Auf der Suche nach einer Pionieranwendung im Bereich autonomes Fahren wurden die Entwickler des Forschungsprojektes CHARM (Challenging Environments Tolerant Smart Systems for IoT and AI) in einer Branche fündig, an die viele nicht als erstes denken würden: ein autonom arbeitendes Bergbaufahrzeug. Mit diesem herausfordernden Anwendungsfall konnte sichergestellt werden, dass ein zuverlässiges Konzept vorliegt, welches für alle anderen Anwendungen im Bereich autonomes Fahren ebenfalls genutzt werden kann.
Im Bereich Bergbau werden autonom fahrende Maschinen wie Mega-Lkw täglich eingesetzt – und das unter schwierigen Umgebungsbedingungen wie große Temperaturschwankungen, Staub oder Feuchtigkeit. Das stellt hohe Anforderungen an die eingesetzten Komponenten, insbesondere auch an die Elektronik. Lösungen für diese Herausforderungen zu finden ist das Ziel des CHARM-Forschungsprojektes, an dem auch Leiterplattenhersteller AT&S beteiligt ist. Unternehmen und Forschungsreinrichtungen aus zehn verschiedenen Ländern arbeiten hier gemeinsam an der Entwicklung von leistungsfähigen Rechnermodulen. Diese sollen in vollautonomen Bergbaufahrzeugen zum Einsatz kommen.
Der Beitrag von AT&S ist es, ein robustes und widerstandsfähiges Verbindungskonzept für einen Hochleistungsrechner-Chip zu entwickeln. In der Konzeptentwicklungsphase wird ein Mess-Chip genutzt, um die Systemstabilität und Zuverlässigkeit überprüfen und validieren zu können. In einer späteren Phase wird dieser Chip durch einen Hochleistungs-Prozessor ersetzt, der in ein Substrat – dem Übersetzer zwischen den Strukturen der Leiterplatte und den Nanostrukturen des Mikrochips – eingebettet wird. So wird bei einem hohen Miniaturisierungsgrad eine hohe Datenverarbeitungs-Geschwindigkeit ermöglicht. Erst dadurch wird es möglich, dass die Bergbaumaschinen komplexe Tätigkeiten autonom verrichten können und durch die stabile Bauweise gleichzeitig ein hohes Maß an Betriebssicherheit garantiert wird.
Die Entwicklungsarbeit fokussiert sich zwar auf den Bergbau, dennoch sind die Ergebnisse der Arbeit auch für das automatisierte Fahren für Pkw und Lkw nutzbar. Hier gibt es bereits erste Kooperationen mit der Automobilzulieferindustrie, die ebenso hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit unter unterschiedlichen Umweltbedingungen für systemrelevante Teile verlangt.
Das auf drei Jahre angelegte CHARM-Projekt wird im Rahmen der ECSEL- (Electronic Components and Systems for European Leadership) Initiative umgesetzt. Die von der EU initiierte Public-Private-Partnership verfolgt das Ziel, Innovationen bei elektronischen Komponenten und Systemen zu forcieren und die Wettbewerbsfähigkeit Europas im Zeitalter der digitalen Wirtschaft zu verbessern.
An dem Projekt arbeiten 37 Partner aus zehn europäischen Ländern mit einem Gesamtbudget von 29 Mio. €. Die Co-Finanzierung erfolgt über ECSEL, EU-Horizont 2020, die nationalen Finanzierungsagenturen der teilnehmenden Länder und die Konsortialpartner. Die Partner kommen aus Österreich, Belgien, der Tschechischen Republik, Finnland, Deutschland, Italien, Lettland, den Niederlanden, Polen und der Schweiz.
