Eine umfassende Erneuerung aller maroden Brücken in Deutschland ist wegen der großen Anzahl und des Mangels an qualifizierten Fachkräften in überschaubarer Zeit kaum realisierbar. Umso wichtiger werden datengetriebene Verfahren der Bauwerksüberwachung sowie eine „intelligente“ Nutzung bestehender Tragstrukturen. Die Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) hat deshalb im April das Lehrprojekt „KI-gestützte Analyse bestehender Tragstrukturen“ gestartet.
Nach Ansicht der Frankfurt UAS sind derartige Lerninhalte im Bauingenieurwesen bislang jedoch nur unzureichend verankert. Genau hier setzt das neue Lehrprojekt an: Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Steven R. Lorenzen, Professor für Künstliche Intelligenz im Bauwesen, wird ein praxisnahes Lehrangebot entwickelt, das Studierende gezielt auf zukünftige Anforderungen im Bereich Smart Infrastructure vorbereitet. Im Fokus stehen Bauwerksmonitoring, Sensordatenanalyse und der Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI). Das Projekt wird über einen Zeitraum von zwei Jahren aus Mitteln des Förderprogramms „Freiraum 2026“ der „Stiftung Innovation in der Hochschullehre“ gefördert.
„KI-gestützte Bauwerksüberwachung erfordert ein integrales Verständnis von Tragwerksberechnung, Messtechnik und Maschinellem Lernen“, erklärt Lorenzen. „Es reicht nicht, diese Disziplinen isoliert zu beherrschen oder einfach zusammenarbeiten zu lassen. Die Berechnung und Nachrechnung von Tragwerken ist im Bauingenieurwesen obligatorisch, die anderen Bereiche haben in der Ausbildung für diesen Zweck aber noch nicht ausreichend Einzug gefunden. Das Besondere an unserem Konzept ist, dass Studierende den gesamten Prozess selbst durchlaufen: von der Konzeption des Sensorkonzepts über die Installation und Datenerfassung bis zum Trainieren eigener KI-Modelle.“
Strukturierter Projektaufbau mit klaren Meilensteinen
Das Projekt ist in mehrere aufeinander aufbauende Arbeitspakete gegliedert: In der ersten Phase wird ein flexibel anpassbares Tragwerksmodell konzipiert und realisiert, das gezielte und wiederholbare strukturelle Veränderungen ermöglicht. Parallel dazu erfolgt die Auswahl, Beschaffung und Integration moderner Messtechnik, sodass realitätsnahe Monitoring-Szenarien abgebildet werden können. Ab dem Wintersemester 2026/27 wird die darauf aufbauende Lehrveranstaltung im Modul „Ingenieurprojekt“ regelmäßig angeboten und in mehreren, didaktisch aufeinander abgestimmten Phasen durchgeführt – von der Entwicklung von Instrumentierungskonzepten über die praktische Umsetzung und Datenauswertung bis hin zur Anwendung von KI-Methoden.
Das Format soll kontinuierlich evaluiert werden: Rückmeldungen der Studierenden sowie Ergebnisse aus Lernstandserhebungen und Projektarbeiten sollen in die Weiterentwicklung des Moduls einfließen. Es ist geplant, das Modul im Projektverlauf zu überarbeiten und zu optimieren. Ziel ist es, die Qualität, Wirksamkeit und Praxisrelevanz des Lehrangebots nachhaltig zu sichern. Langfristig werden die im Projekt entwickelten Lehr- und Lernmaterialien modular aufbereitet, sodass sie auch in weiteren Lehrveranstaltungen eingesetzt werden können und zur Etablierung eines zukunftsorientierten Lehrschwerpunkts „KI im Bauwesen“ beitragen. Weitere Informationen >>>
Über das Förderprogramm Freiraum
Im Rahmen von „Freiraum“ fördert die „Stiftung Innovation in der Hochschullehre“ die Entwicklung und Erprobung von Ideen für die Lehre, die durch ihr Innovationspotenzial überzeugen. Im Mittelpunkt stehen Vorhaben, die Lernprozesse von Studierenden nachhaltig verbessern und Impulse für Veränderungen an Hochschulen setzen. In der Förderrunde „Freiraum 2026“ wurden 143 Projekte aus über 9.000 bundesweiten Einreichungen ausgewählt. Das Gesamtfördervolumen beträgt rund 46 Millionen Euro.