Generic filters
FS Logoi

KI: Selbstadaptive Systeme ersetzen Software-Ingenieure

Für selbstadaptive Software gibt es heute unzählige Anwendungsmöglichkeiten. Doch die Entwicklung der Systeme stellt Software-Ingenieure vor neue Herausforderungen. Wissenschaftler vom Softwaretechnik-Institut paluno an der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben jetzt vielversprechende Ergebnisse mit neuartigen Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) erzielt, die den Entwicklungsprozess selbstadaptiver Systeme automatisieren.

von | 04.11.20

Wir leben in einer schnelllebigen, vernetzten Welt. Der Bedarf an selbstadaptiver Software wächst, also Software, die in der Lage ist, sich selbstständig an wechselnde Umgebungssituationen anzupassen. Beispiele sind schwankende Übertragungsbandbreiten, eine wechselnde Anzahl von Nutzern oder sich ändernde Benutzerpräferenzen.
Eine wesentliche Aufgabe bei der Entwicklung selbstadaptiver Software ist es vorzugeben, wann und wie eine Anpassung erfolgen soll. Das ist jedoch schwierig, weil die Ingenieure zum Zeitpunkt der Entwicklung meist nicht alle möglichen Umgebungssituationen der Software vorhersehen können. Dieser Herausforderung begegnet das paluno-Team mit Online Reinforcement Learning, einem Verfahren der Künstlichen Intelligenz.

Software legt selbstständig fest, welche Anpassungen erforderlich sind

Die Idee dahinter: Die Software lernt selbst, welche Anpassung in welcher Situation die beste ist, indem sie Feedback zur Laufzeit sammelt und auswertet. Gute Anpassungen führen zu positivem Feedback, schlechte Anpassungen zu einem negativen. So lernt die Software durch Ausprobieren, möglichst gute Rückmeldungen zu sammeln.
Damit übernimmt die Künstliche Intelligenz die bisherige manuelle Tätigkeit der Software-Ingenieure: festlegen, wann und wie eine Anpassung erfolgen soll.
„Bisherige Methoden des Online Reinforcement Learning haben jedoch noch einen Haken“, sagt Dr. Andreas Metzger, Leiter des Bereichs Adaptive Systeme bei paluno. „Die so genannte Explorationsrate muss manuell feinjustiert werden. Das ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Software eine neue Anpassung ausprobiert, anstatt sich auf bekannte, sichere Anpassungen zu beschränken.“

Neuartiger Lernalgorithmus ohne Feinjustierung

Weil das auf Kosten der Automatisierbarkeit geht, setzt das paluno-Team einen neuartigen Lernalgorithmus ein: Dieser wird Policy-based Reinforcement Learning genannt und kommt ohne eine Feinjustierung der Explorationsrate aus. Erste Tests bei selbstadaptiven Systemen für das Geschäftsprozessmanagement und für Web-Anwendungen waren erfolgreich.
Ihre Erkenntnisse wollen die Wissenschaftler nun auch für die Entwicklung von selbstadaptiven Transportmanagement-Systemen und Smart-Home-Systemen anwenden.
Weitere Informationen zu paluno gibt es auf der Website des Projektes.

Bildquelle, falls nicht im Bild oben angegeben:

Jetzt Newsletter abonnieren

Brennstoff für Ihr Wissen, jede Woche in Ihrem Postfach.

Hier anmelden

Radar-Füllstandsensoren für Prozessautomatisierung
Radar-Füllstandsensoren für Prozessautomatisierung

Die seit 2020 erhältliche BASIC-Serie der VEGAPULS-Radarsensoren von VEGA wurde entwickelt, um kompakte, wirtschaftliche und robuste Füllstandmesslösungen anzubieten. Die Sensoren finden in der Prozessautomatisierung Anwendung und sollen sich durch einfache Installation und Bedienung auszeichnen.

mehr lesen
26. VDI-Kongress AUTOMATION diskutiert Technologie-Trends
26. VDI-Kongress AUTOMATION diskutiert Technologie-Trends

Erkenntnisse, die im vergangenen Monat noch aktuell waren, sind heute bereits wieder überholt: Die Geschwindigkeit, mit der Generative Künstliche Intelligenz sich weiterentwickelt und Prozesse verändert, beeindruckt auch die Fachwelt der Mess- und Automatisierungstechnik. Auf dem 26. VDI-Kongress AUTOMATION am 1. und 2. Juli in Baden-Baden diskutierte die Community über Technologie-Trends, Transformationen und Perspektiven einer „Human-centric Automation“.

mehr lesen
Holzwespe verhilft Oliver Schwarz zum Award
Holzwespe verhilft Oliver Schwarz zum Award

Das Projekt „KMUmanoid” des Fraunhofer IPA zielt darauf ab, den Einsatz humanoider Roboter im Mittelstand zu fördern. Trotz der Fortschritte in der Entwicklung humanoider Roboter und ersten Praxistests in großen Firmen haben kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bisher kaum Zugang zu diesen Technologien.

mehr lesen
VDI-Studie: Generative KI verändert das Ingenieurwesen
VDI-Studie: Generative KI verändert das Ingenieurwesen

Generative KI hält zunehmend Einzug in das Ingenieurwesen – mit spürbaren Auswirkungen auf Arbeitsprozesse, Rollenbilder und Ausbildung. Der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) hat im Rahmen einer aktuellen Studie Potenziale und Risiken beleuchtet und konkrete Handlungsempfehlungen formuliert.

mehr lesen
Digitaltag: Digitale Demokratie im Fokus
Digitaltag: Digitale Demokratie im Fokus

Mehr als 2.500 Aktionen und über 5.000 Stunden Programm: Zum sechsten Mal hat der Digitaltag Menschen in ganz Deutschland für digitale Themen begeistert und einen zentralen Beitrag zur Förderung digitaler Teilhabe geleistet. Ein besonderer Fokus lag dieses Jahr auf dem Thema Digitale Demokratie. In zahlreichen Aktionen wurden Angebote zur digitalen Bürgerbeteiligung vorgestellt und über den Umgang mit Risiken wie Hassrede und Fake News diskutiert.

mehr lesen

atp weekly

Der Newsletter der Branche

Ihr kostenfreier E-Mail-Newsletter für alle Belange der Automatiserung.

Sie möchten das atp magazin testen

Bestellen Sie Ihr kostenloses Probeheft

Überzeugen Sie sich selbst: Gerne senden wir Ihnen das atp magazin kostenlos und unverbindlich zur Probe!

Finance Illustration 03