Flexibles KI-Deployment und KI-Plattformen für eingebettete, automotive Anwendungen; (Akronym: "MANNHEIM-FlexKI")

Abstract

Das Projekt MANNHEIM-FlexKI ("Flexibles KI-Deployment und KI-Plattformen für eingebettete, automotive Anwendungen") zielte darauf ab, die starke Hardware-Abhängigkeit bei der Entwicklung von KI-Anwendungen für das autonome Fahren zu überwinden. Kern des Vorhabens war die Schaffung eines offenen, Hardware-agnostischen Referenzansatzes, der es ermöglicht, KI- und DSP-Anwendungen flexibel und effizient auf unterschiedliche Hardware-Plattformen zu portieren ("Retargeting"). Dies soll die Abhängigkeit von einzelnen Chipherstellern ("Vendor Lock-in") reduzieren, die technologische Souveränität deutscher Unternehmen im globalen Wettbewerb stärken und eine schnelle Reaktion auf Lieferengpässe, wie z.B. Chip-Krisen, ermöglichen. Die Kernbeiträge von Bosch lagen in der Entwicklung innovativer Simulationsumgebungen wie "SimPyler", die bereits in frühen Entwurfsphasen präzise Latenz- und Performance-Vorhersagen von KI-Modellen auf heterogenen Ziel-Hardwarearchitekturen ermöglichen. Darüber hinaus wurden Methoden zur automatisierten HW/SW-Co-Optimierung vorangetrieben, insbesondere durch den Einsatz von Neural Architecture Search (NAS), um neuronale Netze optimal auf die darunterliegende Hardware abzustimmen und maximale Energieeffizienz zu erzielen. Ein weiterer wesentlicher Fokus lag auf den Bereichen Safety und Security für kritische automobile Anwendungen. In diesem Arbeitsgebiet wurden ressourceneffiziente Mechanismen zur On-Chip-Fehlererkennung und -korrektur in Hardware-Beschleunigern entworfen. Zum Schutz des geistigen Eigentums wurden zudem wirksame Abwehrmethoden gegen unbefugte Manipulationen neuronaler Netze sowie gegen Seitenkanalangriffe entwickelt und wissenschaftlich publiziert. Die Übertragbarkeit der Projektergebnisse wird durch die Integration der Erkenntnisse in sensorspezifische Signalverarbeitungsprojekte und KI-fähige Kommunikationsschnittstellen unterstrichen, wobei ein erster geplanter Serieneinsatz im Geschäftsbereich Automotive Electronics (AE) die hohe Relevanz für zukünftige Steuergeräte autonomer Fahrzeuge unterstreicht. Zudem fördert Bosch den Technologietransfer durch die Weiterentwicklung der offenen Integrationsplattform SUNRISE als Referenzlösung. Dieses auf dem Zusammenspiel von Open-Source und kommerziellen Komponenten basierende Ökosystem soll die künftige Zusammenarbeit in der Lieferkette über klar definierte Schnittstellen und konkrete Anwendungsfälle nachhaltig vereinfachen.