Autonome Nutzfahrzeuge, KI und 6G: Forschung aus Kaiserslautern auf der Hannover Messe 2025

Forschende an der RPTU versetzen Nutzfahrzeuge mittels Sensorik, Steuerungstechnik und Künstlicher Intelligenz in die Lage, Arbeitsschritte eigenständig auszuführen. Sie zeigen kleinen und mittelständischen Unternehmen, wie diese mit KI-Methoden neues Potenzial in der Produktion freisetzen. Sie erforschen, wie der künftige Mobilfunkstandard 6G die Präventivmedizin verbessern kann. Ebenso präsentieren sich in Hannover vom 31. März bis 4. April die an der RPTU koordinierte 6G-Plattform, die die 6G-Forschung in Deutschland bündelt, ebenso wie die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz, die den Austausch von Wissen, Ideen und Technologien mit Wirtschaft und Gesellschaft fördert.

Ein Ladekran, der Baumstämme eigenständig aufnimmt. Ein teilautonomer Bagger, der eine Grube wie von Zauberhand aushebt. Eine Bohrraupe, die am Steilhang operiert und die Verankerungspunkte für die Böschungssicherung ohne menschliches Zutun setzt. Ein Unimog, der sich selbst seinen Weg durch schwieriges Terrain bahnt. Ein Rescue-Roboter, der in Katastrophengebieten autonom die Lage sondiert und Opfer aufspürt. Das sind nur fünf Beispiele für Entwicklungen, an denen die Arbeitsgruppe von Professor Karsten Berns am Lehrstuhl für Robotersysteme arbeitet. 

Maschinen bzw. Fahrzeuge wie diese sind meist hoch spezialisiert und komplex in der Handhabung. Unterstützung können Systeme bieten, die einzelne Abläufe oder die komplette Maschine automatisieren. Der Lehrstuhl Robotersysteme an der RPTU forscht auf diesem Gebiet: „Die Automatisierung oder Teilautomatisierung hat das Potenzial, Menschen bei Tätigkeiten, die kontinuierlich höchste Konzentration und Spezial-Know-how erfordern, zu entlasten“, erklärt Karsten Berns. „Zudem könnten autonome Maschinen eine Antwort auf den steigenden Fachkräftemangel sein.“

Was haben die autonomen Fahrzeuge, was andere nicht haben? Dank Methoden zur Umwelterfassung, adaptiven Steuerungsarchitekturen und Mensch-Roboter Interaktionsansätzen an Bord können sie eigenständig die unterschiedlichsten Aufgaben erledigen. Dafür sind sie ausgestattet mit Kamera- und Sensorsystemen sowie viel Rechenleistung. „Stereokameras und Lasertechnologie ermöglichen es den Transport- und Arbeitsmaschinen, ihre Umwelt zu erkennen und erfassen“, sagt Sascha Steffens. „Künstliche Intelligenz, konkret Methoden des Deep Learning, kommt zum Einsatz, um die Flut an Messwerten zu klassifizieren und sozusagen beim Einordnen zu helfen.“

Know-how für nachhaltige KI-Innovationen in Unternehmen bringen

Künstliche Intelligenz entfaltet auch in der Produktion enormes Potenzial. Das dafür nötige Know-how wollen der Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK) an der RPTU zusammen mit den Fraunhofer-Instituten für Experimentelles Software Engineering IESE und Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM sowie dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Rheinland-Pfalz bringen. Ihr Vorhaben „KI4KMU-RLP“, gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau Rheinland-Pfalz – schlägt somit die Brücke zwischen Forschung und Industrie. „Ausschlaggebend ist, dass gerade KMU beim Einsatz modernster KI häufig auf Schwierigkeiten stoßen und deswegen zögern“, erklärt Marco Hussong, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl FBK.

Das Angebot des Forschungsteams: Produzierende KMU können sich ab jetzt und bis einschließlich 15. Juni 2025 für die Teilnahme an einer KI-Potenzialanalyse mit nachfolgender Umsetzung ausgewählter Anwendungsfälle bewerben. Sie werden jeweils von einem der vier Forschungspartner bis hin zur Implementierung in einen Demonstrator fachlich begleitet. 

Marco Hussong ist Ansprechpartner für interessierte Unternehmen: „In vielen Betrieben liegen heute schon große Mengen an produktionsbezogenen Daten digital vor, die eine KI als Arbeitsbasis nutzen kann“, führt er aus. „Genau solche KMU suchen wir als Teilnehmende für unser Forschungsvorhaben. Weitere Kriterien für die Teilnahme sind, dass der Unternehmenssitz in Rheinland-Pfalz liegt und die Betriebe motiviert sind, KI einzusetzen bzw. idealerweise schon mögliche Einsatzbereiche definiert haben.“ 

6G-Plattform vernetzt Forschungsaktivitäten

Um 6G-Technologien in die Anwendung zu bringen, vereinen verschiedene Universitäten und Forschungseinrichtungen in Deutschland ihre Expertise. Sie forschen etwa zu 6G-Standards und 6G-Prozessen, Datensicherheit, einer hochzuverlässigen Datenübertragung, Netzverfügbarkeit und neuen Rechnernetzen. Verortet sind alle diese Arbeiten in einer 6G-Plattform, die an der RPTU von Professor Dr. Hans Schotten und seinem Team koordiniert wird. 

Mithilfe der 6G-Technologie könnten künftig beispielsweise Biosensoren in der personalisierten Medizin, persönliche Avatare zum Schutz im Straßenverkehr oder als Unterstützung in der Arbeitswelt Verwendung finden. Aber auch bei der Umsetzung der Klimaziele dürfte 6G eine Schlüsselrolle spielen.

„Um die 6G-Forschung besser zu bündeln, arbeiten wir in der Plattform eng zusammen“, sagt Koordinator Professor Dr. Hans Schotten, der an der RPTU in Kaiserslautern das Fachgebiet Funkkommunikation und Navigation und am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) den Forschungsbereich Intelligente Netze leitet. Dabei geht es unter anderem darum, dass die Technologie sicher und zuverlässig funktioniert. Aber auch Energieeffizienz und Nachhaltigkeit sind in diesem Zusammenhang von Bedeutung. 

Auf der Hannover-Messe präsentiert die 6G-Plattform dieses Jahr auf zwei Gemeinschaftsständen neben den angeschlossenen Forschungsprojekten auch die inzwischen ins Leben gerufenen „Start-Up-Inkubatoren“, die mit ihren jeweiligen geförderten Start-Ups vor Ort sind. Einer der Inkubatoren – „Start.Smart.Connect Kaiserslautern“ (SSC KL) – ist an der RPTU verortet. 

Wie 6G die Präventionsmedizin revolutionieren kann

Der künftige Mobilfunkstandard 6G hat unter anderem das Potenzial, die Digitalisierung im Gesundheitswesen voranzubringen. Die Aggregation von Daten aus tragbaren Sensoren könnte beispielsweise helfen, präventive Gesundheitsmaßnahmen effizienter zu machen. Was an Infrastruktur dafür nötig ist, ermitteln Forschende der RPTU und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI). 

Im Mittelpunkt der Forschung steht der Mensch und seine Gesundheit: „Mit rasanten Fortschritten, speziell in der Mensch-Maschine-Kommunikation, eröffnet 6G zahlreiche zukunftsweisende Anwendungen in der Medizin“, erklärt Jan Herbst, der Teil des Forschungsteams ist. „Mit Blick auf eine effektive vorbeugende Gesundheitsvorsorge arbeiten wir daran, dass Ärzte den Gesundheitszustand ihrer Patienten effektiver überwachen und kritische Zustände und Risiken frühzeitig erkennen können.“

Die Forschenden entwickeln einen Funktionsdemonstrator, der Sensoren, wie sie etwa in Fitnessarmbändern zum Einsatz kommen, mit Hilfe von Mobilfunk und einheitlichem Kommunikationsstandard fusioniert. Zudem stellen sie das Netzwerkprotokoll bereit, das die Grundlage für den Austausch und die Aggregation von Daten zwischen allen Systemeinheiten bildet. Ziel ist es, ein ganzheitliches personalisiertes Bild vom menschlichen Gesundheitszustand zu ermöglichen.

Entwickelt wird der Demonstrator in den Forschungsprojekten Open6GHub und 6G Health. Am Open6GHub, koordiniert von Professor Hans Dieter Schotten, Inhaber des Lehrstuhls Funkkommunikation und Navigation an der RPTU und Leiter des Forschungsbereichs Intelligente Netze am DFKI, sind neben RPTU und DFKI weitere Universitäten und Forschungsinstitute beteiligt.

Offene Digitalisierungsallianz Pfalz ist Brückenbauer

Erkenntnisse aus der Forschung sollen nicht in der Schublade landen. Deswegen stärkt die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz im Rahmen der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschule“ den regionalen Austausch von Wissen, Ideen und Technologien mit Wirtschaft und Gesellschaft. Im Verbundvorhaben sind die RPTU, die Hochschule Kaiserslautern, das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) und das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe Kaiserslautern (IVW) zusammengeschlossen. 

Die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz entwickelt das regionale Innovationssystem insbesondere unter den besonderen Aspekten der Digitalisierung weiter. Zu den Zukunftsthemen, die die Partner im Verbundvorhaben vorantreiben, zählen Arbeit, kollaboratives Digitales Engineering, Gesundheit, Citizen Science und Kreativität. 

Dabei versteht sich die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz als Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft. „Wir schaffen Plattformen, um Wissen, Ideen und Technologien aus der Forschung in Wirtschaft und Gesellschaft zu bringen. Im Gegenzug nehmen wir aktuelle Bedarfe aus Wirtschaft und Gesellschaft auf und erweitern so unsere Transfer-Angebote zusätzlich“, beschreibt Transfermanagerin Chantal Momber die Ziele des Verbundvorhabens.

Zu den Transfer-Angeboten zählen insbesondere Veranstaltungen, mit einem Schwerpunkt auf Beteiligungsformaten. Jüngstes Beispiel ist das Citizen-Science-Projekt „BewegungsForscher“, in dem Bürgerinnen und Bürgern gemeinsam mit Forschenden der RPTU und des IVW eine neuartige Fußhebeorthese entwickeln. Das ist eine medizinische Alltagshilfe, die beim Anheben des Fußes für Unterstützung sorgt und den Gang stabilisiert. 

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Der Auftritt der Forscherinnen und Forscher der RPTU auf der Messe wird von Klaus Dosch vom Referat für Technologie, Innovation und Nachhaltigkeit organisiert. Er ist Ansprechpartner für Unternehmen und vermittelt unter anderem Kontakte zur Wissenschaft. Kontakt: Klaus Dosch, E-Mail: klaus.dosch(at)rptu.de, Tel.: 0631 205-3001