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Revolutionäre KI-Initiative GAIn macht Künstliche Intelligenz Energieeffizient

Bayern setzt mit dem Projekt GAIn (Next Generation AI Computing) ein starkes Zeichen für Kooperation und Nachhaltigkeit der Freistaaten Bayern und Sachsen. Die Initiative vereint die Stärken der Bundesländer, um die Herausforderungen der vierten industriellen Revolution zu meistern. Besonders im Fokus steht die drastische Reduzierung des Energieverbrauchs von Künstlicher Intelligenz. Als Pilotprojekt zielt GAIn darauf ab, neuartige KI-Hardware und entsprechende Software-Konzepte zu entwickeln, um neue Lösungswege für die Herausforderungen der KI-Transformation wie Energieverbrauch, begrenzte Berechenbarkeit und Zuverlässigkeit sowie die Erfüllung rechtlicher Anforderungen zu finden.

GAIn ist eine Kooperation der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), der Technischen Universität München (TUM) und der Technischen Universität Dresden (TU Dresden). Gemeinsam mit baiosphere und der Digitalagentur Sachsen als Netzwerkpartner sowie diversen Industriepartnern wird die Zusammenarbeit der beiden Bundesländer vertieft. Die Leitung übernimmt Prof. Gitta Kutyniok (LMU): „GAIn ist von essentieller Bedeutung für die Zukunft unserer Gesellschaft und den wirtschaftlichen Standort Deutschland, und hat damit eine enorme politisch-gesellschaftliche Bedeutung.“

Potenzielle Probleme derzeitiger Hardware-Plattformen

In den letzten Jahren sind signifikante Herausforderungen bei aktueller Hardware bemerkbar geworden, insbesondere hervorgerufen durch explodierenden Energieverbrauch. Das Landau-Prinzip besagt, dass jede irreversible Berechnung in einem Computersystem eine minimale Menge an Energie verbraucht, abhängig von der Temperatur des Systems. Das Prinzip verdeutlicht, dass die Energieeffizienz von Computern durch die energetischen Kosten der Informationsverarbeitung und die Effizienz der Datenübertragung bestimmt wird. In GAIn sollen Möglichkeiten moderne Plattformen und Post-Shannon-Ansätze wie Quanten computing bei der weiteren Effizienzsteigerung on KI-Systemen gefunden werden.

Netzwerk als Schlüssel zu Innovation

Nur durch ein starkes Netzwerk und die Kombination der Expertisen beider Standorte konnte das Projekt GAIn entstehen.
baiosphere ist das starke bayerische KI-Netzwerk, in dem Forschende, Förderinstitutionen, Industriepartner und politische Stakeholder eng zusammenarbeiten und so das Projekt gemeinsam auf den Weg gebracht haben. Dr. Michael Klimke (Geschäftsführer Bayerischen KI-Agentur) erwartet Großes von GAIn: „Es freut uns, dass wir als Bayerische KI-Agentur den zündenden Funken für das Projekt geben konnten und die richtigen Menschen zum richtigen Zeitpunkt zusammengebracht haben. GAIn ist ein besonders vielversprechendes Projekt, das exzellente KI-Forschung aus Bayern mit neuen Ideen für KI-Hardware aus Sachsen auf höchstem Niveau verbindet.“ Netzwerke wie baiosphere und die Digitalagentur Sachsen initiieren Kooperationen erleichtern den Zugang zu wichtigen Ressourcen und Märkten und fördern den gesellschaftlichen Rückbezug des Innovationsgeschehens. Dies stärkt Innovationskraft und Nachhaltigkeit von KI-Technologien und die Regionen als Standorte für zukunftsweisende Technologien.

Stärken der Bundesländer vereint

Mit der Hightech Agenda Bayern hat der Freistaat schon 2019 zukunftsweisende Technologien wie KI, Medizintechnik, Quantentechnologie und Robotik als strategisch wichtige Themen für dessen Entwicklung festgelegt. Damit liegt der Schwerpunkt auf theoretischen Grundlagen sowie der praktischen Anwendung dieser Technologien. Themen wie Nachhaltigkeit, Zuverlässigkeit und ethisch-rechtlichen Anforderungen werden zudem besonders bedacht.

Sachsen bringt seine Expertise im Bereich zukunftsweisender Hardware und Mikroelektronik in GAIn ein. Durch die Ansiedlung führender Chip-Fabriken und fortschrittlicher Start-ups hat Sachsen eine führende Rolle in Europa eingenommen.

Die Kombination der Stärken beider Bundesländer verspricht durch GAIn erhebliche Vorteile und eine weitreichende Nutzung der entwickelten Technologien.

Energiesparende Konzepte und praktische Anwendungen

Prof. Holger Boche (TUM) arbeitet an Computing- und der Informationstheorie, um den Energieverbrauch trotz steigender Datenmengen zu reduzieren: „Die zentrale Zielgröße ist es, trotz der beobachteten exponentiell steigenden Datenmengen im Computing und bei KI-Anwendungen, den Energieverbrauch für das Computing wesentlich zu reduzieren.“ Prof. Stefanie Speidel (TU Dresden) konzentriert sich auf die praktische Implementierung theoretischer Konzepte in der KI-Medizinrobotik: „Wie können wir die theoretischen Konzepte in Kombination mit neuer Hardware auf einen konkreten Use Case im KI-Medizinrobotik Bereich übertragen?„. Prof. Frank Fitzek (TU Dresden) entwickelt neue, energiesparende Konzepte für KI. Er sieht eine dringende Notwendigkeit darin, den Energieverbrauch zukünftiger KI-Methoden zu senken. „Ohne GAIn-Methoden könnte die weltweit verfügbare Energie allein durch KI verbraucht werden. Unser Ansatz sieht vor, Alternativen zum digitalen Rechnen für die KI zu nutzen.“

GAIn bündelt Kompetenzen

Die Themen KI und Robotik sind komplex und erfordern kollektive Anstrengungen. Der nachhaltige Mehrwert dieser Technologien kann nur durch die Zusammenarbeit von Expertinnen und Experten mit ergänzenden Erfahrungsfeldern erreicht werden. Durch die enge Kooperation von Bayern und Sachsen zum Thema KI und Robotik und ressourcenschonende Berechenbarkeit visieren die beiden Länder eine starke Standortentwicklung an.

Das Projekt GAIn wird mit insgesamt 6 Millionen Euro gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst sowie das Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus. Die offizielle Pressemitteilung zum Projektstart finden Sie hier: https://www.stmwk.bayern.de/pressemitteilung/12814/nr-63-vom-06-08-2024.html