In die Breite: X-KIT Workshop zu Transfer und Generalisierbarkeit von KI-Anwendungen in der Landwirtschaft, Ernährung, Lebensmittelkette und dem ländlichen Raum

Vom 11. bis 12. Dezember fand am Fraunhofer IFF in Magdeburg der Präsenzworkshop zum Thema »Transfer und Generalisierbarkeit von KI-Anwendungen in der Landwirtschaft, Ernährung, Lebensmittelkette und dem ländlichen Raum« statt. Eingeladen hatten die Verantwortlichen der X-KIT-Cluster Feature Recognition (Gesa Götte und Dr. Andreas Herzog, Fraunhofer IFF), Datenanalyse und -algorithmen (Dr. Bastian Kubsch, Fraunhofer IGD-R), Computer Vision (Lorenz Wickert und Dr. Stefan Rilling, Fraunhofer IAIS) und Plattformen (Jens Henningsen, Fraunhofer IESE). Die Vertreterinnen und Vertreter der KI-Projekte aus den Clustern trafen sich über zwei Tage zu einem spannenden und produktiven Workshop mit einem umfangreichen Programm an Fachvorträgen und Diskussionen.

Der erste Tag stand dabei ganz im Zeichen des Transfers von KI in die Praxis. Es wurden »Plattformen für KI-Anwendungen« und »Erklärbarkeit von KI« in zwei Themen-Sessions beleuchtet. Eingeläutet wurde die erste Session mit einem Impulsvortrag zum Thema »Vernetztes Forschungsdatenmanagement für die Agrosystemforschung (Impulsvortrag FAIRagro)« von Dr. Carsten Hoffmann (ZALF e.V., Projektmanager FAIRagro Initiative). FAIRagro ist ein Teil der NFDI (Nationale Forschungsdaten Infrastruktur) und verfolgt das Ziel Forschungsdaten der Agrosystemforschung »FAIR« (Findable, Accessible, Interopeable and Reusable) zu machen, indem eine interoperable und skalierbare Forschungsdateninfrastruktur aufgebaut wird. Bestehende Repositorien werden hierfür berücksichtig und miteinander vernetzt. Bisher steht bereits das FAIRagro Helpdesk öffentlich zur Verfügung. Es kann von KI-Projekten genutzt werden, um mit FAIRagro in Kontakt zu treten, um zum Beispiel zukünftig Forschungsdaten zu publizieren. Das FAIRagro Portal selbst wird voraussichtlich in Q3 2024 gelauncht. Ab dann wird es für Forschende möglich sein nach öffentlichen Daten, die für das eigene Vorhaben relevant sind, in der FAIRagro Infrastruktur zu suchen.

Im Anschluss diskutierten die Teilnehmenden Chancen und Herausforderungen von (KI-)Plattformen in einem World Café-Format. Insgesamt wurde herausgestellt, dass Dateninfrastrukturen und Data-Sharing nach FAIR-Prinzipien notwendige und positive Entwicklungen sind, die jedoch noch mit einigen Herausforderungen verbunden sind. Beispielsweise kann es zu Interessenskonflikten kommen, wenn Unternehmen mit wirtschaftlichem Interesse an der Erarbeitung der Forschungsdaten beteiligt sind und bei der Veröffentlichung der Daten Geschäftsgeheimnisse und -interessen berücksichtigt werden müssen. Der Bedarf für die Verwendung öffentlich verfügbarer Daten wurde unter anderem auf den hohen Datenbedarf für den Einsatz und die Entwicklung von KI-Modellen zurückgeführt. Als alternative und ergänzende Lösungsansätze für den Aufbau von Datenbeständen zur Entwicklung von KI-Modellen wurden die Erzeugung synthetischer Daten mittels generativer KI unter Berücksichtigung von Datenqualitätsstandards, sowie die Reduzierung des Datenbedarfs durch Nutzung von vortrainierten generalistischen Modellen, die als Ausgangsmodelle für unterschiedliche Anwendungsfälle angepasst werden können, diskutiert. Neben der Veröffentlichung von Datensätzen selbst, wurde auch erarbeitet, dass die Bereitstellung von Zwischenergebnissen von Datenverarbeitungsschritten, wie etwa Labeling Toolchains oder auch (vor-)trainierte Modelle, auf entsprechenden Plattformen einen erheblichen Mehrwert für die Forschungscommunity bieten würde.

© Jens Henningsen, Fraunhofer IESE
Abbildung 1: Vorstellung und Diskussion der Workshopergebnisse

In der zweiten Session wurden drei Fach- und Demovorträge zur Erklärbarkeit von Bildverarbeitungsmodellen, Prognosemodellen und Hyperspektralanalysen präsentiert und die Relevanz von Explainable AI (XAI) diskutiert. Die Ergebnisse dieser Session werden wir in einem gesonderten Blogbeitrag betrachten.

Im Anschluss an die Themensessions hatten alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Gelegenheit die Elbfabrik, eine Forschungsfabrik für nachhaltige Wertschöpfung am Fraunhofer IFF, zu besichtigen und gemeinsam über Technologietransfer aus und in andere Industrien zu diskutieren. Nach diesem spannenden Blick in die Zukunft wurden die Eindrücke und Erkenntnisse des ersten Tages auf dem Magdeburger Weihnachtsmarkt nachbesprochen.

Am zweiten Tag wurden unter dem Thema »KI für die Praxis« Workshops zu den Themen »(Bildverarbeitende) Modelle und deren Deployment« (Fraunhofer IAIS), »Kombination von genomischen Daten mit Umweltparametern« (Fraunhofer IGD-R), »Ontologien und Semantik, vertrauenswürdige Plattformen« (Fraunhofer IESE) und »Generalisierbarkeit von KI-basierten Lösungen« (Fraunhofer IFF) durchgeführt. Die Projekte hatten dabei die Möglichkeit die Arbeit und Herausforderungen ihrer Projekte zu den Workshopthemen auszutauschen und gemeinsam zu diskutieren. Die X-KIT Cluster hatten abschließend die Möglichkeit den aktuellen Stand ihrer Arbeiten in den Clustern zu besprechen und nächste Schritte der Vernetzung bis zur X-KIT Abschlussveranstaltung im April 2024 am Fraunhofer IESE in Kaiserslautern zu planen.

Damit gingen zwei spannende, lehr- und aufschlussreiche Tage zu Ende. Die Organisation der Veranstaltung hat dem X-KIT Team viel Spaß und Freude bereitet!  Wir möchten uns herzlich bei allen Beteiligten bedanken und freuen uns, wenn Sie sich als interessierte Leserin oder Leser mit Fragen, Anregungen und zur Diskussion an unsere X-KIT-Cluster oder das Vernetzungsprojekt X-KIT wenden.

Elbfabrik, Halle, KI-Roboter
© Jens Henningsen, Fraunhofer IESE
Abbildung 2: Elbfabrik Fraunhofer IFF, Magdeburg

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