FRACTAL
Kognitiver Edge-Knoten für Edge-Computing - Entwurf und Aufbau eines zuverlässigen Rechenknotens, der einen kognitiven Edge schafft, der den Industriestandards entspricht. Dieser Knoten fungiert als skalierbarer Baustein für IoT-Systeme, von Low-Power- bis hin zu Hochleistungs-Edge-Knoten. Seine kognitiven Fähigkeiten beruhen auf einer internen und externen Architektur, die in der Lage ist, seinen internen Zustand und die ihn umgebende Welt vorherzusagen, so dass er lernen und seine Leistung unter Unsicherheit verbessern kann. Wenn diese Knoten in ein fraktales Netzwerk integriert werden, verleihen sie dem Randbereich Autonomie, Anpassungsfähigkeit und emergente Funktionen und erleichtern die nahtlose Interaktion zwischen der physischen Welt und der Cloud.
Beschreibung
FRACTAL befasst sich mit der Herausforderung des industriellen Edge Computing, das Zeitvorhersagbarkeit, Zuverlässigkeit, Energieeffizienz und Sicherheit erfordert. Das Projekt zielt darauf ab, einen offenen, sicheren, zuverlässigen und energieeffizienten kognitiven Edge-Knoten zu schaffen, der als Baustein für ein skalierbares IoT von intelligenten Niedrigenergiesystemen bis hin zu Hochleistungs-Edge-Knoten dient. Die Kognitivität wird durch KI-gestützte Architekturen erreicht, die es dem Knoten ermöglichen, sich in Echtzeit an Veränderungen anzupassen und seine Leistung trotz Unsicherheiten in der Umgebung zu verbessern. Diese Knoten werden in ein fraktales Edge-Netzwerk integriert, das Sicherheit, Anpassungsfähigkeit und emergente Funktionen bietet und eine Brücke zwischen der physischen Welt und der Cloud schlägt.
Schwerpunktthemen/Bereiche
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Offene, sichere, stromsparende kognitive Edge-Knoten mit KI-gesteuerter Anpassung in einem fraktalen Edge-Netz.
Methodik
FRACTAL verfolgt eine bahnbrechende, schichtenübergreifende Methodik. Das Projekt nutzt modernste Mikroelektronik, Hochleistungsprozessoren und KI-Techniken, um eine modulare, offene Referenzarchitektur für kognitives Edge Computing zu entwickeln. Eine modulare, offene Referenzarchitektur ermöglicht die Auswahl und Konfiguration von Komponenten je nach Anwendungsbedarf und wird durch den FRACTAL-Systemkonfigurator visualisiert. Zu den Hardware-Fortschritten gehört eine hierarchische, adaptive, zeitgesteuerte Multicore-Architektur (HATMA), die eine Anpassung bei gleichzeitiger Berücksichtigung von Sicherheits-, Stromversorgungs- und Umweltszenarien ermöglicht; sie nutzt ein adaptives, zeitgesteuertes Netzwerk auf dem Chip (ATTNoC) für die Anpassung der Zeitplanung. Ein KI-basierter Metascheduler unterstützt eine zuverlässige, zeitkritische Planung und Laufzeitanpassung. Der Software-Stack nutzt Microservices und bietet Dateneingabe, Speicherung, Orchestrierung und containerisierte ML-Modellserver; dies gewährleistet dieselbe offene Architektur für Low-, Mid- und High-End-Edge-Knoten. FRACTAL hat seine Methodik anhand von acht realen Anwendungsfällen validiert und dabei die modulare Architektur und die KI-Fähigkeiten in verschiedenen Bereichen demonstriert
