GAIA-X 4 Future Mobility

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Die Projektfamilie

Gaia-X zielt auf ein offenes, transparentes und sicheres digitales Ökosystem nach europäischen Grundsätzen und Werten, in dem Daten und Dienste in einem vertrauensvollen Umfeld zur Verfügung gestellt, orchestriert und gemeinsam genutzt werden können. Hierzu werden aktuell europaweit Beiträge geleistet.

Die Projektfamilie GAIA-X 4 Future Mobility ist in der Domäne Mobilität des deutschen Gaia-X Hub angesiedelt. Der gemeinsame Fokus der Projekte der Familie liegt auf der Gaia-X-basierten Umsetzung zukünftiger Mobilitätsanwendungen mit hoher Produktnähe, bei denen die datenbasierte Vernetzung mit Herstellern, Zulieferern, Dienstleistern und Nutzern essenziell ist. Entsprechend engagieren sich hier unterschiedlichste Partner aus allen Anwendungs-, Forschungs- und Themenbereichen der Mobilität sowie insbesondere auch der Informations- und Kommunikationstechnologien. Insgesamt kommen damit rund 80 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft in dieser gemeinsamen Initiative zusammen.

Projektfamilie GAIA-X 4 Future Mobility

Die 5 Projekte der Projektfamilie GAIA-X 4 Future Mobility agieren im Kontext von Gaia-X und den zugehörigen Basisdiensten.
Quelle: DLR, Institut für KI-Sicherheit

Zunächst sind fünf Projekte vorgesehen: GAIA-X 4 KI, GAIA-X 4 AMS, GAIA-X 4 ROMS, GAIA-X 4 PLC-AAD und GAIA-X 4 moveID. Die ersten 4 Projekte werden bereits durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert, GAIA-X 4 moveID ist aktuell in Vorbereitung.

Im Schwerpunkt behandeln die Projekte verschiedene Themen aus dem Bereich der verteilten Daten- und Diensteinfrastrukturen auf Grundlage von Gaia-X und leisten damit einen effektiven Beitrag zum Aufbau entsprechend geprägter Anwendungen für den Bereich der Mobilität. So geht es z.B. die Datenversorgung automatisierter Fahrzeuge und den Aufbau kooperativer Systemverbünde aus Fahrzeugen und intelligenten Verkehrsinfrastrukturen; der Remote Operation automatisierter Fahrzeuge und Fahrzeugflotten; sichere dezentrale digitale Identitäten; Product-Life-Cycle und Digital Twin mit Fokus auf den Bereich des automatisierten Fahrens.

Mit den genannten Arbeitsschwerpunkten wird die Projektfamilie GAIA-X 4 Future Mobility wichtige produktbezogene Impulse zur Beantwortung von Fragen des sich in Transformation befindlichen Mobilitätssektors liefern. Über die jeweilige Konkretisierung von Konzepten anhand konkreter Use-Cases bzw. Anwendungssituationen stimuliert die Projektfamilie das Entstehen neuer Produktideen und innovativer Geschäftsmodelle, die digitale Assets bzw. Produkte ergänzend zu etablierten Produkten des Mobilitätssektors ins Zentrum rücken.

Das Institut für KI-Sicherheit (DLR) koordiniert die Projektfamilie

Ein zentrales Element der Projektfamilie ist eine in jedem der 5 Projekte verankerte Aktivität zur inhaltlich-fachlichen und strategischen Vernetzung und Verzahnung der Projekte der Familie untereinander. Darüber hinaus zielt dies auf die Kooperation und enge Vernetzung mit weiteren Initiativen, Projekten und Aktivitäten. Hierzu zählen nicht zuletzt Catena-X und der Mobility Data Space, an denen viele Partner der Projektfamilie ebenfalls aktiv beteiligt sind. Diese Vernetzungsaktivitäten der Projektfamilie nach innen und außen werden durch das Institut für KI-Sicherheit des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt verantwortet und geleitet. Hierdurch werden Synergiepotenzielle genutzt und es wird ebenfalls die fachlich/inhaltliche Kohärenz der Projekte gefördert.

Die 5 Projekte

GAIA-X 4 KI (Künstliche Intelligenz)

Künstliche Intelligenz (KI) ist eine wichtige Schlüsseltechnologie bei der Entwicklung komplexer technischer Systeme – dies gilt insbesondere auch für den Bereich der Mobilität. Voraussetzungen für eine erfolgreiche Anwendung von KI liegen in der breiten Verfügbarkeit adäquater Daten, Diensten und IT-Ressourcen. GAIA-X stellt dabei die Weichen für die Etablierung eines digitalen Ökosystems. Die Vereinigung von KI und GAIA-X in einem Projekt ermöglicht, anwendungsbezogene Beiträge für die Entwicklung von GAIA-X zu erarbeiten, indem die Nutzung in Use Cases des automatisierten und vernetzten Fahrens (AVF) und der industriellen Fertigung untersucht werden. Die Ziele im industriellen Anwendungsbereich liegen dabei in der Homogenisierung der Produktionsqualität sowie der Konzeption und Entwicklung kontinuierlich optimierbarer und anlagenübertragbarer KI-Algorithmen. Die AVF Use Cases umfassen die Schwerpunktbereiche Zustands- & Cyber-Security-Monitoring, Online Kartenannotation & Parametrisierung von AVF sowie Verfahren für die automatisierte Szenariengenerierung und simulative Validierung.

Durch die Verknüpfung dieser üblicherweise getrennten Anwendungsfelder können wir Konzepte und Ausgestaltungen eines geschlossenen Datenkreislaufs über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg entwickeln, wodurch das Potential eines gemeinsamen Daten- und Diensteökosystems maximal ausschöpft werden kann. Im Rahmen des Projekts entstehen integrierte Datenbasen, standardisierte Datenschnittstellen sowie übergreifend genutzte Datendienste. Die Kopplung mit weiteren domänenspezifischen Datenräumen ermöglicht darüber hinaus die Nutzbarmachung relevanter Data Assets für Anwendungen auch über die fokussierten Arbeitsbereiche hinaus.

GAIA-X 4 KI wird geleitet vom DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik.

Projekt-Homepage: www.gaia-x4ki.de

Das Konsortium besteht aus den folgenden Konsortialpartnern: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Altran Deutschland S.A.S. & Co. KG (jetzt: CapGemini), Conti Temic microelectronic GmbH, CONWEAVER GmbH, Fraunhofer Gesellschaft e.V., Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST, HighQSoft GmbH, IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr, Hochschule Offenburg - Institute for Machine Learning and Analytics, Intel Deutschland GmbH - Industrial Solution Division, Leibniz Universität Hannover (vertreten durch das Präsidium, dieses vertreten durch den Präsidenten, dieser vertreten durch den Geschäftsführenden Leiter des Instituts für rechtswissenschaftliche Grundlagenforschung), Reusch Rechtsanwaltsgesellschaft mbH, STTech GmbH, Deutsche Telekom IoT GmbH, T-Systems International GmbH, Technische Hochschule Ingolstadt - Institut für Innovative Mobilität, Xapix Software GmbH.

GAIA-X 4 AMS (Advanced Mobility Services)

Die Vernetzung verschiedenster Datendienste aus unterschiedlichen Domänen bietet große Potentiale für zukünftige Anwendungen im Verkehr. Die Vernetzung kann zu einer Erhöhung von Sicherheit und Komfort als auch zur Verringerung von Emissionen beitragen. Gaia-X bietet in diesem Zusammenhang eine ideale Grundlage, um diese Potentiale zu heben.

Das Projekt Gaia-X 4 AMS leistet einen Beitrag im Bereich der Daten- und Servicebereitstellung mit Bezug zum automatisierten Fahren und kooperativen Systemverbünden auf Grundlage vernetzter und automatisierter Fahrzeuge sowie intelligenter Verkehrsinfrastrukturen. Diese Grundlagen können auch für benachbarte Anwendungssituationen zur Verfügung gestellt werden. Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile, wie der unkomplizierte, domänenübergreifende Austausch von Mobilitätsdaten und reduzierte Zugangsbarrieren.

Das digitale Datenökosystem wird im Projektverlauf anhand zweier praxisnaher sowie Level-4-Gesetz konformer Use-Cases prototypisch erprobt. Der erste Use Case fokussiert darauf, dass das automatisierte Fahrzeug (SAE Level 3 und höher) selbstständig bestimmt, ob die aktuellen Fahrbedingungen ausreichen, um automatisiert zu fahren oder nicht. Hierzu bedarf es der infrastrukturellen Bereitstellung von Informationen zu aktuellen Situationen und Zuständen in den potenziellen Betriebsbereichen der Automationsfunktionen, um einen sicheren Betrieb automatisierter Fahrzeuge zu gewährleisten. Der zweite Use Case thematisiert die Bildung eines prototypischen vernetzten und sicheren Rettungskorridors durch dynamische Informationen aus verschiedenen Komponenten des automatisierten Verkehrssystems, dynamische Planung des Rettungskorridors sowie die Priorisierung von Lichtsignalanlagen und koordinierte Bildung von Rettungsgassen durch automatisierte Fahrzeuge.

Das Projekt Gaia-X 4 AMS zeigt, dass relevante fahrzeugtechnologische Anwendungen in einer dezentralen Systemarchitektur unter den gesetzlichen Rahmenbedingungen betrieben werden können.

GAIA-X 4 AMS wird geleitet von der T-Systems GmbH.

Das Konsortium besteht aus den folgenden Konsortialpartnern: AFUSOFT Kommunikationstechnik GmbH, Altran Deutschland S.A.S. & Co. KG (jetzt: CapGemini), Bernard Technologies GmbH, Christoph Kroschke GmbH, consider it GmbH, Conti Temic microelectronic GmbH, Deutsches , Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut TS und KI, Elektra Solar GmbH, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin, Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI, Dresden, Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, Sankt Augustin, Institut für Software- und Systemtechnik ISST, Dortmund, Peregrine Technologies GmbH, Stadt Braunschweig – Fachbereich Feuerwehr, T-Systems International GmbH, Technische Hochschule Ingolstadt, Zentrale Stelle für Informationstechnik im Sicherheitsbereich, Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Forschungsgruppe Verkehrstelematik, Zeppelin Universität, Lehrstuhl für Mobilität, Handel und Logistik und Center for Mobility Studies.

GAIA-X 4 ROMS (Support and Remote-Ops for automated and connected mobility services)

Der Klimaschutz stellt die dringlichste Herausforderung unserer Zeit dar. Für den Verkehrssektor gilt es, durch neue Mobilitätslösungen den Transport von Personen und Gütern zu sichern. Ansätze liegen hier, neben der konsequenten Dekarbonisierung, in der Stärkung des öffentlichen Verkehrs und gemeinsam genutzter Mobilitätsdienstleistungen, so dass die fahrzeugbezogene Gesamtverkehrsleistung deutlich sinkt.

Neue Fahrzeugkonzepte im Personen- und Güterverkehr werden über zumeist elektrische Antriebssysteme verfügen und einen hohen Grad an Automatisierung aufweisen. Nur so können Angebote im erforderlichen Umfang bereitgestellt werden. GAIA-X 4 ROMS legt hierzu die notwendigen Grundlagen für die Integration innovativer Fahrzeuge in das Gesamtsystem. Dabei stehen die Gestaltungsprinzipien von GAIA-X im Vordergrund. GAIA-X 4 ROMS entwickelt konkrete Technologiebausteine für fahrzeugbasierte Transportkonzepte für Personen und Güter und stellt diese in der Community sichtbar dar.

Die Ergebnisse ermöglichen das zentrale und dezentrale Management großer Flotten sowie deren Betrieb in Städten und Regionen. Innovative Distributionsverfahren berücksichtigen sowohl die Anforderungen der Reisenden bzw. der Handeltreibenden als auch die des wirtschaftlichen Betriebes der Fahrzeuge unter Verwendung neuartiger Konzepte, wie „autonome Paketstation“, „First and last mile Delivery“ und „Demand Responsive Transport“.
Remote Operation wird benötigt, wenn automatisierte Fahrzeuge z.B. an ihre Systemgrenzen gelangen. Der verteilte Ansatz von Gaia-X unterstützt unmittelbar die notwendige Zusammenarbeit verschiedener jeweils spezialisierter Akteure.

GAIA-X 4 ROMS wird geleitet von der Arvato Systems GmbH.

Das Konsortium besteht aus den folgenden Konsortialpartnern: Arvato Systems GmbH, consider it GmbH, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) e.V., embeteco GmbH & Co. KG, Fahrzeugwerk Bernard Krone GmbH & Co. KG, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Freie und Hansestadt Hamburg, Behörde für Verkehr und Mobilitätswende, highQ Computerlösungen GmbH, HotSprings GmbH, Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes, IOTA Foundation, Materna Information & Communications SE, TraffGo Road GmbH, Technische Universität Dortmund, Yunex GmbH, Zeppelin Universität gemeinnützige GmbH, Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein GmbH.

GAIA-X 4 moveID (Decentralized digital identity and data sharing)

Eine gesamtheitliche, transparente Systemarchitektur für den Informationsaustausch zwischen Anbietern und Kunden von Mobilitätsanwendungen im Straßenverkehr unter Einhaltung datenschutzrelevanter Aspekte ist heute nicht verfügbar. Hier herrschen insbesondere zentrale Architekturen vor, die z.B. auf spezielle Anwendungen und Kundengruppen zugeschnitten sind. Auch die derzeitigen Plattformmodelle der ‚Hyperscaler‘ (Amazon, Google, Facebook, Baidu, Alibaba, Tencent usw.), mit den damit verbundenen Lock-In Effekten und asymmetrischen Geschäftsmodellen für Datenverwendung, können hier nicht als optimale Lösung angesehen werden.

Dezentralisierte Lösungen und die Entwicklung hierfür essenzieller Technologiebausteine, wie insbesondere neue digitalen Identitätskonzepte, sind deshalb unverzichtbar, weil damit geschlossene Ökosysteme mit Lock-in-Effekten und hohen Mitnahmegewinnen durch monopolistische Plattform-Intermediäre verhindert werden können. Gleichzeitig können basierend hierauf Mobilitätsdienste unter Gewährleistung hoher Datenschutz- und Sicherheitsanforderungen entwickelt werden.

Der Fokus des Projektes GAIA-X 4 moveID ist hier neben der technologischen Umsetzung dezentraler, digitalen Identitäten im Straßenverkehr, der diskriminierungsfreie Zugang zu digitalen Services in einer eng vernetzten, europäischen Infrastruktur mit Erhaltung der Autonomie bzgl. der privaten Daten und Verbesserung der Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit in einem zukünftigen Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Dies basiert auf dezentralen, plattform-unabhängigen Technologien, wie z.B. Distributed Ledger Technologien (DLT), Self-Sovereign Identity (SSI) und dezentralen Datenmarktplätzen. Der Einsatz von DLT wird das GAIA-X Rahmenwerk in seinen Aufgaben der dezentralen Datenverarbeitung, Datensouveränität, Interoperabilität sowohl hinsichtlich technischer und semantischer Standards ermöglichen und zukünftige Mobilitätsanwendungen unterstützen. Den drohenden, durch asymmetrischen Daten- und Informationsflüsse dominierten Geschäftsmodelle der auf den europäischen Markt eindringenden Hyperscalern kann so außerdem mit einer auf europäischen Werten gegründeten Technologie begegnet werden.

GAIA-X 4 MoveID wird geleitet von der Robert Bosch GmbH.

Das Konsortium besteht aus den folgenden Konsortialpartnern: Robert Bosch GmbH, Materna Information & Communications SE, DENSO AUTOMOTIVE Deutschland GmbH, Continental Automotive GmbH, WOBCOM GmbH, ecsec GmbH, Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes, Atos Information Technology GmbH, Chainstep GmbH, Peaq Technology GmbH, Zeppelin Universität gGmbH, Datarella GmbH, 51nodes Gmbh, Bigchain DB GmbH, Fetch.ai Research & Development GmbH, ITK Engineering GmbH, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Airbus Defence and Space GmbH.

GAIA-X 4 PLC-AAD (Production, After Sales and Product-Life Cycle)

GAIA-X 4 Product Life Cycle – Arcoss Automated Driving (GAIA-X 4 PLC-AAD) befasst sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines übergreifenden Open Distributed Data Ecosystem (= ODDE). Dieses Ökosystem unterstützt die Produktentwicklung, die Fertigung, sowie den Bereich des After Sales.

Zudem adressiert GAIA-X 4 PLC-AAD ausgewählte Aspekte der Entwicklung und des Betriebs automatisierter Fahrfunktionen, der hierfür benötigten Sensorik und dahinterstehender Methoden, sowie eine sichere Einbindung von entwickelten digitalen Zwillingen in das GAIA-X Ökosystem. Passend hierzu werden Datenarchitekturen, Informationsmodelle und die notwendigen Verarbeitungsprozesse entwickelt.

Im Zusammenhang mit dem automatisierten und vernetzen Fahrens sind viele verschiedene Themen relevant - z.B. die Fahrzeugentwicklung, die Verifikation und Validierung von Fahrfunktionen, die Fahrzeugproduktion und den weiteren Lebenszyklus bis hin zur Wartung. In GAIA-X 4 PLC-AAD wird ein Ausschnitt dieser Themen betrachtet, um zu plausibilisieren, dass auch die gesamte Kette abgebildet werden könnte

Das Projekt GAIA-X 4 PLC-ADD erzeugen einen erheblichen Mehrwert für Entwicklung und Produktion automatisierter und vernetzter Fahrzeuge und darauf basierender zukünftiger Mobilitätsdienste.

Für die Umsetzung wurde ein Konsortium aus 13 Wirtschaftsunternehmen und 7 Forschungseinrichtungen gebildet: 3D Mapping Solutions GmbH, Automotive Solution Center for Simulation e. V., AVL Deutschland GmbH, ADC Automotive Distance Control Systems GmbH, BMW Group, Conti Temic microelectronic GmbH, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart, Infineon Technologies AG, Institut für Qualitäts- und Zuverlässigkeitsmanagement GmbH, Perpetuum Progress GmbH, SETLabs Research GmbH, TH Ingolstadt, TraceTronic GmbH, TrianGraphics GmbH, TU Berlin, TU München, Virtual City Systems GmbH.

GAIA-X 4 PLC-AAD wird geleitet von der msg systems AG.