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Der rasche Fortschritt der Informationstechnik in Verbindung mit der Mikrosystemtechnik führt zu leistungsfähigeren softwareintensiven eingebetteten Systemen und integrierten Anwendungen. Diese Systeme vernetzen sich zunehmend untereinander sowie mit Daten und Diensten im Internet, was intelligente Lösungen ermöglicht. Mithilfe von Sensoren und Aktoren werden physikalische Prozesse erfasst und mit der virtuellen Softwarewelt verbunden, um sie in Interaktion mit Menschen zu überwachen und zu steuern. Dadurch entstehen Cyber-Physical Systems, die umfassend betrachtet werden, einschließlich der damit verbundenen Herausforderungen. Die Relevanz für Wirtschaft und Gesellschaft ist enorm: Revolutionäre Anwendungen adressieren technische und gesellschaftliche Trends und durchdringen immer mehr Lebensbereiche. Dazu gehören erweiterte Mobilität, intelligente Städte, integrierte telemedizinische Versorgung, Sicherheit sowie vernetzte Produktion und Energiewandel. Es wird aufgezeigt, welche Technologien die Grundlage dieser Systeme bilden und welches Innovationspotenzial sie bieten. Zudem werden wichtige Forschungs- und Handlungsfelder identifiziert. Anhand von Zukunftsszenarien werden zentrale Anwendungsdomänen wie integrierte Mobilität, Telemedizin und intelligente Energieversorgung dargestellt, wobei sowohl Chancen als auch Risiken für Deutschland durch Cyber-Physical Systems deutlich werden.