Forschungskooperation von FH Salzburg und B&R Neues Patent für KI-basierte Energieeffizienz

Die FH Salzburg und B&R patentieren ein KI-Verfahren für Antriebssysteme. Dank Reinforcement Learning werden Bewegungsabläufe energieoptimiert – ein Erfolg des Josef Ressel Zentrums ISIA.

Im Fokus der Patentanmeldung steht ein neuartiger Ansatz zur energieoptimierten Bewegungssteuerung von Antriebssystemen in der Industrieautomatisierung – etwa in Robotern, Werkzeugmaschinen oder automatisierten Produktionslinien, in denen hochdynamische Bewegungsabläufe wie Positionieren, Beschleunigen, Abbremsen oder Taktfolgen präzise gesteuert werden müssen. Während klassische Regelungsverfahren auf möglichst exakten mathematischen Modellen des Systems basieren, setzt der neue Ansatz genau dort an, wo solche Modelle an ihre Grenzen stoßen: bei realen, oft schwer erfassbaren Energieverlusten, die zwar messbar sind, jedoch nicht vollständig modelliert oder im Detail bekannt sind.
Durch den Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz, insbesondere Reinforcement Learning (RL), wird ein lernender Agent direkt am realen System eingesetzt. Dieser optimiert die Bewegungsstrategien adaptiv, indem er durch Interaktion selbstständig erlernt, wie unterschiedliche Bewegungsabläufe zu Energieverlusten beitragen, und seine Steuerung entsprechend anpasst – ganz ohne vollständiges Systemmodell.
Ein zentraler Innovationsbeitrag des Patents liegt dabei in einer neuartigen mathematischen Konstruktion der Lernstrategie: Sie ermöglicht es, die bislang für industrielle Anwendungen oft zu langsamen und datenintensiven RL-Verfahren deutlich zu beschleunigen und gleichzeitig bessere Ergebnisse zu erzielen. Dadurch wird der praktische Einsatz in cyber-physischen Systemen erstmals wirtschaftlich und technisch sinnvoll – mit dem Ziel, Bewegungsabläufe signifikant energieeffizienter zu gestalten und reale Betriebsbedingungen umfassend zu berücksichtigen.

KI-Forschung mit industrieller Relevanz

„Diese Patentanmeldung zeigt eindrucksvoll, wie wissenschaftliche Exzellenz und industrielle Praxis im Josef Ressel Zentrum Hand in Hand gehen. Unser Ziel ist es, Forschung nicht im Labor enden zu lassen, sondern konkrete technologische Innovationen für die Industrie zu entwickeln“, betont Stefan Huber, Head of Research der FH Salzburg. „Gerade im Bereich der Künstlichen Intelligenz brauchen wir in Österreich und Europa erstklassige Forschung an der technologischen Spitze, die einen direkten Impact auf die Geschäftsfelder unserer Industrie hat.“

KI im Engineering

KI am Arbeitsplatz –  der neue Standard 

Auch bei B&R - der Machine Automation Division von ABB - wird die Zusammenarbeit als strategisch relevant angesehen: „Die enge Kooperation mit der FH Salzburg ermöglicht es uns, innovative Methoden aus der Forschung rasch in industrielle Anwendungen zu überführen. Die eingereichte Patentanmeldung ist ein starkes Signal für die Innovationskraft, die diese Partnerschaft hervorbringt“, so Martin Haidacher, Innovation Manager bei B&R.

Gemeinsame Forschung – gewachsen seit 2020

Die zugrunde liegende Forschung hat eine längere Entwicklungsgeschichte: Erste Arbeiten reichen bis ins Jahr 2020 zurück und wurden im EU-Interreg-Projekt KI-Net initiiert. Seit 2022 wird das Thema im Josef Ressel Zentrum weiterentwickelt – gemeinsam mit den Industriepartnern der Machine Automation Division (B&R), Copa-Data und weiteren.

Kooperation als Motor für neue Lösungen

Die gemeinsame Anmeldung unterstreicht die Bedeutung langfristiger Forschungskooperationen zwischen Hochschule und Industrie – insbesondere in einem Technologiefeld, das für Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandorts Europa von zentraler Relevanz ist.