MLSim-DZ

Virtuelle Trainingsumgebungen sind Teil moderner Ausbildungssysteme und müssen daher das Trainingsgebiet möglichst realistisch abbilden. Gerade im thermalen Infrarot ist eine realistische Darstellung aufgrund zeitlicher Zusammenhänge, Wetter und Ortsabhängigkeiten erschwert. Echtzeitfähigkeit wird erst durch starke algorithmische Vereinfachungen ermöglicht, mit visuellen Abweichungen vom realen Erscheinungsbild. Gegenüber traditioneller, physikbasierter Bilderzeugung bieten KI-Verfahren hier einen alternativen, datengetriebenen potentiell beschleunigten Lösungsansatz. In den vorherigen Studien wurde ein Demonstrator erzeugt, der die entwickelten KI-erfahren mit modernsten, typischerweise in 3D-Softwareprodukten verwendeten Technologien koppelt.

Digitale Zwillinge und KI haben sich in wenigen Jahren rasant zu den relevantesten Themen der modernen, anwendungsnahen Forschung entwickelt. Im militärischen Kontext ermöglichen diese Themenfelder die realistische Simulation und damit realitätsnahes Training von Einsatzszenarien oder Bildauswertung/-interpretation, effiziente Datenauswertung auch bei limitiertem Personaleinsatz, Geländebewertung, Entscheidungsunterstützung, uvm. Besondere Herausforderungen und Rahmen-bedingungen bilden dabei die notwendigen Trainingsdaten für KI, die Simulationsdaten, welche zum Aufbau digitaler Zwillinge benötigt werden (Höhenmodelle, Landnutzung, Gebäudemodelle, Materialdaten, etc.), sowie allgemein die militärisch relevanten Spektralbereiche. Letztere umfassen neben dem sichtbaren Spektralbereich auch den Nah-, kurzwelligen, mittelwelligen und langwelligen Infrarot-Bereich. Während RGB-Bilder im Allgemeinen große Aufmerksamkeit erhalten aufgrund des Interesses aus zivilen Leitbranchen (z.B. Gaming- und Unterhaltungsbranche, Automobilindustrie) und damit eine zügige Weiterentwicklung von Generierungs- und Auswertungsmethoden erfolgt, spielen Infrarotbilder meist nur in Randbranchen, im Wissenschaftssektor, und im militärischen Kontext (Aufklärung und Verteidigung) eine Rolle. Aus diesem Grund sind militärische Entwicklungen begrenzt verfügbar und zivile Errungenschaften nur erschwert auf den militärischen Sektor zu übertragen, und gezielte Forschung zu ML-Trainingsdaten und digitalen Zwillingen wird hier notwendig.

Im Rahmen der Untersuchung ist eine vollständige Dokumentation der geleisteten Arbeiten und Ergebnisse durch den AN zu liefern. Die Details sind der Leistungsbeschreibung zu entnehmen.

Der Auftrag kann nur von einem bestimmten Wirtschaftsteilnehmer ausgeführt werden, da aus technischen Gründen kein Wettbewerb vorhanden ist. Nur das Fraunhofer IOSB beherrscht die gesamte optronische
Kette von wetterspezifischen Bildaufnahme- und -
formationsverfahren, über multisensorielle Bildverarbeitungsund
Simulationsverfahren bis zum Design softwarespezifischer
Architekturen und Benutzerschnittstellen zu externer Software.
Ein anderer Anbieter, der dazu in der Lage wäre, ist nicht
bekannt. Zudem besitzt nur das Fraunhofer IOSB bereits
Kenntnisse um Bestrebungen im Rahmen des SD VIntEL und
der Spezifikation zum standardisierten Datenaustausch
SEDRIS sowie des Konzeptes SimDBw, die zur
Vereinheitlichung der zentralisierten Verwaltung bzw. Nutzung
einheitlicher Simulationsdaten dienen, in die die innerhalb des
Vorhabens angestrebten Ergebnisse langfristig gesehen
einfließen sollen. Darüber hinaus kann nur das Fraunhofer
IOSB auf umfangreiche Vorarbeiten, die im Rahmen der
Zuwendung UmviS (Untersuchung zur multispektralen virtuellen
Simulation - Zuwendung CF010) stattfanden, zurückgreifen.
Darüber hinaus verfügt das Fraunhofer IOSB aus dem TA34 /E/
T1AX/IA104/GF118 (Technische Absprache über
Geospezifische Geländedatenbanken für Militärische
Simulationsübungen) bereits über Vorerfahrung mit der zu
untersuchenden Software VBS 4. Außerdem kann nur das
Fraunhofer IOSB aus den vorangegangenen Verträgen E/
U2DE/DA079/CF010 (Multispektrale Information für
Simulationssysteme 2013), C/E520/FF023/CF184
(Fotorealistische Simulationsdaten für die Bewertung von
Tarnung und Maßnahmen des indirekten Schutzes) und E/
U2DE/DA145/CF018 (Evaluierung von Softwareprodukten für
die Generierung von Geländedatenbasen) bereits
Kompetenzen beim Einbringen von eigener Software in VBS
vorweisen, die für die geplanten Arbeiten unabdingbar sind.
Schließlich war das Fraunhofer IOSB bereits AN in den vier
Vorstudien (MLSim-BV Ph1 - Ph4) und verfügt somit alleinig
über die notwendige Tiefe und Erfahrung bei dieser speziellen
Forschungsthematik. Mithin kommt für die Durchführung dieser
Studie lediglich das Fraunhofer IOSB in Betracht.