Motivation
Zukünftige digitale Kommunikationsnetzwerke werden eine enorme Anzahl intelligenter Geräte miteinander verbinden. Jedes Netzwerk verfügt jedoch nur über begrenzte Ressourcen für den Betrieb. Bei kleinen Netzwerken treffen zentrale Instanzen die Entscheidungen über die effiziente Vergabe der Ressourcen. In sehr großen Netzwerken verhindert die extrem große Anzahl von Geräten und deren Eigenschaften eine effiziente zentralisierte Steuerung. Darüber hinaus verkomplizieren ökonomische Aspekte neben der Datensicherheit, der Zuverlässigkeit und des Datenschutzes, eine einzelne Instanz zur Netzwerksteuerung zu bestimmen. Weil die Geräte miteinander interagieren, besteht eine Lösung für diese Herausforderung darin, den Geräten eigene Entscheidungen für die Steuerung zu ermöglichen. Dies kann jedoch zu Konflikten, Unsicherheit und Ineffizienz führen. Die Frage ist also, wie die verteilte Entscheidungsfindung gestaltet werden kann, so dass die Stabilität, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz von Netzwerken gewährleistet wird.
Ziele und Vorgehen
Langfristig bestimmen die Entscheidungsrichtlinien der beteiligten Geräte nicht nur deren eigene Leistungsfähigkeit im Hinblick auf einen bestimmten Nutzen, sondern auch die Gesamteffizienz des Netzwerkes, die Fairness sowie die Stabilität und die Zuverlässigkeit. Das zentrale Projektziel besteht darin, ein theoretisches und dennoch anwendungsorientiertes KI-Framework zu entwickeln, das in verschiedenen Anwendungskontexten genutzt werden kann, um die Herausforderungen der verteilten Entscheidungsfindung zu bewältigen,. Als Anwendungsbeispiel werden im Projekt wichtige Ausführungsformen drahtloser Kommunikationsnetze herangezogen. Die Ergebnisse der theoretischen Untersuchungen lassen sich jedoch auch auf andere wichtige Anwendungsfelder übertragen.
Innovationen und Perspektiven
Das Arbeitsprogramm umfasst sechs Arbeitspakete: Vier Arbeitspakete befassen sich mit den theoretischen Grundlagen der Entscheidungsfindung in Netzwerken. Hier besteht die Hauptaufgabe darin, Entscheidungsrichtlinien zu entwickeln, die die Effizienz, Stabilität und Zuverlässigkeit der Netzwerke gewährleisten. In zwei weiteren Arbeitspaketen geht es um die in diesem Projekt betrachtete Anwendung, nämlich die gemeinsame Nutzung von Frequenzen in drahtlosen Netzwerken. Hier wird die entwickelte Theorie angewendet, um eine verteilte Steuerung in drahtlosen Netzwerken zu realisieren und zu evaluieren. Um mögliche anwendungsbezogene Einschränkungen und Leistungsgrenzen zu untersuchen, wird ein Testsystem entwickelt, das aus intelligent agierenden drahtlos kommunizierenden Geräten besteht. Die Projektleiterin forscht seit einigen Jahren an der Optimierung von sogenannten Multi-Agentennetzwerken (Netzwerke aus unabhängig agierenden Geräten oder Einheiten).