CeBIT: EU-Projekt ASCENS stellt Forschungsergebnisse zu autonomen Systemen vor

Die Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Zimory und die Karls-Universität Prag wollen als Partner des EU-Projekts ASCENS (Autonomic Service-Component Ensembles) auf der CeBIT in Hannover die Ergebnisse ihrer Forschungen zu autonomen Systemen vorlegen. Zudem werden sie vom 16. bis 20. März auf dem Stand Bayern Innovativ (Halle 9, Stand A40) verschiedene Anwendungsszenarien vorstellen.

Das ASCENS-Projekt läuft seit vier Jahren und endet offiziell am 31. März 2015. In seinem Rahmen entwickelten 14 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft unter der Leitung des Instituts für Informatik der LMU neue Verfahren, Sprachen und Tools zum Aufbau autonomer Systeme. Dafür arbeiteten die Partner aus sechs EU-Ländern in drei verschiedenen Fallstudien zu Roboter-Schwärmen, E-Mobility Software und autonomen Cloud-Computing-Plattformen.

Zu Ensembles zusammengeschlossene Roboter sollen untereinander kommunizieren, um etwa Hindernisse zu überwinden (Bild: Francesco Mondada und Michael Bonani/CC BY-SA 3.0).

Ausgangspunkt des Projekts war die zunehmende Zahl von Systemen, die sich in einer für sie unbekannten Umgebung befinden. Die Fallstudie zur Robotik befasste sich mit dem theoretischen Szenario, dass selbständige Roboter in einem Katastrophengebiet Menschen retten sollen. Der erarbeitete Ansatz sieht vor, dass sich dafür mehrere Roboter zu sogenannten Ensembles zusammenschließen und anschließend untereinander Umgebungsinformationen wie die Lage eingestürzter Treppenhäuser austauschen und andere über Hindernisse bei der Suche nach Verletzten informieren. „Damit diese Roboter-Ensembles nicht anfangen Treppen neu aufzubauen, sondern ihren eigentlichen Auftrag priorisieren, entwickelten wir Methoden und Techniken für Konstruktionsprinzipien von autonomen Systemen“, erklärt Martin Wirsing, Vizepräsident der LMU und Projektleiter.

Ähnlich wie bei den Roboter-Schwärmen untersuchte die Fallstudie zur Elektromobilität ebenfalls den Informationsaustausch. Unter dem Schlagwort Car-to-Car- und Car-to-X-Kommunikation sollen sich Autos beispielsweise innerhalb einer größeren Stadt untereinander über gemeinsame Ziele wie Tankstellen oder Parkplätze informieren. Ist beispielsweise ein Parkdeck bei Ankunft eines Autos voll, sucht das System bereits vorab automatisch nach einer passenden Alternative. In dieser Fallstudie sind Fahrer, Fahrzeug und Infrastruktur-Entitäten wie Parkplätze oder Ladesäulen als autonome Komponenten definiert, die miteinander interagieren. Hier sollen die im ASCENS-Projekt formulierten Methoden und Werkzeuge eine effektive Koordination der Fahrzeuge ermöglichen.

Für die Fallstudie zu dynamischen Cloud-Computing-Umgebungen arbeitete die LMU mit dem Berliner Unternehmen Zimory zusammen, das auf den Aufbau und die Orchestrierung von Cloud-Plattformen spezialisiert ist. Dabei gingen die Projektpartner folgenden Fragen nach: Was passiert, wenn ein Master-System, das die Cloud aufbaut und Ressourcen dafür bereitstellt, aufgrund eines Angriffs ausfällt? Welche Möglichkeiten gibt es in diesem Fall, die Cloud weiter aufrechtzuerhalten?

Einen Lösungsansatz fanden sie im Volunteer-Computing. Dahinter steht der Gedanke, dass sich verschiedene Nutzer zusammenschließen und ihre eigenen Ressourcen der Cloud zur Verfügung stellen. Dadurch entsteht eine Dynamik, die es einzelnen Nutzern erlaubt, sich jederzeit abzumelden oder hinzuzuschalten. Scheidet das Master-System aus, übernimmt ein anderer Teilnehmer automatisch diese Rolle. Solange mindestens ein Partner aktiv ist, bleibt die Cloud bestehen.

In einem Praxistest baute die LMU mit weiteren an ASCENS beteiligten Universitäten eine Wissenschafts-Cloud basierend auf einer Management- und Orchestration-Plattform von Zimory auf. Durch das Zu- und Abschalten von Teilnehmern überprüften sie die Anforderungen wie Speicherkapazitäten oder Einhaltung von Service Level Agreements (SLAs) an solche dynamischen Cloud-Umgebungen.