prozent der im PWC Global Crisis Survey befragten Unternehmen weltweit sind durch die Covid19-Pandemie negativ beeinträchtigt. Für 15 Prozent der Unternehmen in Deutschland hatte die Krise jedoch…

    mehr lesen: Was lernen Unternehmen aus der Krise?

  • Geschäftslage für Autobauer verbessert sich

    Geschäftslage für Autobauer verbessert sich

    Im März hat sich die Geschäftslage in der Automobilindustrie verbessert. Doch laut aktueller Ifo-Konjunkturumfrage hat sich der Ausblick der Unternehmen eingetrübt.

    mehr lesen: Geschäftslage für Autobauer verbessert sich

  • Die Nominierten stehen fest

    Die Nominierten stehen fest

    Hermes Award 2021 Die Nominierten stehen fest Bosch Rexroth, Phoenix Contact und Pilz sind die Nominierten für den Hermes Award der im Rahmen der Hannover Messe Digital Edition verliehen wird.

    mehr lesen: Die Nominierten stehen fest

  • Partnerschaft zwischen Synaos und SEW-Eurodrive

    Partnerschaft zwischen Synaos und SEW-Eurodrive

    Synaos und SEW-Eurodrive wollen in einem gemeinsamen Projekt das Zusammenspiel von künstlicher Intelligenz und mobilen Robotern erproben und verbessern.

    mehr lesen: Partnerschaft zwischen Synaos und SEW-Eurodrive

  • Procad kauft Produktkonfigurator-Spezialisten Acatec

    Procad kauft Produktkonfigurator-Spezialisten Acatec

    Der Karlsruher PLM-Anbieter Procad hat Acatec erworben. Wenige Monate nach Beginn einer Partnerschaft mit dem Spezialisten für Produktkonfiguratoren sprachen die Synergieeffekte für die Akquisition, heißt es in der Pressemitteilung.

    mehr lesen: Procad kauft Produktkonfigurator-Spezialisten Acatec

  • Das selbstständige Warehouse-Management-System

    Das selbstständige Warehouse-Management-System

    ZIM-Förderung für Forschungsprojekt ‚SeSoGEN‘ Das selbstständige Warehouse-Management-System Die CIM GmbH und die Technische Universität München entwickeln im Rahmen eines Forschungsprojektes intelligente Lagersoftware die selbstständig Einlagerungsstrategien entwickeln kann.

    mehr lesen: Das selbstständige Warehouse-Management-System

  • Mercedes-Benz und Siemens schließen Partnerschaft

    Mercedes-Benz und Siemens schließen Partnerschaft

    Mercedes-Benz will die Produktionsaktivitäten am Standort in Berlin-Marienfelde neu gestalten. Dort soll ein Zentrum für Digitalisierung entstehen. Dafür arbeitet der Autobauer mit Siemens zusammen.

    mehr lesen: Mercedes-Benz und Siemens schließen Partnerschaft

  • Arbeitsmarktbarometer legt erneut zu

    Arbeitsmarktbarometer legt erneut zu

    Im aktuellen IAB-Arbeitsmarktbarometer stehen die Zeichen auf Entspannung. Beide Komponenten des Indexes gaben im März positive Signale.

    mehr lesen: Arbeitsmarktbarometer legt erneut zu

  • UiPath übernimmt Cloud Elements

    UiPath übernimmt Cloud Elements

    Cloud Elements gehört ab sofort zu UiPath. Durch die Akquisition kann der RPA-Anbieter zukünftig Benutzeroberflächen- und API-basierte Automatisierung auf einer Plattform anbieten.

    mehr lesen: UiPath übernimmt Cloud Elements

  • Europäische CEO Alliance unterstützt Klimastrategie

    Europäische CEO Alliance unterstützt Klimastrategie

    CEOs unterschiedlicher Unternehmen haben sich zur CEO Alliance 2020 zusammengeschlossen, um Europa zu einer führenden Region in Sachen Klimaschutz zu machen.

    mehr lesen: Europäische CEO Alliance unterstützt Klimastrategie