Wir befinden uns im Zeitalter einer allgegenwärtigen digitalen Vernetzung – auch Hyperkonnektivität genannt. Unsere Häuser, Städte und sogar die Landwirtschaft werden immer smarter und damit auch digital vernetzt. Überall gibt es Geräte und Sensoren, die ununterbrochen mit dem Internet verbunden sind. Die Anzahl der weltweit vernetzten Geräte wird sich bis 2030 voraussichtlich auf über 50 Milliarden erhöhen. Offensichtlich ist: Die Datenmenge wird sich erhöhen, der Datenstrom muss schneller fließen. Kommunikationssysteme, die diese Daten transportieren, sind so gesehen das digitale Nervensystem jeder Gesellschaft und Wirtschaft. Das Forschungsprogramm Souverän. Digital. Vernetzt. des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist die Basis für die Forschungsförderung rund um Kommunikationssysteme.

Souverän

Kommunikationssysteme zählen zu den wichtigsten Schlüsseltechnologien unserer digitalisierten Gesellschaft und Wirtschaft.  Gleichzeitig ist die einseitige Abhängigkeit von Herstellern und die Vulnerabilität von Lieferketten gestiegen. Wir in Deutschland müssen daher künftig in der Lage sein, Schlüsseltechnologien zu verstehen, zu entwickeln und zu produzieren – so bleiben wir souverän und sichern unsere Wettbewerbsfähigkeit, unseren Wohlstand und unsere Arbeitsplätze. 

Digital

Die wachsende digitale Vernetzung einerseits und die damit einhergehende gesteigerte Konnektivität von Gegenständen, Orten und Menschen andererseits bringen regelmäßig neue Produkte, Dienstleistungen, Geschäftsmodelle sowie Lebens- und Arbeitsmuster hervor. Wir wollen mit der Forschung zu Kommunikationssystemen Innovationen auf den Weg bringen, die in der digitalen Gesellschaft ankommen und Mehrwerte generieren. Dabei gibt es nicht nur um die Technologieentwicklung oder neue Materialien. Genauso wichtig ist die Erforschung des zukünftigen digitalen Alltags der Bürgerinnen und Bürger in dieser hypervernetzten Welt von morgen.

Vernetzt

Die unterschiedlichen Kommunikationssysteme und Übertragungswege wachsen immer stärker zusammen. Eine weltweite Kommunikation benötigt Satelliten und Seekabel. Moderner Mobilfunk funktioniert nicht ohne glasfasergebundene Infrastruktur oder Rechenzentren. Eine automatisierte Produktionshalle ist auf offene und intelligente Schnittstellen angewiesen. Deswegen bedürfen moderne Kommunikationssysteme einer ganzheitlichen Betrachtung – über alle Technologieschichten und Umgebungen hinweg. 

Das Forschungsprogramm Souverän. Digital. Vernetzt. steht damit im Einklang mit den Zielen der Digitalstrategie und Zukunftsstrategie der Bundesregierung sowie mit dem geplanten Forschungsrahmenprogramm des BMBF zur Technologischen Souveränität. Die konkrete Forschungsförderung konzentriert sich dabei insbesondere auf drei Handlungsfelder:

1. Erforschung der Vernetzungstechnologien von morgen: Hierzu gehören beispielsweise die Vorbereitung von der zukünftigen Mobilfunkstandard der 6. Generation (6G), künstliche Intelligenz (KI) in Kommunikationsnetzen oder auch völlig neue Ansätze.
2. Gestaltung der vernetzten Systeme der Zukunft: Hierbei stehen die Sicherheit und Nachhaltigkeit im Vordergrund.
3. Konkrete Anwendungen für deutsche Schlüsselindustrien: Die Förderung zielt darauf ab, die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen zu stärken. Die Forschung hat zum Ziel, Kommunikationslösungen zu entwickeln, die im Alltag der Menschen ankommen und einen Nutzen bringen.

Die tiefe Integration der oben genannten Paradigmen von Sicherheit, Resilienz, Nachhaltigkeit und Netzintelligent in der FuEuI-Förderung spielt ebenfalls eine zentrale Rolle (als Querschnittsthemen).

Sicher

In der Zukunft bewegen sich Bürgerinnen und Bürger in einer hochvernetzten Welt. Sie werden dabei von Sensornetzen und autonomen Geräten unterstützt. Die Welt ist digital, sie wird noch digitaler. Bei den meisten Datenübertragungen muss für praktische und sensible Anwendungen die Informationssicherheit, gewährleistet werden. Das heißt insbesondere die Integrität, Vertraulichkeit und Verfügbarkeit der Datenübertragung. Die Förderung des BMBF richtet daher bereits die Forschung und Produktentwicklung an strengen IT-Sicherheitsprinzipien aus –Security by Design.

Nachhaltig

Deutschland muss große Anstrengungen unternehmen, um seine Klimaziele zu erreichen. Digitale Technologien können hierbei einen signifikanten Beitrag leisten. Leistungsfähige Kommunikationssysteme können unsere Wirtschaft effizienter, klimafreundlicher und kreislauffähiger machen oder durch ihren Energieverbrauch das Erreichen der Klimaziele gefährden. Das Ziel der BMBF Forschungsförderung ist es, die Gesamtenergiebilanz der Kommunikationsnetze zu senken (Sustainability by Design), wobei der gesamte Lebenszyklus inklusive Recycling aller Netzkomponenten und Beiträge der Vernetzung zur Nachhaltigkeit und Energieeffizienz mitbilanziert werden muss.  Insbesondere beim Thema 6G wird Nachhaltigkeit mitgedacht – beim Fußabdruck, als auch beim Handabdruck.

Resilient

Wir benötigen resiliente Kommunikationssysteme für zukünftige Anwendungen wie autonomes Fahren oder Telemedizin Netzresilienz bezeichnet die Zuverlässigkeit, Widerstandsfähigkeit, Regenerationsfähigkeit und Lernfähigkeit von vernetzten Systemen gegenüber externen und internen Störeinflüssen. Resiliente Kommunikationssysteme, die im Rahmen der BMBF-Förderung entwickelt werden, reagieren sensitiv auf Störungen und können diese teilweise vorausahnen. Anders formuliert: Probleme werden nicht erst durch Technikerinnen und Techniker gelöst, sondern von den Systemen auch selbstständig bemerkt und behoben. 

Intelligent

Unsere Netze können nicht länger nur Transportwege für die Datenflut sein – sie müssen intelligent werden. Eine tiefe Integration von künstlicher Intelligenz in die Netze verbessert die Übertragung durch optimale Netzsteuerung und Signalverarbeitung, ermöglicht eine automatisierte Problemerkennung und erleichtert die Wartung und Inbetriebnahme von Netzen. Künstliche Intelligenz ermöglicht auch ein effizientes Energie- und Ressourcenmanagement komplexer Netze. Kommunikationsnetze sind dabei auch wichtige Infrastruktur für die Bereitstellung von KI-Diensten und für die Verbindung von Mensch und Maschine beispielsweise durch erweiterte oder virtuelle Realitäten. Mit Fortschritten auf Gebieten der Künstlichen Intelligenz und Robotik, zielt die BMBF-Förderung darauf ab, dass Bürgerinnen und Bürger in Zukunft in allen Lebensbereichen von automatisierten Systemen unterstützt werden und besser mit ihnen zusammenarbeiten können.

Redaktionsschluss dieses Textes: 01.11.2024