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Neue Sensorsysteme für das autonome Fahren und Fliegen

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Ein Forschungsverbund bestehend aus 27 Partnern entwickelt bis 2021 Sensorsysteme für das autonome Fahren und Fliegen. Die Basis hierfür bildet ein neuer Fertigungsansatz für Halbleiter, der maximale Energieeffizienz bei gleichzeitig hoher Rechenleistung der Komponenten ermöglichen soll.

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Der neue Fertigungsansatz für Halbleiter soll maximale Energieeffizienz bei gleichzeitig hoher Rechenleistung der Komponenten ermöglichen.
Der neue Fertigungsansatz für Halbleiter soll maximale Energieeffizienz bei gleichzeitig hoher Rechenleistung der Komponenten ermöglichen.
(Bild: Bosch)

Das Mobilitätsangebot in Metropolen wird immer vielfältiger. Menschen sind zu Fuß, auf dem Rad oder E-Bike, in Bussen und Bahnen, mit dem eigene Auto und künftig auch in autonomen Fahrzeugen unterwegs. Auch für Flugzeuge ergeben sich neue Möglichkeiten: In Ballungsräumen könnten autonome Flugtaxis oder Drohnen für den Transport von Personen oder zeitkritischen Waren und Medikamenten eingesetzt werden.

Alle diese Anwendungen erfordern leistungsfähige Sensoren und Steuersysteme, die gleichzeitig so energiesparend wie möglich arbeiten. Genau hier setzt das öffentlich geförderte Projekt OCEAN12 (Opportunity to Carry European Autonomous driviNg further with FDSOI technology up to 12nm node) an, in dem europaweit 27 Partner aus den Bereichen Halbleitertechnik, Elektronik, Luftfahrt- und Automobiltechnik zusammenarbeiten. Bosch leitet dabei das aus 14 Organisationen bestehende deutsche Konsortium. Gemeinsam entwickeln die Projektpartner bis Ende 2021 verschiedene, besonders energieeffiziente Komponenten, die die Umgebungsdaten von Fahrzeugen und Flugzeugen erfassen und verarbeiten können.

Dazu zählen Umfeldsensoren wie etwa Kameras, Lidar- oder Radarsensoren sowie Mikroprozessoren zur Verarbeitung der Daten. Die Elektronik wandelt die erfassten Daten in Steuerbefehle für nachgelagerte Komponenten um. Das können die Bremsen oder die Lenkung beim Auto sein oder auch die Steuerung des Antriebs bei einem Flugtaxi.

Umfangreiche Forschung nötig

Wesentliche Basis für die Entwicklung im Projekt OCEAN12 ist die sogenannte FD-SOI-Technologie (Fully Depleted Silicon On Insulator) des OCEAN12-Projektpartners Globalfoundries. Dahinter steckt ein Fertigungsansatz für Halbleiter, bei dem eine zusätzlich eingebrachte, sehr dünne Isolationsschicht im Chip die sogenannten Leckströme reduziert. Das verringert den Stromverbrauch und führt zu einer höheren Rechengeschwindigkeit.

Auf Basis dieser Technologie können die Partner des Forschungsverbundes anschließend Komponenten entwickeln, die maximale Energieeffizienz und hohe Rechenleistung optimal kombinieren. „Ziel des Projektes OCEAN12 ist, dass neue Sensorsysteme für zukünftige Mobilitätskonzepte bis zu 90 Prozent weniger verbrauchen als heutige Systeme“, sagt Dr. Tilman Glökler von Bosch, Koordinator des deutschen OCEAN12-Konsortiums. Zudem ermöglicht es die neue Technik, besonders kleine Sensorsysteme zu bauen, weil Sensoren einschließlich leistungsstarker integrierter Auswerteschaltungen auf einem sogenannten SoC (System on Chip) integriert werden. „Für das automatisierte Fahren und Fliegen sind energiesparende Sensorsysteme unabdingbar“, sagte Glökler.

Dimensionen von OCEAN12

Das Projekt OCEAN12 (Volumen 103,58 Millionen Euro) wird von der Europäischen Union und nationalen Organisationen gefördert. In Deutschland unterstützen das Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Freistaat Sachsen. Alle Förderer zusammen stellen im Projektzeitraum zwischen Mitte 2018 und Ende 2021 rund 48 Millionen Euro bereit. Zum deutschen Konsortium zählen neben Airbus, Audi, Bosch und Globalfoundries auch zahlreiche mittelständische Unternehmen sowie Forschungsinstitute und Universitäten.

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