BEYOND VALIDATION AI - Sicherheit beim kooperativen, automatisierten Fahren durch Einbeziehung von Unsicherheiten
Forschungsprojekt im Rahmen des DFG-Förderprogramms „Forschungsimpulse”
Übersicht
Die Betrachtung und Reduktion von Unsicherheiten in der Entwicklungs- und Testphase ist ein zentraler Schlüssel zur Bewältigung der technologischen Herausforderungen beim sicheren automatisierten Fahren. Durch den zunehmenden Einsatz von KI-Methoden ergeben sich daten- und modellbedingte Unsicherheiten, die berücksichtigt werden müssen. Diese stehen im Fokus von Beyond Validation AI. Das übergeordnete Ziel des Forschungsimpulses ist ein dauerhaftes interdisziplinäres Kompetenzzentrum für die Erhöhung der Sicherheit in KI-basierten vernetzten Mobilitätssystemen, durch ein tiefgreifendes Verständnis von Unsicherheitsquellen, deren Propagation und Wirkung auf die Entscheidungsfindung.
Beyond Validation AI wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) – FIP 135/1, Projektnummer 549102058 – gefördert.
Hauptziele
Wissenschaftliche Ziele
- Erweiterung des grundlagenwissenschaftlichen Verständnisses für den Umgang mit Unsicherheiten – insbesondere unter Berücksichtigung von KI-Komponenten – in sicherheitsrelevanten Bereichen, z. B. Manöverplanung, automatisierter Fahrzeuge.
- Quantifizierung und Reduktion von Unsicherheiten z. B. in der Perzeption oder der Umfeldprädiktion sowie Erhöhung der Fahrzeugsicherheit durch Berücksichtigung dieser Unsicherheitsquellen in der Entscheidungsfindung.
- Nutzung von KI-Methoden in sicherheitsrelevanten Komponenten automatisierter Fahrzeuge: beim Einsatz von KI-Verfahren müssen sowohl in der Entwurfs- als auch in der Testphase daten- und modellbasierte Unsicherheiten berücksichtigt werden.
Strukturelle Ziele
- Multidisziplinäre Zusammenarbeit von Forschenden an der THI mit den Schwerpunkten Perzeption, Fahrzeugsicherheit, KI, Testverfahren, Mensch-Maschine Interaktion sowie Einbringung und Erweiterung des nationalen und internationalen Forschungsnetzwerks.
- Weiterentwicklung des Forschungsprofils der THI im Bereich der Sicherheit automatisierter Fahrzeuge durch Berücksichtigung von Unsicherheiten. Die Gewinnung von hochqualifiziertem Personal steht dabei im Fokus.
Übergeordnete Struktur
Die Struktur des Forschungsimpulse wird durch vier Schwerpunkte bestimmt, die dem modularen Ansatz zur Berücksichtigung von Unsicherheiten im kooperativen automatisierten Fahren entsprechen: I. Perzeption, II. Prädiktion, III. Planung und IV. Absicherung. Darüber hinaus sind komplementäre Forschungsthemen vorgesehen, die sich mit der Ressourceneffizienz in KI-basierten Systemen und E/E-Architekturen befassen.
Der Schwerpunktbereich I, Perzeption, untersucht Unsicherheiten bei der Verarbeitung von KI-basierten Sensorrohdaten und Möglichkeiten zu deren Reduzierung, einschließlich V2X-Kommunikation und kooperativer Perzeption. Der Schwerpunktbereich II, Prädiktion, entwickelt Methoden zur Durchführung von Vorhersagen, indem Unsicherheiten aus der Perzeption propagiert und intrinsische Prädiktionsunsicherheiten einbezogen werden; zudem werden Unsicherheiten mithilfe von Kontextwissen über Verhaltensmodelle von Verkehrsteilnehmern und die allgemeine Verkehrslage reduziert. Der Schwerpunktbereich III, Planung, befasst sich mit der Bewegungsplanung unter Unsicherheiten unter Verwendung von Reinforcement Learning und statistischen Planungsmethoden. Der Schwerpunktbereich IV, Absicherung, nutzt Erkenntnisse aus Perzeption, Prädiktion und Planungsunsicherheiten, um die Operational Design Domain besser bewerten zu können und Anforderungsspezifikationen zu verbessern und die Absicherung KI-basierter Modelle in automatisierten Fahrzeugen zu optimieren. Teil V, komplementäre Forschungsthemen, befasst sich mit Implementierungsaspekten für KI-Modelle in kooperativen automatisierten Fahrsystemen, einschließlich Unsicherheiten in E/E-Architekturen, effizientem Management von Simulations- und Realdaten sowie ressourceneffizienter Implementierung neuronaler Netze durch Modellkompression oder Hardwarebeschränkungen.
Kontakt
Sprecher
Prof. Dr.-Ing. Michael Botsch
Tel.: +49 841 9348-2721
Raum: K209
E-Mail: Michael.Botsch@thi.de
Projektkoordinator
Tel.: +49 841 9348-2725
Raum: P108
E-Mail: Karthikeyan.Chandrasekaran@thi.de
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