Twinned AI, Trusted AI und Sustainable AI – Die neuen Innovationsfelder des DFKI

Twinned AI – Künstliche Intelligenz für den Digitalen Zwilling

Seit dem Durchbruch bei Generativer KI ist Künstliche Intelligenz erstmals in der Lage, kreative Inhalte zu erzeugen. Diese Entwicklung basiert auf sehr großen Datensammlungen und tiefen neuronalen Netzen, insbesondere Large Language Models (LLM). Roboter haben prinzipiell die Möglichkeit, auf das gesamte Wissen eines LLM zuzugreifen, dieses als Handlungsgrundlage zu nutzen und Aktionen zu generieren. Im Digitalen Zwilling – einer virtuellen Repräsentation der realen Welt auf Basis verfügbarer Daten – kann sich das virtuelle Alter Ego des Roboters bereits autonom und handlungsfähig bewegen.

Was für die Handlungsfähigkeit der KI in der realen Welt noch fehlt, ist die Anreicherung des digitalen Zwillings mit dynamischen Daten aus der realen Umgebung und ein Konzept, mit dem der Roboter sein Weltwissen aus dem LLM mit der Wahrnehmung seiner Umwelt in Einklang bringen kann.

Das DFKI-Innovationsfeld Twinned AI will dies nun leisten, indem es Roboter in der physischen Welt verortet, sodass sie kontextadaptiv handeln können. So orientierte Roboter könnten in unstrukturierten Umgebungen mit wechselnden Parametern, also überall dort, wo sie mit Menschen interagieren, zum Einsatz kommen. Dies ist beispielsweise in der Alltagsassistenz oder in der Pflege der Fall.

In der Industrie bietet Twinned AI die Chance, die Produktion weitgehend für Mensch-Roboter-Kollaboration zu eröffnen. Am Ende könnte die Zukunftsvision der Fabrik als neutrale Plattform stehen, auf der beliebige Produkte mit robotischer Unterstützung gefertigt werden können. 

Trusted AI – Vertrauenswürdige KI als Fundament für Innovation

Die wachsende Integration von KI in zentrale Wirtschafts- und Gesellschaftsbereiche erfordert belastbare Vertrauensmechanismen. Die Grundlage für Vertrauenswürdige KI-Systeme bilden Dimensionen wie Verlässlichkeit, Transparenz, Fairness, Robustheit, Inklusivität und ethische Verantwortlichkeit. Vor diesem Hintergrund arbeiten Forschende am DFKI gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik daran, klare Prüfkriterien für KI-Systeme zu definieren. Diese dienen als Basis für die Entwicklung belastbarer Garantiemethoden. Das Ziel: technologische Innovation mit gesellschaftlicher Verantwortung zu vereinen und eine solide Vertrauensbasis für den Einsatz von KI zu schaffen.

Das DFKI treibt das Thema Vertrauenswürdige KI bereits im Schlüsselprojekt MISSION KI und mit der Initiative CERTAIN - Center for European Research in Trusted AI voran.

MISSION KI baut eine Prüf- und Zertifizierungsstruktur für KI-Systeme auf. In Zusammenarbeit mit Partnern wie dem TÜV werden Kriterien für Nachvollziehbarkeit, Ausfallsicherheit und ethische Verantwortung definiert. Damit entsteht eine Grundlage für regulatorische Vorgaben sowie wirtschaftliche Anwendungssicherheit.

CERTAIN entwickelt Methoden und Garantien für vertrauenswürdige, sichere, ethische KI und AI Governance. Als europaweites Dach vereint CERTAIN zugleich Initiativen und Akteure aus der Forschung, Politik, Verwaltung und Zivilgesellschaft.

Das DFKI Darmstadt setzt den Schwerpunkt auf KI-Sicherheit (AI Safety) von großen KI-Modellen wie Sprachmodellen: Mit gezielten Methoden und Frameworks wird erforscht, wie sich unbeabsichtigte Schäden durch KI-Systeme verhindern lassen. Damit werden Grundlagen für robuste und sichere KI-Anwendungen geschaffen.

Mit diesen gebündelten Ansätzen leistet das DFKI einen entscheidenden Beitrag dazu, dass KI-Technologien nicht nur leistungsfähig, sondern auch nachvollziehbar, sicher und verantwortungsvoll einsetzbar sind.

Sustainable AI – Innovation trifft Verantwortung

Twinned AI und Trusted AI setzen leistungsfähige und stetig wachsende Foundation-Modelle voraus, was zwangsläufig mit einem steigenden Energiebedarf einhergeht. Sustainable AI widmet sich der Frage, wie KI-Systeme ressourceneffizienter werden und zur nachhaltigen Wirtschaftsentwicklung beitragen können.

Um KI mit ökologischen und sozialen Zielen in Einklang zu bringen, fehlen den Unternehmen standardisierte Werkzeuge, die die Auswirkungen der Technologie messbar und transparent machen.

Das DFKI stellt sich dieser Aufgabe und setzt sich mit dem Kompetenzzentrum DFKI4Planet für nachhaltige KI-Lösungen ein. Dabei geht es nicht nur um nachhaltige Anwendungen, sondern auch um die Nachhaltigkeit von KI selbst. KI soll messbar, fair und ressourcenschonend sein. Dafür entwickelt das DFKI Werkzeuge, die Energieverbrauch, Emissionen und Ressourcenverbrauch von KI-Technologien bewerten und stellt Entscheidungshilfen bereit, die Unternehmen dabei unterstützen, KI nachhaltig und effizient einzusetzen.

Wer nachhaltige KI-Lösungen einsetzt, spart Kosten, erfüllt gesetzliche Vorgaben und positioniert sich als Vorreiter für verantwortungsvolle Technologien. Nachhaltigkeit wird so zum Innovationstreiber – und sichert langfristig Wettbewerbs- und Zukunftsfähigkeit.

Ganzheitliche KI-Entwicklung durch vernetzte Innovationsfelder

Die enge Verknüpfung der drei Innovationsfelder Twinned AI, Trusted AI und Sustainable AI bieten einen umfassenden Ansatz zur Weiterentwicklung der Künstlichen Intelligenz. Die Verbindung von physischer Integration, Vertrauenswürdigkeit und Nachhaltigkeit schafft nicht nur technologische Mehrwerte, sondern ermöglicht auch die verantwortungsbewusste Gestaltung zukünftiger KI-Systeme zum Nutzen der Gesellschaft.