NeuroSysStatusSeminar2024

Unsere Projekte

Entwickelung neuartiger KI-Hardwares

Der Zukunftscluster NeuroSys umfasst in fünf Projekten die gesamte Wertschöpfungskette und treibt damit die Entwicklung in den einzelnen Bereichen voran. Durch die projektübergreifende Zusammenarbeit wird ein gemeinsames Design von Materialien, Bauelementen, Algorithmen/Hardware und Anwendungen ermöglicht. Unser Ziel besteht in der Erlangung technologischer Unabhängigkeit Europas im Bereich KI-Hardware.

Projekte
Veröffentlichungen
Partner & Beirat

Projekt A:
Memristor Crossbar Architekturen

Projektleiter: Prof. Waser, RWTH Aachen University, Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik 2 (IWE2)

An der Basis stehen die Entwicklung von neuartigen Bauelementen, sog. Memristoren. Memristoren (Wortschöpfung aus Speicher und Widerstand, Engl.: Memory & Resistor) haben veränderliche Widerstände, die durch elektrische Pulse eingestellt und gespeichert werden können. Damit werden biologische Synapsen nachgeahmt und sind die Grundelemente für simultanes Rechnen und Speichern. In Projekt A wird die Funktionsweise der Memristoren optimiert und die Einbettung mit integrierten Schaltkreisen für neuromorphe Hardwaresysteme vorgenommen.

Projekt B:
Photonische neuromorphe Schaltkreise

Projektleiter: Prof. Witzens, RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Integrierte Photonik (IPH)

In Ergänzung zu dem elektrischen Ansatz aus Projekt A strebt Projekt B die Realisierung neuromorpher Hardware mithilfe von integrierten photonischen Schaltkreisen an, in denen die Informationsübertragung mit Licht geschieht. Optische Übertragungssysteme ermöglichen extrem hohe Datenraten und eine substantielle Verkürzung von Latenzzeiten während der Signalübertragung. Demonstriert wird das neuromorphe Hardwaresystem in einem Siliziumphotonik-Chiplet, kombiniert mit Höchstfrequenzelektronik.

Projekt C:
Algorithm-Hardware Co-Design

Projektleiter: Prof. Gemmeke, RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Integrierte digitale Systeme und Schaltungsentwurf (IDS)

Entlang des gesamten Wertschöpfungskette prägt Projekt C die integrative Brückenfunktion zwischen den technologieorientierten Projekten A & B und dem anwendungsorientiertem Projekt D. In Projekt C werden neuromorphe Hardwaresysteme und spezielle Algorithmen für neuromorphe Rechnersysteme entwickelt. Die Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen von Hardware- und Softwareentwicklung stellt einen hochinnovativen Ansatz (Co-Design) von kombinierter Algorithmen-, Bauelement-, und Schaltungsforschung dar. Hierzu wird die Expertise aus drei Schnittstellen zusammengeführt: den Neurowissenschaften, dem automatisierten Systementwurf und der hardwarenahen Schaltungsentwicklung.

 

Projekt D:
Impulse durch Anwendungen

Projektleiter: Prof. Leibe, RWTH Aachen University, Lehrstuhl Informatik 13: Computer Vision (CVG)

In Projekt D werden die Eigenschaften neuronaler Hardware und deren optimale Nutzung aus der Anwenderperspektive (Application pull) erforscht. Dazu gehören medizinische Systeme, die eine verbesserte Therapie und Diagnostik ermöglichen, sowie Objekterkennung aus Sprache und Video, die einen breiten Nutzen in allen Bereichen der Wirtschaft finden. Der Technologietransfer von der Wissenschaft in die Wirtschaft erfolgt im Cluster durch die Kooperation zu regionalen Unternehmen, die die Forschungsergebnisse direkt in die Anwendung bringen.

Projekt E:
Innovationsprozesse & Geschäftsmodellentwicklung

Projektleiter: Prof. Letmathe, RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Controlling

Projekt E vervollständigt die 5 ineinandergreifenden Projekte aus Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft. Die begleitenden Innovationsprozesse und die Geschäftsmodellentwicklungen werden analysiert, so dass ein langfristiger wirtschaftlicher Erfolg und ein gesellschaftlicher und moralischer Nutzen sichergestellt sind. Diese Art der Strategie setzt die Voraussetzungen für den späteren Transfer in die unternehmerische Praxis.