Neue Methodik zur Optimierung von taktischen Kommunikationssystemen ausgezeichnet
Johannes Loevenich und Dr. Roberto Rigolin F. Lopes haben eine neue Methodik entwickelt, um die Kommunikation in taktischen Umgebungen zu optimieren. Die beiden ehemaligen Mitarbeiter des Fraunhofer FKIE und heutigen Mitarbeiter von Thales Deutschland wurden für ihre Forschungsarbeit mit dem EDA Research, Technology, and Innovation Papers Award 2023 ausgezeichnet.
In ihrem Forschungspapier „GNN-based Deep Reinforcement Learning with Adversarial Training for Robust Optimization of Modern Tactical Communication Systems“ stellen sie ihren hybriden Ansatz des maschinellen Lernens vor. Dieser basiert auf Graph Neural Networks und Deep Reinforcement Learning.
Loevenich erklärt den Lösungsansatz: „Unsere Forschung konzentriert sich auf die Optimierung moderner taktischer Kommunikationssysteme in mobilen Ad-hoc-Netzwerken, die eine große Bedeutung in militärischen Kontexten haben. Dabei adressieren wir zwei Hauptprobleme: Zum einen die Vorhersage schneller Veränderungen der Netzwerkbedingungen, wofür wir Graph Neuronale Netze (GNNs) einsetzen. Zum anderen die dynamische Systemkonfiguration, um eine robuste Kommunikation sicherzustellen. Hierbei nutzen wir Deep Reinforcement Learning (DRL) zur Verbesserung.“
Durch den Einsatz von GNNs können die komplexen Topologie und die sich dynamisch ändernden Zustände des Netzwerks effektiv modelliert und vorhergesagt werden. DRL ermöglicht die Entwicklung adaptiver Strategien zur Optimierung der Netzwerkleistung unter diesen Bedingungen. Zusätzlich wurde feindliches Training implementiert, um die Robustheit und Sicherheit der entwickelten Modelle zu verbessern. Dadurch wird das System darauf vorbereitet, Störungen und mögliche Angriffe zu identifizieren und effektiv zu bekämpfen.
Loevenich betont, dass die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten während seiner Doktorarbeit am Fraunhofer FKIE einen wesentlichen Beitrag zur Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit taktischer Kommunikationssysteme leisten. Dadurch wird die operative Effektivität in militärischen Einsatzgebieten verbessert.
Die Wissenschaftler arbeiten derzeit daran, die entwickelten Modelle in taktische Kommunikationsprodukte verschiedener Größen und mit verschiedenen Hardwareanforderungen zu integrieren. Eine Herausforderung besteht darin, eine ML-Pipeline zu entwickeln, die sowohl online als auch offline eine zuverlässige Funktionsweise der Modelle sicherstellt.
Die Verleihung des EDA Research, Technology, and Innovation Papers Award ist Teil der Bemühungen der EDA, sich weltweit im Bereich Forschung und Entwicklung zu engagieren. Ziel ist es, Zugang zu technologischen Trends zu erhalten und Spitzeninnovationen im Verteidigungsbereich zu fördern.
Der stellvertretende Institutsleiter des Fraunhofer FKIE, Dr. Markus Antweiler, betont, dass der Preis eine bedeutende Anerkennung für die langjährigen Anstrengungen des Wissenschaftlerteams darstellt. Ihre Forschungsarbeit zielt darauf ab, Technologiegrenzen mithilfe von künstlicher Intelligenz zu überwinden und Lücken in den Sicherheits- und Verteidigungsfähigkeiten zu schließen. Herzliche Glückwünsche!
Schlagwörter: EDA + Johannes Loevenich + DRL
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