Collaboration

Partnerships for research, development, and technology transfer – from collaborative projects to tailored innovation solutions.

About SAL

Insights into SAL’s mission, values, research activities, and contribution to Europe’s innovation ecosystem.

Embedded AI

Roboterfinger setzt KI-Chip in durchsichtige Fassung ein

Forschungsschwerpunkte

Die Research Unit Embedded AI entwickelt energie- und recheneffiziente KI für Industrie- und IoT-Systeme, wobei der Schwerpunkt auf Robustheit, Zuverlässigkeit und dem Einsatz in der Praxis liegt.

Unsere Forschung verbindet klassische Signalverarbeitung, Fachwissen und modernes maschinelles Lernen, um eingebettete KI-Lösungen zu entwickeln, die effizienter, vertrauenswürdiger und besser interpretierbar sind als rein datengesteuerte Ansätze. Wir sind davon überzeugt, dass hybride KI-Methoden, die Vorinformationen und physikalisches Wissen explizit integrieren, unerlässlich sind, um mit Messunsicherheiten, Hardware-Einschränkungen und Umgebungsschwankungen umzugehen, wie sie für industrielle Anwendungen typisch sind.

Ein charakteristisches Merkmal unserer Arbeit ist die enge Kopplung zwischen KI-Modellen und Hardware. Wir verfolgen einen Hardware-Software-Co-Design-Ansatz, bei dem Lernalgorithmen, Modellarchitekturen und Hardwareplattformen gemeinsam entwickelt werden, um optimale Leistung, Latenz und Energieeffizienz auf eingebetteten Systemen zu erreichen.

Ein wesentlicher Bestandteil unserer Arbeit ist die Entwicklung von:

  • Feature Engineering und explorative Datenanalyse als zentrale Voraussetzungen für effiziente, interpretierbare & datenzentrierte eingebettete KI
  • Anomalieerkennung und -identifizierung bei begrenzter Datenverfügbarkeit und strengen Anforderungen an die Vermeidung von Fehlalarmen, um einen zuverlässigen Betrieb in industriellen und sicherheitskritischen Umgebungen zu ermöglichen
  • Open-Set-Erkennung und Reject-Option-Methoden, die es eingebetteten KI-Systemen ermöglichen, unbekannte oder unvorhergesehene Situationen sicher zu bewältigen
  • Integration von Vorwissen – wie physikalische Modelle, Systembeschränkungen und Expertenerkenntnisse – in Lernalgorithmen, um den Datenbedarf zu reduzieren und die Generalisierungsfähigkeit zu verbessern
  • Multimodale Signalverarbeitung und Sensorfusion, die Bild-, Audio-, Laser-, Netzwerk- und andere Sensordaten abdeckt
  • Von der Physik inspirierte und physikalisch informierte neuronale Netze, die physikalische Prinzipien direkt in Modellarchitekturen oder Trainingsprozesse einbetten, um Robustheit, Effizienz und Erklärbarkeit zu verbessern
  • Energiesparende eingebettete Echtzeit-KI, entwickelt durch enge Hardware-Software-Integration, einschließlich von der biologischen Informationsverarbeitung inspirierter Ansätze mit spikenden neuronalen Netzen

Forschungskompetenzen

Das Team vereint fundiertes interdisziplinäres Fachwissen in den Bereichen künstliche Intelligenz, Signalverarbeitung und angewandte Industrieforschung, wobei der Schwerpunkt eindeutig auf praxistauglichen Lösungen liegt.

 

KI & Maschinelles Lernen

  • Überwachte und unüberwachte Erkennung von Anomalien, Neuheiten und Ausreißern
  • Open-Set-Erkennung, selektive Vorhersage und Klassifizierung mit Ablehnungsoption
  • Aktives Lernen für dateneffiziente Modellentwicklung
  • Meta-Lernen und Few-Shot-Lernen zur schnellen Anpassung an neue Aufgaben und Bedingungen mit minimalem Bedarf an beschrifteten Daten
  • Wissensdestillation und Modellkomprimierung zur Übertragung komplexer Modelle in kompakte, effiziente Darstellungen, die für den Einsatz in eingebetteten Systemen geeignet sind
  • Robustes Lernen unter rauschbehafteten, unausgewogenen und begrenzten Datenbedingunge

 

Signalverarbeitung & Feature Engineering

  • Modellbasierte Signalverarbeitung in Kombination mit maschinellem Lernen
  • Domänenspezifische Merkmalsextraktion für Bild-, Audio-, Laser-, Radar-, Netzwerk- und Sensordaten
  • Erklärbare KI mit transparenten Einblicken auf Merkmalsebene

 

Datenanalyse & Qualitätssicherung

  • Diagnose und Qualitätsbewertung von Trainingsdaten
  • Halbautomatische Tools zur Datenprüfung und Ursachenanalyse der Leistungsfähigkeit
  • Datenzentrierte KI-Methoden zur Verbesserung von Robustheit und Zuverlässigkeit

 

Eingebettete und industrielle KI

  • Entwicklung recheneffizienter Algorithmen für eingebettete Systeme und Edge-Systeme
  • Echtzeit-Inferenz unter strengen Latenz- und Zuverlässigkeitsanforderungen
  • Erfahrung mit rauen industriellen Umgebungen und sicherheitskritischen Anwendungsfällen

 

Exzellenz in der angewandten Forschung

  • Nachgewiesene Leistungen bei internationalen KI-Wettbewerben
  • Ausgeprägte Kompetenzen in den Bereichen Prototyping, Simulation und Validierung unter Verwendung realer Daten

Uses

Visuelle Inspektion in der Industrie

Zustands- und Integritätsüberwachung von Strukturen

Intelligente Sensoren und IoT-Geräte

Qualitätssicherung und Prozesskontrolle

Projects

Digineuron

The project DIGINEURON is inves­ti­gating neuro­mor­phic approaches to enable Neural Network process­ing in portable elec­tronic systems, begin­ning with event based and time coding digital archi­tec­tures.

Contact

Business Development
Dipl.-Ing. Stefan Wimmer
Business Development Intelligent Wireless Systems
Linz
Head of Research Unit
Dr. Christian Rankl
Head of Research Unit Embedded AI
Linz

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