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Intelligente Chips lenken die City

Ein in Dresden und Manchester entwickelter Chip ahmt das menschliche Gehirn nach – und macht neues Stadtleben möglich.

Unscheinbar sieht sie erst einmal aus, so eine Spinnaker2-Platine in den Händen von Christian Mayr. Doch in ihr steckt das Potenzial, künstliche Intelligenz in völlig neuer Art und Weise einsetzen zu können.
Unscheinbar sieht sie erst einmal aus, so eine Spinnaker2-Platine in den Händen von Christian Mayr. Doch in ihr steckt das Potenzial, künstliche Intelligenz in völlig neuer Art und Weise einsetzen zu können. © Foto: Steffen Unger

Das Auto kennt den Weg zur Parklücke. Ein Sensor am Stellplatz hatte ihm vorher freie Kapazitäten gemeldet. Der Abfalleimer in der Fußgängerzone ist voll und gibt die Informationen darüber direkt an die Entsorgungsfirma weiter, die ihn leert. In Echtzeit bekommen die Menschen auf ihrem Handy Informationen darüber, wann Bus, Bahn oder ein freies Taxi in ihrer Nähe halten oder wo ein Leihfahrrad steht. „Die Städte, in denen wir künftig leben, werden uns im Alltag unterstützen“, schildert Christian Mayr die Vision der Smart Cities, der technologiegetriebenen Städte der Zukunft. Mayr ist Inhaber der Professur für Hochparallele VLSI-Systeme und Neuromikroelektronik an der TU Dresden. Er und sein Team arbeiten an der Grundlage dafür, dass die Interaktion in modernen Städten künftig funktioniert. Dass Daten blitzschnell ausgetauscht werden können. Möglich wird das durch einen Chip, der in Dresden und Manchester entwickelt wurde.

Das menschliche Gehirn auf einer Platine

Der Spinnaker2-Chip schafft eine Brücke zwischen menschlicher und künstlicher Intelligenz (KI). Aktuell ist KI in aller Munde – Maschinen, die Schritt für Schritt lernen, sollen uns künftig in vielen Bereichen helfen. Im Vergleich zu den Abläufen und Möglichkeiten des menschlichen Gehirns sind Hardware und Algorithmen dafür allerdings noch zu langsam, ineffizient und verbrauchen viel Energie. „Mit unserem Chip ermöglichen wir Systeme und Netzwerke, die ähnlich wie unser Gehirn arbeiten“, erklärt Mayr die Bedeutung der Entwicklung. Das alles passiere schnell und unter dem Einsatz von nur wenig Energie. Nach einer Logik, die es bisher für Maschinen noch nicht gab. Vor kurzem verkündeten die Dresdner Forscher und ihre Kollegen von der University of Manchester große Neuigkeiten: Der Chip ist produktionsbereit. Aktuell läuft bei Globalfoundries in Dresden die Fertigung an. Bis Mitte 2022 wird die Massenproduktion vorbereitet.

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Aus insgesamt 70.000 Spinnaker2-Chips entsteht in den nächsten Jahren außerdem ein neuer Superrechner in Dresden. Die Neuronen des Gehirns werden durch Computerprogramme auf den unzähligen Chips simuliert. Durch sie werden Dinge umsetzbar, die heute noch unmöglich sind. „Damit können unsere Chips auch zum Nervensystem einer ganzen Stadt werden“, denkt Christian Mayr schon weiter.

Erste Smart-City-Kunden sind schon in Sicht

Solch eine smarte Stadt braucht in Zukunft gleich mehrere Rechenzentren mit den innovativen Chips aus Dresden. Bei einer Millionenstadt könnten es auch mal 30 bis 40 sein, schätzt der Professor. Von dort aus werden dann verschiedenste Vorgänge überall in der Stadt unterstützt. Die neue TUD-Ausgründung Spinncloud Systems GmbH soll die Spinnaker2-Chips für genau solche Anwendungen vermarkten. Erste potenzielle Smart-City-Kunden haben bereits Interesse bekundet. Doch nicht nur neu entstehende Städte in Asien oder im Nahen Osten werden künftig smart sein. „Diese Technik lässt sich auch in Strukturen bestehender Städte integrieren.“ Ein weiteres Feld, auf dem Christian Mayr großes Potenzial für die Chips sieht, ist das autonome Fahren. „Solch ein Fahrzeug muss in Gefahrensituationen blitzschnell eine Entscheidung treffen“, erklärt er. Genau das wäre die große Stärke der Neuentwicklung. „Unsere Spinnaker-Chips sind die Zukunft der KI.“

Jana Mundus