DLR-Gewinner beim "Galileo Masters" ist IntegriCom

Der Gewinner des "Galileo Masters" – der internationale Ideenwettbewerb rund um Satellitennavigation ist gefunden: Die niederländische Firma IntegriCom und ihr Gründer Bastiaan Ober.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) setzt sein langjähriges Engagement fort und hat für 2019 einen "Galileo Masters-Spezialpreis" ausgeschrieben, der ganz im Zeichen von Künstlicher Intelligenz (KI) steht: In der "DLR Artificial Intelligence Navigation Challenge" wurden innovative KI-Anwendungen in der Satellitennavigation gesucht. Knapp 30 Eingaben in beachtlicher Qualität sind eingegangen – und gefunden wurde die Idee des Unternehmers Baastian Ober.

Seine Innovation: Die Vielzahl der heute in Bodennetzwerken und Smartphones vorhandenen modernen Satellitennavigations (GNSS)-Empfänger sammeln große Mengen sehr detaillierter Daten über die von den Navigationssatelliten bereitgestellten GNSS-Signale. Die Frage ist nun, wie diese riesigen Datenmengen in wertvolle Informationen umgewandelt werden können: Um aus diesem Datenschatz eine genauere und zuverlässigere Navigation zu ermöglichen, setzt Bastiaan Ober die Methoden der Künstlichen Intelligenz ein. Durch Auswerten der großen Datenmengen werden selbst kleinste Fehlermuster und Unvollkommenheiten in den Satellitensignalen entdeckt und erlernt. Dieses Wissen ist für Nutzer und Anwender von Satellitennavigation von größtem Interesse, um Fehler zu korrigieren oder die Vertrauenswürdigkeit, bzw. Unsicherheit der ermittelten Positionsinformation zu bewerten. Damit wird zukünftig für Nutzer, die das erlernte Wissen einsetzen, eine noch genauere und zuverlässigere Positionsbestimmung ermöglicht. Das System verfeinert das erlernte Wissen stetig durch Einbeziehung neuer Messdaten.

Dr. Rolf-Dieter Fischer, Leiter des DLR Technologiemarketings: "Mit 'Künstlicher Intelligenz in der Navigation', unserem 2019 erstmals gesetzten Thema, verbinden wir jetzt einen Megatrend in Wissenschaft und Gesellschaft mit den Multi-Konstellationen im Weltraum! Die Idee unseres Gewinners ist absolut neu, noch niemand hat sie je ausprobiert; mit gebündelten Kräften werden wir diese voranbringen."

Interview mit dem Innovator

Bastiaan Ober, IntegriCom, Niederlande

Wie kamen Sie dazu, eine Idee für den Galileo-Masters-Wettbewerb einzureichen?

Ich arbeite jetzt schon seit fast zwei Jahrzehnten im Bereich Performance-Analyse und Performance-Monitoring für globale Navigationssatellitensysteme (GNSS). Der Schwerpunkt lag dabei bisher in erster Linie auf der Erkennung von Fehlern in den GNSS-Satelliten selbst, aber das Augenmerk verlagert sich heute zunehmend auf externe Bedrohungen wie Störungen und Spoofing. Herkömmliche Methoden eignen sich nicht gut dazu, solchen Bedrohungen zu begegnen. Deswegen gibt es einen Bedarf an neuen Entdeckungsmethoden auf der Grundlage von hochdetaillierten Signalanalysen.
Wie genau funktioniert Ihre Idee?

Mein Ansatz besteht darin, Benutzer anhand künstlicher Intelligenz (KI) vor heutigen und zukünftigen Bedrohungen zu beschützen, indem ein künstliches Gehirn in den Empfänger eingebaut wird, dem dann beigebracht wird, Signalprobleme zu erkennen. Mit softwaredefinierter Empfängertechnologie ist es möglich, enorme Datenmengen von den empfangenen GNSS-Signalen zu gewinnen. Die Herausforderung besteht darin, diese Daten in Informationen über die Qualität der Signale zu übersetzen. KI ist hervorragend dazu geeignet, eine solche Übersetzung vorzunehmen.
An wen wendet sich diese Technologie, und welchen Nutzen würde sie Anwendern bringen?

Alle Benutzer von GNSS-gestützten Ortungs- und Zeitgebungsdiensten werden von zusätzlichen Informationen über die Qualität der von ihnen genutzten Signale profitieren. Empfänger werden allerdings eine höhere Rechnerleistung für ihre KI-Funktionen benötigen und dabei mehr Energie verbrauchen. Zu Beginn werden die Mehrkosten in erster Linie dort gerechtfertigt sein, wo GNSS-Bedrohungen sich auf die Sicherheit, Zuverlässigkeit oder Rentabilität einer Anwendung auswirken. Beispiele wären Anwendungen wie autonome Fahrzeuge, Kommunikationsnetze, Stromversorgungsnetze, finanzielle Transaktionen, Schiff- und Luftfahrt u. v. a. Ich bin davon überzeugt, dass sich die Kosten der Technologie mit zunehmender Reife verringern und sich dadurch dann sogar noch mehr Anwendungsfelder eröffnen werden.

 Was erhoffen Sie sich von dem Galileo-Masters-Wettbewerb?

IntegriCom ist ein Einzelunternehmen. Das bedeutet, dass alle Projekte mit Ausnahme der allerkleinsten eine Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen, Universitäten und Forschungsinstituten erfordern, um Ideen an den Markt zu bringen. Im Bereich KI für GNSS habe ich unlängst eine Kooperation mit der niederländischen Firma S[&]T in Delft begonnen. Der Galileo-Masters-Wettbwerb bietet mir die Möglichkeit, diese Kollaboration zu erweitern und das zusätzliche Fachwissen einzubringen, die das DLR zu bieten hat. Außerdem wird die öffentliche Diskussion der Idee hoffentlich dazu beitragen, dass sie in naher Zukunft vollumfänglich realisiert werden kann.
Gibt es andere, verwandte Ideen, die Sie in Zukunft gerne weiterentwickeln würden?

Ja, ich habe da noch einige andere Ideen im Hinterkopf. Das Problem ist immer, die notwendige Zeit zu finden, um an diesen Ideen zu arbeiten, und deshalb muss ich ziemlich wählerisch sein. Ich hoffe jedenfalls, dass Sie schon bald wieder von mir hören werden.
Der DLR Spezial-Preis

Der DLR-Spezialpreis richtet sich an Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Organisationen ebenso wie an Privatpersonen in Deutschland und international. Der Gewinner erhält einen DLR-Gutschein als Sachpreis zur Weiterentwicklung und zielgerichteten Umsetzung seiner Idee – einschließlich technischer Unterstützung bei Forschungsaktivitäten, Zugang zu Test- und Simulationsanlagen, Fachberatung und Machbarkeits- oder Konzeptionsstudien. Der Arbeitsschwerpunkt wird in einer gemeinsamen Vereinbarung zwischen Preisträger und DLR festgelegt. Die Beratungs- und Entwicklungsleistungen innerhalb des DLR umfassen fünf Personenmonate, eine Umwandlung in einen Geldpreis ist dabei ausgeschlossen.
Anforderungen und Bewertungskriterien

Für Galileo und andere globale Satellitennavigationssystemen (GNSS) werden Technologien und anwendungsorientierte Lösungen gesucht, die störfestes und autonomes PNT (positioning, navigation, timing) ermöglichen und unterstützen. Davon sollen insbesondere der Betrieb und die Entwicklung von automatisierten und autonomen Systemen profitieren. Die Teilnehmer sollen Lösungen ausarbeiten, die bestehende Probleme und Einschränkungen überwinden und für zukünftige Entwicklungen in der Satellitennavigation sowie ihren Applikationen gerüstet sind.

Die „DLR Artificial Intelligence Navigation Challenge” wurde nach folgenden Kriterien bewertet:

    - Nutzen für den Anwenderkreis
    - Einsatz von Galileo/GNSS PNT-Services
    - Optimierung von bestehenden Ansätzen oder Entwicklung völlig neuer Ideen