Start-up SE3 Labs entwickelt räumliche KI
Wie autonome Systeme lernen, ihre Umgebung zu verstehen
Angefangen hat alles in einer Kletterhalle. Dort lernte Daniel Cremers, Professor für Bildverarbeitung und Künstliche Intelligenz an der Technischen Universität München (TUM), seinen späteren Mitgründer Lukas Köstler kennen. Kurz darauf begann Lukas Köstler als Doktorand am Lehrstuhl von Professor Cremers zu forschen; hier stieß auch Simon Klenk hinzu. Aus dieser Zusammenarbeit heraus entschlossen sich die drei, ihre Forschung in einem eigenen Unternehmen fortzuführen. Mit SE3 Labs verfolgt das Team das Ziel, Maschinen ein räumliches Verständnis ihrer Umgebung zu geben, damit sie darin – ähnlich wie generative KI im Umgang mit Sprache – eigenständig agieren können. Für ihr Start-up erhalten sie Unterstützung von UnternehmerTUM und den TUM Venture Labs.
Von visuellen Daten zum räumlichen Verständnis
„Unsere Technologie soll nicht nur erkennen, was auf einem Bild oder in einem Video zu sehen ist, sondern die dreidimensionale Welt auch wirklich verstehen, also wie Objekte, Gebäude, Straßen oder Geländeformen räumlich zueinander in Beziehung stehen“, sagt Daniel Cremers. Autonome Systeme wie Drohnen oder Roboter können dieses räumliche Verständnis nutzen, um sich selbstständig in ihrer Umgebung zu orientieren und zu handeln. Zudem lässt sich das digitale Abbild der Umgebung von Nutzerinnen und Nutzern analysieren und abfragen.
Unsere Technologie soll nicht nur erkennen, was auf einem Bild oder in einem Video zu sehen ist, sondern die dreidimensionale Welt auch wirklich verstehen.
Entrepreneurship
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Die Software verarbeitet Sensordaten in Echtzeit zu einem kontinuierlich aktualisierten, dreidimensionalen Modell der Umgebung. Geländeprofile, Höhenunterschiede und relevante Objekte werden mit hoher Genauigkeit erfasst und lokalisiert. Hierbei werden Methoden großer Sprachmodelle mit Computer Vision kombiniert – also Verfahren, mit denen Maschinen lernen, visuelle Informationen ähnlich wie Menschen zu erkennen und zu verstehen.
Anwenderinnen und Anwender können, wie bei einem Chatbot, Fragen zu diesen räumlichen Daten stellen. Bei der Stadtplanung kann das Tool beispielsweise helfen, herauszufinden, wie viele Solarmodule auf bestehenden Dachflächen Platz fänden oder wie viele Parkplätze in einem bestimmten Viertel zur Verfügung stehen.
Fokus auf Einsatz in Krisen- und Kriegsgebieten
„Besonders relevant ist unsere Technologie aber in Situationen, in denen aktuelle Informationen über die Umgebung entscheidend sind, etwa in Krisen- und Kriegsgebieten. Autonome Systeme wie Drohnen können in diesem Fall oft nicht eingesetzt werden, da sie auf GPS-Signale angewiesen sind, die in diesen Gebieten häufig nicht verfügbar sind“, sagt Lukas Köstler.
Besonders relevant ist unsere Technologie aber in Situationen, in denen aktuelle Informationen über die Umgebung entscheidend sind, etwa in Krisen- und Kriegsgebieten.
Genau hier setzt das Team von SE3 Labs an, denn das Navigationssystem von SE3 ermöglicht eine präzise autonome Navigation auch in Umgebungen ohne GPS-Signal. Dabei erstellt das System fortlaufend ein eigenes räumliches Lagebild der Umgebung, sodass Veränderungen im Gelände oder Einsatzraum in Echtzeit berücksichtigt werden.
Auf Basis des gleichen 3D-Lagebilds können Einsatzkräfte anschließend gezielte Fragen stellen: Wie viele bestimmte Objekte befinden sich in einem Gebiet? Welche Straßen sind befahrbar? Wo hat sich die Umgebung seit der letzten Erfassung verändert? Die Technologie soll dabei helfen, große und unübersichtliche Gebiete schneller und präziser zu analysieren. Langfristig sieht SE3 Labs Einsatzmöglichkeiten in vielen Bereichen: von Verteidigung und Sicherheit über Smart Infrastructure und Bauwesen bis hin zu industriellen Anwendungen.
Künstliche Intelligenz
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Das Innovationsökosystem mit der TUM im Mittelpunkt gilt als einer der erfolgreichsten Deeptech-Hubs in Europa. Seine besonderen Stärken sind sein starkes, vielfältiges Netzwerk und die äußerst spezifische Förderung. In Initiativen und Co-Labs arbeiten Start-ups mit etablierten Unternehmen, Fachleuten, Investorinnen und Investoren und Verwaltung an Innovationen.
TUM und UnternehmerTUM, das Zentrum für Innovation und Gründung, unterstützen Gründungsteams mit Programmen, die exakt auf die einzelnen Phasen der Gründung und die Teams zugeschnitten sind. Auf zwölf Technologiefeldern bieten die TUM Venture Labs eine unmittelbare Anbindung an die Spitzenforschung, technische Infrastruktur und Marktexpertise. Pro Jahr werden mehr als 100 Unternehmen an der TUM gegründet und mehr als 1.000 Start-up-Teams von UnternehmerTUM und den Venture Labs unterstützt. UnternehmerTUM, das mit einem eigenen Venture-Capital-Fonds investiert, wurde von der Financial Times dreimal zu Europas bestem Gründungszentrum gewählt.
Technische Universität München
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Kontakte zum Artikel:
Prof. Daniel Cremers
Technische Universität München
Professor für Bildverarbeitung und Künstliche Intelligenz
cremers@tum.de
