Kritische Infrastrukturen digital schützen
Am 15. November 2021 kamen Forscherinnen und Forscher der Universität der Bundeswehr München und zahlreiche Gästen aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Bundeswehr zusammen. Im Mittelpunkt des gemeinsamen Workshops standen kritische Infrastrukturen und deren Schutz durch moderne Methoden der Digitalisierung.
Sogenannte »Digitale Zwillinge« bieten als Herzstück der neuen Forschungsansätze bisher ungeahnte Möglichkeiten. Das interdisziplinäre »RISK.twin« Projektteam hinter der Forschung wird solche digitalen Werkzeuge für den Schutz kritischer Infrastrukturen nun erstmals im breiten Maßstab von der grundlegenden Methodik bis hin zu konkreten Anwendungsszenarien entwickeln und für politische Akteure in kritischen Entscheidungssituationen nutzbar machen.
Kritische Infrastrukturen sind die unverzichtbaren Lebensadern moderner, leistungsfähiger Gesellschaften. Bauwerke der Verkehrsinfrastruktur wie Autobahn- und Eisenbahnbrücken, Anlagen der Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung oder Elektrizitäts- und Telekommunikationsnetze sind nur ausgewählte Beispiele. Bei solchen Systemen sind über die gesamte Lebensdauer simulierbare und datenunterstützte virtuelle Abbilder (sog. »Digitale Zwillinge«) besonders wertvoll. Sie verbessern die Prognosefähigkeit hinsichtlich Belastungen, Wartung (»Predictive Maintenance«) und Störfällen sowie für Extrem- und Versagensszenarien. Bislang mangelt es allerdings noch an zur Verfügung stehenden Daten aus unterschiedlichen Anwendungsfällen und deren Nutzung. Werden solche Daten mithilfe umfassender Sensorik an realen Objekten gewonnen, so können mit Hilfe sogenannter digitaler Zwillinge neue Prognosemodelle entwickelt werden.
Genau das ist der Forschungsschwerpunkt im Projekt »RISK.twin«. Das Projekt ist Teil des Zentrums für Digitalisierung- und Technologieforschung der Bundeswehr (dtec.bw) und wird von beiden Universitäten der Bundeswehr in Hamburg und München als gemeinsames wissenschaftliches Zentrum getragen. Unter der Leitung von Prof. Alexander Popp haben sich neun Professorinnen und Professoren aus fünf Fakultäten der zwei Universitäten der Bundeswehr in München und Hamburg zusammengeschlossen.
Der Austausch zeigte das breite Portfolio an Forschungskonzepten auf: praxisnahe Themen wie Structural Health Monitoring von Brücken oder Sektorenkopplung von Abwasserversorgung und Energiemanagement treffen bei »RISK.twin« auf Aspekte der mathematischen Modellbildung und Simulation, des physik-informierten maschinellen Lernens und der Modellreduktion und werden gleichzeitig von Fragestellungen der Kommunikation durch Virtual Reality (VR)-Lernumgebungen, der Nutzerakzeptanz und der Einbindung digitaler Zwillinge in politische Entscheidungsprozesse flankiert. Das Team um Prof. Popp leistet durch seine neuen Forschungsimpulse somit einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der digitalen Souveränität Deutschlands.
RISK.twin beim Forschungszentrum dtec.bw: www.dtecbw.de/risk-twin
Institut für Mathematik und Computergestützte Simulation: www.unibw.de/imcs
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Alexander Popp
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