26.08.2025
KI

Neuromorphic Computing: JKU, SAL und SCCH machen KI effizienter und schneller

Neuromorphic Computing ist eine neue Technologie, um Künstliche Intelligenz (KI) zu verbessern. Das Ziel ist es, KI energiesparender und schneller zu machen. Seit drei Jahren arbeiten das Institut für Signalverarbeitung der Johannes Kepler Universität Linz (JKU), die Silicon Austria Labs (SAL) und das Software Competence Center Hagenberg (SCCH) dafür eng zusammen.
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Neuromorphic
© JKU Lunglmayr - (v.l.n.r.) Thomas Buchegger (SAL), Bernhard Moser (SCCH/JKU), Michael Lunglmayr (JKU).

Das menschliche Gehirn verarbeitet Informationen nicht als Bits, sondern nutzt Impulse (kurze elektrische Signale oder Spikes). Entscheidend ist dabei, wann so ein Impuls auftritt – denn der exakte Zeitpunkt überträgt die eigentliche Information. Dadurch kann das Gehirn mehr und komplexere Informationen pro Signal transportieren, als ein digitales Bit, das nur „0“ oder „1“ kennt. Die Zeit zwischen den Spikes enthält deutlich mehr Informationsgehalt, und das macht diese Methode effizienter für bestimmte Aufgaben – zum Beispiel um Muster oder Abläufe in Echtzeit zu erkennen. In der Technik werden solche Konzepte im „Neuromorphic Computing“ (NC) durch sogenannte Spiking Neural Networks (SNN) nachgebildet.

„Unser Ziel ist es, Systeme zu entwickeln, die biologische Strukturen und Prozesse nachbilden – mit minimalem Energiebedarf und maximaler Reaktionsfähigkeit“, erklärt Bernhard A. Moser, Technology and Innovation Manager am SCCH. „Einsatzbereiche sind u. a. Robotik, Medizintechnik oder Umwelt-Monitoring.“

Vorurteile bei Neuromorphic Computing

Trotz des zunehmenden Interesses an Neuromorphic Computing halten sich, laut den Forschern, nach wie vor einige hartnäckige Vorurteile, wie z.B. dass man teure, spezielle Hardware brauche, dass es langsamer sei als klassische Verfahren oder dass es an industrieller Reife fehle. „Wir zeigen, dass viele dieser Annahmen überholt sind. Erstens bietet NC nicht nur enormes Potential im Hinblick auf Energieeffizienz, sondern auch in Sachen Geschwindigkeit. Zweitens demonstrieren wir, dass NC keineswegs auf spezielle analoge Hardware beschränkt ist, sondern auch gewinnbringend auf Standard-Hardware-Plattformen eingesetzt werden kann“, sagt Thomas Buchegger, Standortleiter von SAL in Linz.

Eine neue Studie scheint das an einem Beispiel aus der Medizin zu bestätigen: Forschende der Johannes Kepler Universität (JKU), der SAL, des SCCH und der TU Graz haben gemeinsam untersucht, wie sich EKG-Daten effizienter erfassen und verarbeiten lassen. Dabei konnten sie über 80 Prozent der Datenmenge einsparen, ohne dass die Qualität der Analyse leide – mit weniger Speicherbedarf bei gleicher Genauigkeit.

Weltrekord und Patent

Seit Beginn ihrer Kooperation konnten die Partner zudem einige Erfolge erzielen:

Weltrekord
Mit einem neuen Demonstrator haben Forschende erfolgreich gezeigt, wie man sogenannte Spiking Neural Networks (SNN) – eine besondere Art von künstlichen neuronalen Netzwerken – besonders schnell auf gängigen FPGA-Systemen betreiben kann. FPGA steht für „Field Programmable Gate Array“ und beschreibt einen flexiblen, anpassbaren Computerchip, der häufig in der Technik eingesetzt wird.

„Mit unserem Verfahren können wir über 2,5 Millionen Bilder pro Sekunde verarbeiten – das ist mehr als 100 Mal schneller als bisherige Systeme mit der gleichen Hardware und den gleichen Daten“, erklärt Michael Lunglmayr vom Institut für Signalverarbeitung der JKU. „Zudem arbeitet unser System sehr energiesparend und erreicht eine Effizienz von mehr als drei Millionen Bildern pro Sekunde pro Watt.“

Patent angemeldet
Eine neue Erfindung zur besonders energiesparenden Datenerfassung wurde zudem bereits zum Patent angemeldet. Dabei kommen neuromorphe Prinzipien zum Einsatz, die von der Funktionsweise des menschlichen Gehirns inspiriert sind.

Organisation eines internationalen Wettbewerbs
Im September 2025 findet in Alaska die wichtige IEEE-Konferenz zur Bildverarbeitung (ICIP) statt. Dabei organisiert das Forschungsteam einen internationalen Wettbewerb unter dem Motto „Wenig Energie, hohe Geschwindigkeit“. Ziel ist es, die besten Lösungen für eine besonders sparsame und schnelle KI zu finden.

Moser dazu: „Wir freuen uns sehr auf die Challenge. Die große Resonanz aus der Fachwelt zeigt, wie viel Kreativität und Innovationsgeist in diesem Bereich stecken.“

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Mit Silverstar Railways hat sich der ehemalige ÖBB-Lokführer Patrick Kröll selbstständig gemacht. Ohne externe Investoren baute er ein Geschäft mit Dienstleistungen für andere Bahnbetreiber auf. Ab Mai 2027 soll ein eigener Reisezug ins Salzkammergut folgen.
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Gründer und CEO von Silverstar Railways: Patrick Kröll | (c) Lea Baumgartner / brutkasten

Langsam nimmt das Büro von Silverstar Railways im vierten Wiener Gemeindebezirk Form an. Einige Arbeitsplätze sind bereits eingerichtet, auch ein Besprechungsraum steht bereit. In den großzügigen Altbauräumen ist außerdem Platz für ein weiteres Vorhaben: einen Lokführersimulator. Denn Gründer Patrick Kröll will künftig nicht nur Züge betreiben, sondern auch selbst Lokführer:innen ausbilden.

Seine Begeisterung für die Eisenbahn reicht bis in die Kindheit zurück. Gemeinsam mit seinem Großvater verbrachte er Stunden am Bahnhof und beobachtete die ein- und ausfahrenden Züge. Dass er einmal ein eigenes Bahnunternehmen führen würde, hätte der heute 33-Jährige weder als Kind noch als Lokführer bei den ÖBB gedacht.

Beruflich führte ihn sein Weg zunächst in die Gastronomie. Nach einer Lehre zum Hotel- und Gastgewerbeassistenten arbeitete er auf Saison und leistete anschließend Zivildienst bei der Rettung. Zum Lokführer wurde er schließlich eher zufällig: Kröll bewarb sich gleichzeitig bei der Berufsrettung, der Polizei und den ÖBB. Letztere meldeten sich zuerst.

Eine Marktlücke auf Schiene

Bei den ÖBB arbeitete Kröll zunächst als Lokführer, später in der Disposition und Ausbildung. Während der Coronapandemie wechselte er zum privaten Bahnbetreiber RegioJet und half als Operations Manager, dessen österreichischen Betrieb aufzubauen. Durch seine Erfahrungen hatte Kröll eine Marktlücke erkannt: Vielen Bahnbetreibern fehlt es an qualifiziertem Personal und Unterstützung bei der Organisation ihrer Verkehre. Im August 2024 gründete er deshalb Silverstar Railways.

Das Wiener Unternehmen beschäftigt Lokführer:innen, die für andere Eisenbahnunternehmen Züge fahren. Hinzu kommen Dienstleistungen wie Disposition und die Planung von Verkehrskonzepten. Besonders im Güterverkehr, wo kurzfristige Änderungen und lange Verspätungen den Alltag prägen, sei Flexibilität gefragt. Im Frühjahr 2026 nahm Silverstar außerdem zwei geleaste Lokomotiven in seinen Fuhrpark auf. Kund:innen können damit sowohl Personal als auch Lokomotiven buchen.

Ohne Investoren zur eigenen Bahn

Kröll verfolgt dabei einen schrittweisen Ansatz. Ein Eisenbahnunternehmen zu gründen, sei mit hohen Kosten verbunden, lange bevor überhaupt der erste Zug fahren könne. Deshalb baute er zunächst das Dienstleistungsgeschäft auf und arbeitete parallel an den erforderlichen Genehmigungen. „Wir haben im B2B-Bereich zuerst Geld verdient, bevor wir es investiert haben“, erklärt er.

Nach eigenen Angaben war Silverstar bereits im ersten Geschäftsjahr profitabel. Für 2026 erwartet Kröll aufgrund größerer Investitionen allerdings ein negatives Jahresergebnis. Das operative Geschäft sei weiterhin positiv. Bislang finanziert sich Silverstar ohne externe Investoren. Dass das so lange möglich sein würde, habe ihn selbst überrascht. „Ich habe mir gedacht, dass wir früher an Investoren denken müssen.“

Seit September verfügt Silverstar über die Voraussetzungen für einen eigenständigen Bahnbetrieb in Österreich. Den ersten Zug auf eigener Lizenz führte das Unternehmen bereits ein Monat später durch. Für den Wiener Sonderzuganbieter B&B Blue Train übernahm Silverstar die Beförderung eines Charterzugs mit einer Reisegruppe von Wien bis zum Grenzbahnhof Spielfeld.

Am 23. Oktober 2026 fuhr Silverstar Railways erstmals unter eigener Lizenz von Wien nach Spielfeld. | (c) Silverstar Railways

Ein Zug, der bewusst langsamer fährt

Ab Mai 2027 soll mit dem STAR-Blue Train das nächste Geschäftsfeld folgen: ein touristischer Reisezug zwischen Wien und dem Salzkammergut. Von Mai bis September sind zunächst dienstags und donnerstags jeweils eine Hin- und Rückfahrt geplant. „Wir sehen uns nicht als Wettbewerb zur ÖBB oder zur Westbahn“, betont Kröll. Während die großen Anbieter auf schnelle Verbindungen setzen, will Silverstar das Reisen selbst wieder zum Erlebnis machen.

Der STAR-Blue Train soll deshalb bewusst rund eine Stunde länger unterwegs sein als bestehende Verbindungen. Geplant sind ältere, komfortable Personenwagen, Service am Platz und frisch zubereitete Mahlzeiten. Die Wagen und das Servicepersonal stellt B&B Blue Train bereit, Silverstar verantwortet den Bahnbetrieb.

Für die erste Saison kalkuliert Kröll mit rund 10.000 Fahrgästen bei 88 geplanten Zugfahrten und durchschnittlich 200 bis 210 Sitzplätzen. Ob die Rechnung aufgeht, muss sich erst zeigen. Die Ticketpreise seien bereits kalkuliert und sollen sich ungefähr am Niveau der ersten Klasse der ÖBB orientieren. Ende November soll eine eigene Buchungsplattform online gehen.

Zwischen Personalmangel und großen Zukunftsplänen

Eine Herausforderung bleibt der Personalmangel. Kröll schätzt, dass österreichweit 400 bis 500 Lokführer:innen fehlen. Die ÖBB erhöhten 2025 ihre jährlichen Ausbildungskapazitäten von 480 auf 640 Plätze. Hinzu kommt, dass Lokführer:innen auch nachts und am Wochenende gebraucht werden, was die Personalsuche zusätzlich erschwert. Silverstar will deshalb ab 2027 selbst Lokführer:innen ausbilden. Der dafür geplante Simulator soll im neuen Wiener Büro Platz finden.

Auch darüber hinaus hat Kröll große Pläne. Langfristig denkt er über internationale Verbindungen und einen Einstieg in den regionalen Personenverkehr nach. „Wir haben gewisse Pläne in den Schubladen liegen, die wir zur richtigen Zeit einfach rausziehen“, sagt er. Welche davon umsetzbar sind, hängt auch von den regulatorischen Bedingungen in Österreich ab.

Bei allen Zukunftsplänen ist der Gründer seiner ursprünglichen Leidenschaft treu geblieben. Ein- bis zweimal pro Woche sitzt er nach eigenen Angaben weiterhin selbst im Führerstand. „Ich selbst fahr irrsinnig gern“, sagt er.

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