KISCon - Sicherer und Privatsphären-schützender KI-basierter Controller für IoT-Infrastrukturen

Abstract

Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt KISCon hatte zum Ziel, einen sicheren und privatsphärenschützenden KI-basierten Controller für vernetzte Wohnumgebungen zu entwickeln. Im Mittelpunkt standen die sichere Zusammenführung heterogener Daten und Geräte, die domänen- und raumübergreifende Nutzung dieser Daten sowie die Entwicklung intelligenter Assistenzfunktionen unter besonderer Berücksichtigung von Datenschutz und IT-Sicherheit. Mit der uCORE-Plattform wurde eine offene, semantische und modular aufgebaute Systemarchitektur entwickelt. Ein zentraler Bestandteil ist ein lokaler Digitaler Zwilling, der Daten aus unterschiedlichen Quellen zusammenführt und situationsbezogene Assistenz ermöglicht. Durch die Trennung von Hardware-, Daten- und Anwendungsebene können unterschiedliche Sensoren und Aktoren integriert und bestehende Komponenten auch bei technologischer Weiterentwicklung weiterverwendet werden. Für die domänenübergreifende Datenverarbeitung wurden ontologiebasierte Datenmodelle sowie ein fein granularisiertes Zugriffsmanagement auf Basis von Rollen und Attributen entwickelt. Ergänzend wurden Sicherheitsmechanismen für Netzwerkknoten, Middleware und Datenflüsse sowie standardisierte Verfahren zur sicheren Geräteintegration umgesetzt. Der Einsatz von KI wurde in verschiedenen Bereichen untersucht. Dabei zeigte sich ein differenziertes Bild: KI erwies sich insbesondere bei der Analyse von Datenverkehr, der Validierung von Regelwerken und der Optimierung von Systemparametern als hilfreich. Eine vollständig KI-basierte Situationserkennung und Konfiguration erwies sich dagegen aufgrund von Fehlalarmen, mangelnder Transparenz und eingeschränkter Nachvollziehbarkeit als derzeit nicht praxistauglich. Entsprechend wurde KI im Gesamtsystem als ergänzendes Werkzeug eingesetzt. Die entwickelte Plattform wurde in unterschiedlichen realen Wohn- und Pflegeumgebungen mit insgesamt mehr als 130 Wohneinheiten erprobt. Dabei konnten insbesondere die technische Stabilität, die Erweiterbarkeit sowie die Alltagstauglichkeit der Systeme nachgewiesen werden. Ergänzend wurden ein lokal arbeitendes Sprachfeedback sowie rollenbasierte grafische Benutzeroberflächen entwickelt und mit Nutzenden evaluiert. Die Gesundheitsfunktionen einer Smartwatch wurden prototypisch eingebunden; eine vollständige medizinproduktkonforme Integration war aufgrund des damit verbundenen regulatorischen Aufwands nicht Bestandteil des Projekts. Die Projektergebnisse bilden eine technische und konzeptionelle Grundlage für sichere, datenschutzfreundliche und domänenübergreifende Assistenzsysteme im Wohn- und Pflegeumfeld. Mit der uCORE-Plattform wurde zugleich eine Grundlage für die weitere Produktentwicklung und Skalierung geschaffen.