6G: Vier deutsche Forschungs-Hubs entwickeln zukünftige Kommunikationstechnologie
Die fünfte Mobilfunkgeneration (5G) wird derzeit in den Mobilfunknetzen umgesetzt – gleichzeitig wird an der nachfolgenden Generation geforscht. 6G wird voraussichtlich ab dem Jahr 2030 Milliarden von Dingen, Maschinen und Menschen miteinander vernetzen. Daten werden um ein Vielfaches schneller übertragen als mit 5G und auch die Energieeffizienz und Ausfallsicherheit nehmen deutlich zu. Eine Fördermaßnahme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) legt den Grundstein für ein Innovationsökosystem zur Erforschung und Entwicklung zukünftiger Kommunikationstechnologien rund um 6G. Im April 2021 startete das BMBF die erste deutsche Forschungsinitiative zur 6G-Technologie; gefördert werden unter anderem vier sogenannte „6G-Forschungs-Hubs“, die im August 2021 ihre Arbeit aufgenommen haben.
Ein ganzheitlicher Systemansatz zur Schaffung von technologischer Souveränität
Durch die Fördermaßnahme sollen Forschungsnetzwerke aufgebaut werden, um zum einen die mobile Kommunikation (6G) und zum anderen die dafür notwendige leitungsgebundene Kommunikation (Backbone) weiterzuentwickeln. Ziel der Bundesregierung ist es, dass Deutschland in diesem Forschungsfeld an der Spitze der bereits anlaufenden internationalen Forschung agiert, um die Grundlagen der zukünftigen Kommunikations-technologien maßgeblich mitzugestalten und diese entsprechend patentrechtlich zu schützen. Dadurch soll das Fundament geschaffen werden, bei dieser Schlüsseltechnologie mit innovativen und international wettbewerbsfähigen Produkten wichtiger Akteur auf dem globalen Markt zu werden.
Weiterer Zweck der Maßnahme ist neben der Erforschung der technologischen Grundlagen für 6G auch der nachhaltige Aufbau von Know-how in der Wirtschaft durch Kooperationen mit den Forschungsnetzwerken sowie die Ausbildung von Fachexpertinnen und Fachexperten in den Forschungseinrichtungen für den Telekommunikationssektor.
Vier Forschungs-Hubs mit verschiedenen Arbeitsschwerpunkten erforschen die 6G-Technologie
Im Rahmen der Forschungsinitiative arbeiten insgesamt rund 50 Forschungspartner aus Wissenschaft und Wirtschaft an den vier ausgewählten Forschungs-Hubs. In den Hubs sollen Kompetenzen gebündelt und somit ein schneller Transfer der Forschungsergebnis-se in die praktische Anwendung gelingen. Dabei setzen die Hubs jeweils verschiedene Forschungsschwerpunkte. Neben drahtloser Übertragung werden auch glasfasergebundene Netze erforscht, wobei es im Detail um neue Materialien und Komponenten – wie Antennen und Verstärker, Funkzellen, und Software geht. Die Forschungs-Hubs werden von verschiedenen Institutionen aus Wissenschaft und Wirtschaft geleitet.
Zusätzlich dient die „Plattform für zukünftige Kommunikationstechnologien und 6G“, kurz „6G-Plattform“, als zentrales Bindeglied, in das die wissenschaftlichen Leiterinnen und Leiter der Hubs in Form eines Beirats eingebunden sind. Dort wird gemeinsam an übergeordneten Fragestellungen zur Erforschung und Entwicklung der Grundlagen für einen zukünftigen 6G-Standard gearbeitet.
Perspektivisch sollen auch externe Industriepartner und eingebundene Start-Ups sowie kleine und mittelständische Unternehmen am Diskurs teilnehmen und an Forschungsergebnissen partizipieren können, um eigens entwickelte, offene Prototypen nach den in den Hubs entwickelten Komponenten auszurichten und weiterzuentwickeln.
Am „6G-RIC“ wird eine offene Testinfrastruktur errichtet, um Mobilfunksysteme über alle technologischen Grenzen hinweg entwickeln zu können
Das „6G Research and Innovation Cluster”, kurz „6G-RIC“, baut eine Testinfrastruktur auf, mit deren Hilfe neue Technologiekomponenten unter realistischen und offenen Bedin-gungen erprobt werden sollen. Anwendungsfelder sind „gemischte Realitäten“ und „mobile Roboterschwärme“. Unter ersterem werden cyber-physische Systeme, d.h. Verbindungen der virtuellen mit der physischen Welt verstanden, also beispielsweise Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Konkret wird an Anwendungen in der Telemedizin und zu digitalen Zwillingen geforscht. Unter mobilen Roboterschwärmen werden Serviceroboter und Drohnen verstanden, die primär im Konsumenten- und Industriebereich eingesetzt werden sollen.
„Open6GHub“ entwickelt ein 6G-System, das den Anforderungen der Anwendenden und der Gesellschaft nach 2030 entsprechen soll
Der „Open6GHub“ des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) verfolgt das Ziel, ein 6G-System zu entwickeln, welches ressourcenschonend und energieeffizient arbeitet, den Schutz persönlicher Daten gewährleistet und eine hohe Verfügbarkeit der Netze sicherstellen kann. Das Vorhaben soll im europäischen Kontext zudem Beiträge zu einem globalen 6G-Harmonisierungsprozess und -Standard liefern. Das Konsortium aus insgesamt 17 Projektpartnern betrachtet schwerpunktmäßig Anwendungs-felder mit sehr hohen Anforderungen an Qualität und Sicherheit der Kommunikations-technik: Hochvernetzte Produktion, zukünftige Mobilitätsszenarien, neue Lernwelten, personalisierte Medizin und vor allem die Interaktion des Menschen mit einer Vielzahl autonomer Fahrzeuge und Geräte.
„6G-Life“: rund 40 Professuren forschen an Kommunikationsnetzen mit dem Fokus Mensch-Maschine-Kollaboration
Der Hub „6G-Life“ der Technischen Universität Dresden (TUD) und der Technischen Universität München (TUM) legt seinen Forschungsschwerpunkt auf zwei Anwendungsfelder: Industrie 4.0 und digitale Medizin. Dabei werden insbesondere vier Schlüsselthemen bearbeitet: Latenz (Verzögerung), Resilienz (Ausfallsicherheit), Sicherheit (Privatsphäre und Abwehr von Angriffen) und Nachhaltigkeit (Energiebedarfsreduktion). Durch das Einbeziehen von Partnern aus den Sozial- und Geisteswissenschaften sollen auch ethische Fragen beantwortet werden.
Hier erscheint in den nächsten Wochen ein ausführlicher Bericht zu 6G-life
„6GEM“ verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz von der Produktion über die Logistik bis hin zum Menschen mit seinen individuellen Bedürfnissen
Der Forschungshub „6GEM“, gebildet aus einem Verbund von insgesamt zehn Universitäten und Forschungsinstituten aus Nordrhein-Westfalen, baut ein 6G-Ökosystem auf, das einen Technologietransfer in regionale, nationale und europäische Unternehmen ermög-licht. Schwerpunkte werden dabei auf autonomes Fahren, smarte Produktion und Logistik sowie Medizin gelegt. Dabei wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt, von der Produk-tion über die Logistik bis hin zum Menschen mit seinen Bedürfnissen nach Selbstbestimmung, Privatsphäre und Sicherheit in Zeiten des Klimawandels. Zur Umsetzung der Vorhaben werden sieben Testfelder eingebunden und mit 6G-Systemen ausgerüstet: Ein digitaler Operationssaal, ein Smart Hospital, Logistik-, Produktions- und Robotik-Zentren sowie Straßenverkehrsszenarien von der Innenstadt bis zur Autobahn.
Hier erscheint in den nächsten Wochen ein ausführlicher Bericht zu Open6GHub
Die weltweit erste Initiative in diesem Ausmaß zur Erforschung von 6G setzt auf internen Wettbewerb mit kollaborativen Aktivitäten
Die 6G-Hubs arbeiten unabhängig voneinander an verschiedenen Forschungsschwerpunkten. Dadurch entsteht ein Wettbewerb innerhalb der 6G-Initiative, der Innovationen fördert und die effiziente Forschung vorantreibt. Die Forschungs-Hubs einen dabei Gemeinsamkeiten in den Ansätzen und Zielvorstellungen, wie der Fokus auf die Talentförderung.
Die Forschungs-Hubs stellen hierbei den Mehrwert der Technologie für den Menschen in den Vordergrund. 6G soll sich an den Bedürfnissen der heutigen und zukünftigen Gesell-schaft orientieren und dabei nachhaltig implementiert werden. Ein starkes 6G-Ökosystem mit Deutschland in der Vorreiterrolle, in dem soziale, ökologische und ökonomische Faktoren berücksichtigt werden, hat das Potenzial, gewonnene Erkenntnisse und geschaffene Werte gewinnbringend in europäische und internationale Initiativen weiterzutragen. Auf diese Weise wird ein Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung von zukünftigen Kommunikationstechnologien geleistet.
Die Forschungsinitiative des BMBF hat eine bedeutende Möglichkeit für die deutsche und europäische Forschung und Industrie eröffnet, eine nachhaltige Innovationsförderung zu gewährleisten und die Zukunft neuer Kommunikationstechnologien mitzugestalten.
Weiterführende Links
https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/pressemitteilungen/de/karliczek-wir-wollen-bei-6g-an-der-spitze-sein.html
https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/forschung/kommunikationssysteme/6g-forschungs-hubs
