Wie 6G und KI die Medizin von morgen gestalten

Auf der Berlin 6G Conference 2024 sollen die Vision und die Technologien der neuen Mobilfunkgeneration weiter Gestalt annehmen. Zwischen dem 2. und 4. Juli kommen deshalb Experten aus Forschung und Wirtschaft zusammen und diskutieren über Standardisierung, Datenschutz, Nachhaltigkeit – und Künstliche Intelligenz (KI). Denn: KI wird in verschiedenen Bereichen der 6G-Technologie eine Schlüsselrolle spielen, sei es in der Datensicherung und Kryptografie, bei der Orchestrierung und dem Management der Netzwerke oder bei der intelligenten Ressourcensteuerung.

6G hat das Potenzial, das Gesundheitswesen grundlegend zu verändern. Durch die niedrigen Latenzzeiten ermöglicht 6G Operationen über große Entfernungen in Echtzeit, was besonders angesichts des Fachkräftemangels in spezialisierten medizinischen Bereichen von Bedeutung ist. (Christoph Lipps)

Warum 6G als Mobilfunk der Zukunft im Fokus von Forschungszentren, Unternehmen, der europäischen Gemeinschaft und der Politik steht, lässt sich durch die Zielsetzung von 6G nachvollziehen. 6G soll nicht weniger als die Brücke sein, welche die Grenzen zwischen physischer und virtueller Realität überwindet.

Digitale Souveränität und strategische Planung

Mit einem nie zuvor dagewesenen Grad an Vernetzung zwischen Menschen und Maschine eröffnet die neue Mobilfunk-Generation zahlreiche innovative Use Cases, die das tägliche Leben und die Arbeit revolutionieren werden. Von neuen Verschlüsselungs-Technologien über medizinisches Monitoring bis hin zu der Steuerung von Robotern durch Gedanken – das Potenzial scheint grenzenlos.

Damit diese Zukunft Realität werden kann, treffen sich die Akteure der 6G Plattform Deutschland auf der diesjährigen Berlin 6G Conference 2024. Hier sollen unter anderem die zentralen Standards und Benchmarks von 6G diskutiert werden, um die verschiedenen Interessen von Forschung, Industrie und Gesellschaft abzubilden.

6G-Plattform

Im Jahr 2021 wurde im Rahmenprogramm der Bundesregierung die Strategie zur digitalen Souveränität Deutschlands beschlossen und im Zuge dessen die 6G-Plattform Deutschland gegründet. Professor Hans Schotten, Leiter des Forschungsbereichs Intelligente Netze am DFKI (Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz) und Professor an der RPTU (Rheinland-Pfälzische Technische Universität) Kaiserslautern, übernimmt die Koordinierung dieser Plattform und Leitung des Projekts Open6GHub, das mit einer Förderung von rund 68 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt wird.

Die Etablierung einer gemeinsamen 6G-Vision stellt die Interessensgruppen der 6G-Plattform vor eine Herausforderung.

Christoph Lipps, Team Lead Cyber Resilience & Security in der Forschungsgruppe Intelligente Netze am DFKI Kaiserslautern

„Die Konsensfindung bei der Standardisierung von 6G ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Unterschiedliche Interessen und Schwerpunkte von Unternehmen und Forschenden müssen in Einklang gebracht werden. Innerhalb des Mobilfunksektors variieren Märkte und Unternehmensstrategien erheblich, was zusätzliche Abstimmungen erfordert. Aspekte wie Marktsicherheit und Patentfragen spielen hierbei ebenfalls eine wesentliche Rolle.“
Christoph Lipps, Team Lead Cyber Resilience & Security in der Forschungsgruppe Intelligente Netze am DFKI Kaiserslautern

Wie 6G das Gesundheitswesen revolutioniert

Aktuell befindet sich 6G in einer Phase der Konsolidierung von Anforderungen, der Definition und Vorbereitung der Standardisierung. Fest steht, dass im Vergleich zu 5G, welches sich auf Anwendungen in der Industrie fokussierte, bei 6G der Mensch im Vordergrund stehen wird. Einer der daraus resultierenden Use-Cases ist der Bereich der Medizin und Gesundheitsvorsorge.

„6G hat das Potenzial, das Gesundheitswesen grundlegend zu verändern. Durch die niedrigen Latenzzeiten ermöglicht 6G Operationen über große Entfernungen in Echtzeit, was besonders angesichts des Fachkräftemangels in spezialisierten medizinischen Bereichen von Bedeutung ist. Darüber hinaus können durch tragbare Sensoren und Datenaggregation präventive Gesundheitsmaßnahmen verbessert werden. Beispielsweise können wir den Gesundheitszustand von Patienten kontinuierlich prüfen und frühzeitig auf kritische Zustände wie Herzinfarkte hinweisen – Stichwort: Prädiktion.“
Christoph Lipps

6G-Health

Mit einer zukunftssicheren Gesundheitsversorgung als Triebfeder entwickelt 6G-Health Technologiekomponenten zur Integration leistungsfähigerer Sensorik in 6G, ergänzt durch Netz-Intelligenz und künstliche Intelligenz (KI). Diese Innovationen ermöglichen nicht nur fortschrittliches Patientenmonitoring und kollaborative Entscheidungsfindung, sondern auch die Realisierung eines Smart Hospitals, das durch orchestrierte Datenaggregation und intelligente Sensorik neue Dienstleistungen und signifikante Effizienzvorteile schafft.

Sicherheit und Kryptografie

Bei der Erhebung, Verarbeitung und Übermittlung von sensiblen Daten, insbesondere Gesundheitsdaten, spielen Sicherheit und Resilienz der 6G-Technologie eine zentrale Rolle. Gleichzeitig sollen die Daten dazu genutzt werden können, beispielsweise durch Anonymisierung, anderweitige Mehrwerte, für Forschung und Gesundheitsvorsorge, zu schaffen.

Im Hinblick auf die Souveränität von Netzwerken, welche einen medizinischen Eingriff in Echtzeit ermöglichen, müssen ebenfalls verlässliche Sicherheitsmechanismen implementiert werden, um unberechtigte Zugriffe auszuschließen. Dabei kommt unter anderem Künstliche Intelligenz zum Einsatz.

„KI ist ein zentraler Bestandteil von 6G, besonders in den Bereichen der Absicherung von Daten und Kryptografie. Beispiele hierfür sind homomorphe Verschlüsselung, sowie Federated und Distributed Learning, die sensible Gesundheitsdaten schützen und gleichzeitig Mehrwerte für die Gesellschaft schaffen können. Darüber hinaus spielt KI eine entscheidende Rolle bei der Orchestrierung und dem Management von Netzwerken, indem sie Datenpakete intelligent routet und Ressourcen effizient steuert.“
Christoph Lipps

Eine Vielzahl der zukünftigen Anwendungsmöglichkeiten von 6G sind ohne KI undenkbar.

„Es eröffnen sich faszinierende Möglichkeiten, wie die Steuerung von Kollaborativen Robotern (Cobots) durch Gedanken mittels Brain-Computer-Interfaces (BCIs) oder das Neuromonitoring von Arbeitern, um deren Konzentration zu überwachen – und Pausen zu empfehlen. Auch für die private Vorsorge ist 6G revolutionär. Durch tragbare Sensoren und Datenaggregation können wir so frühzeitig gesundheitliche Risiken erkennen.“
Christoph Lipps

Auch bei der Lokalisierung wird 6G durch den höheren Frequenzbereich und die kleineren Wellenlängen künftig wegweisende Möglichkeiten eröffnen. So kann mittels Mobilfunks ein akut benötigtes Gerät, wie beispielsweise ein Rollstuhl innerhalb eines Krankenhauses, in Echtzeit geortet werden.

Entwicklung und Standardisierung

Trotz allen Potenzials und Mehrwerten, bis die neue Mobilfunkgeneration in der Gesellschaft angekommen ist, wird es noch einige Jahre Zeit brauchen.

„Eine Mobilfunkgeneration benötigt etwa zehn Jahre zur Entwicklung. Für 6G wird angestrebt, bis 2030 erste Lösungen verfügbar zu machen und bis 2025 mit der Standardisierung zu beginnen. Eine der größten Herausforderungen ist dabei, die Interessensdiskrepanz zwischen Forschenden, Gesellschaft und Industrie zu bewältigen. Innerhalb des Mobilfunksektors gibt es unterschiedliche Marktstrategien und -anforderungen.“
Christoph Lipps

Selbst nach ihrer Realisierung wird die 6G-technologie keine plötzliche Umstellung wie von Schwarz-Weiß auf Farbbild sein. Vielmehr sollen Anwendungen und Use-Cases sukzessive hinzugefügt werden.

„Bis 6G in vollem Umfang genutzt werden kann, werden also Schritt für Schritt Releases erfolgen, die neue Möglichkeiten eröffnen. Am Ende wird die Mobilfunkgeneration einen bunten Blumenstrauß aus verschiedenen Technologien und Anwendungen darstellen. Letztendlich wird 6G nicht nur die Medizintechnik, sondern viele Bereiche unseres Lebens revolutionieren.“
Christoph Lipps