Verbundprojekt: KI-gestützte Entwicklung funktionaler Lebensmittel und Nutrazeutika. Teilprojekt: Entwicklung und Implementierung von KI-gestützten Datenanalyseverfahren und maschinellen Lernmodellen

Ziel des ARCANA Gesamtvorhabens ist die die Entwicklung einer KI-basierten Plattform zur Unterstützung der Herstellung von funktionellen Lebensmitteln und Nutrazeutika. Dies wird durch den Einsatz eines KI-gestützten Datenanalyseverfahrens erreicht, das auf maschinelle Lernmodelle und mehrschichtige neuronaler Netze (Deep Neural Networks) basiert. Durch die Anwendung von überwachtem Lernen (Supervised Learning) und generativer KI (Generative AI) vor dem Hintergrund eines dezentralen Lernansatzes, zielt ARCANA darauf ab, Wirk- und Inhaltsstoffe vorherzusagen. Dies wiederum befördert die Erschließung neuer Ansätze bei der Formulierung von Lebensmitteln und Nutrazeutika. Das Teilvorhaben von Pumacy beschäftigt sich insbesondere mit der Implementierung eines KI-basierten Data Analytics Frameworks. Dies beinhaltet die Entwicklung eines geeigneten Datenanalyseverfahrens und der notwendigen Machine Learning Modelle auf Grundlage von überwachtem Lernen und generativen KI-Modellen. Darüber hinaus wird eine dezentrale Infrastruktur auf Basis von Federated Machine Learning (FedML) aufgebaut, die eine kooperative Verarbeitung Lebensmittel-relevanter Daten ermöglicht. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit ist es vorgesehen, ein Blockchain-Netzwerk als Bestandteil der FedML Infrastruktur einzubinden. Ein weiterer Bestandteil des Teilprojektes ist das Testen und Validieren des Systems unter realen Bedingungen. Die gewonnen Erkenntnisse werden herangezogen um zu einer Optimierung der Gesamtlösung zu gelangen. In diesem Kontext ist es ebenfalls vorgesehen, die Skalierungspotenziale einzelner technischer Module bzw. der Gesamtplattform im Hinblick auf die Übertragbarkeit auf andere Anwendungen zu analysieren.