Smarte Systeme
für Mensch und Technik

Projekte

Die Forschungsgruppe User Interface Design and Technology arbeitet an neuen Interaktionsparadigmen und -technologien, die durch die verschwimmenden Grenzen zwischen virtueller Darstellung von Inhalten und realen Gegenständen notwendig werden. Zukünftige digitale Systeme werden dabei stärker als Anreicherung der realen Alltagsumgebung mit smarten Objekten wahrgenommen.

Um mit derartigen smarten Objekten interagieren zu können, werden neue Prinzipien für das stabile Erkennen von natürlichen Interaktionsformen entwickelt. Smarte Objekte benötigen zudem eine neue virtuelle und reale Materialität und müssen außerdem die Interaktionshistorie bzw. Kommunikationsperspektive berücksichtigen, um harmonisch in die Alltagsumgebung des Nutzers integriert werden zu können.

In einzelnen Forschungsprojekten werden sowohl smarte Objekte aus realen Gegenständen abgeleitet als auch virtuelle Materialien und Werkzeuge, in der Umgebung anzutreffende Avatare und virtuelle Schauspieler und assistierende reale Drohnen entwickelt und eingesetzt.

Im Zuge der digitalen Transformation müssen immer mehr Unternehmen und Institutionen ihre Abläufe in „smarte Geschäftsprozesse“ überführen. Hierzu werden innovative Ansätze im Bereich der informationstechnischen Lösungen benötigt, die auf Basis einer effizienten Bereitstellung und Aufbereitung prozessrelevanter Informationen eine Prozessoptimierung erlauben. Im Rahmen der SSMT-WG Smart Business Processes (SBP) sollen entsprechende neuartige Ansätze zur smarten Unterstützung von Geschäftsprozessen untersucht werden. Die Forschungstätigkeiten der beteiligten Professoren mit Know-how in den Bereichen Geschäftsprozessanalyse und -optimierung, maschinelles Lernen und IT-Management ergänzen sich ideal, um in unterschiedlichen Anwendungsbereichen wie z.B. Mobile Systeme, E-Government oder Media Broadcasting die menschlichen Akteure durch intelligente Softwaresysteme zu unterstützen. Die WG SBP leistet mit ihrer Arbeit zudem auch einen wichtigen Beitrag, um Verfahren aus den anderen SSMT-WGs in komplexe Geschäftsprozesse zu implementieren. Wie die nachfolgende Abbildung zeigt, bilden die Bereiche E-Business und E-Government hierbei wichtige Schwerpunkte der Forschungsgruppe. Zusätzlich befasst sich die Gruppe verstärkt mit Themen des Workflow und Data Management sowie mit den Implikationen der Digitalen Transformation auf Geschäftsprozesse.

Die Aktivitäten in der SSMT-WG „Smart Tools for Software Engineering“ (STSE) kombinieren die Kompetenzen der Professoren Igler, Martin und Turban im Software Engineering mit der Expertise von Professor Ulges und Krechel im Maschinellen Lernen und der KI. Die WG setzt auf bestehenden gemeinsamen Forschungsarbeiten auf (u.a. Code Repository Mining, Usage/Content Mining zur Usability-Evaluierung, Recommender-Systeme für die Software-Entwicklung).

Das groß angelegte Ziel von STSE besteht darin, alle Informationen, die typischerweise bei der Softwareentwicklung anfallen, Projektphasen- und Artefakttyp-übergreifend auf der semantischen Ebene für die maschinelle Verarbeitung zu erschließen. Darauf aufbauend sollen den Entwicklerinnen und Entwicklern Interaktionsmöglichkeiten angeboten werden, die sich vom Abstraktionsniveau her an den Konzepten (z.B. Modelle, Muster, Testfälle) und Aufgabenstellungen (z.B. Nachverfolgen von Anforderungen, Entwurf, Debugging) im Umfeld der Softwareentwicklung orientieren.

Die STSE-WG ist der Überzeugung, dass diese Aufgabenstellungen nur interdisziplinär durch die geeignete Kombination software-technischer Expertise und moderner Data Mining-Verfahren zu lösen ist.

Die Zielsetzung der Working Group "Learning and Visual Systems" (LAVIS) lautet "Smart Data": LAVIS bündelt Expertise hinsichtlich kompletter Verarbeitungspipelines zur Analyse komplexer Datenbestände, von der Signalverarbeitung über maschinelles Lernen sowie symbolische Methoden zum Schlussfolgern bis hin zur Nutzerinteraktion mit lernenden Systemen, u.a. mittels Visualisierungstechniken und Kontextualisierung. LAVIS wird vertreten durch die Mitglieder

  • Ralf Dörner: Graphische Datenverarbeitung, Visualisierung
  • Dirck Krechel: Content- und Wissensmanagement
  • Ulrich Schwanecke: Computer Vision, Mixed Reality
  • Adrian Ulges: Maschinelles Lernen

LAVIS' Projekte umfassen verschiedenste Domänen, Fragestellungen und Techniken, seien es automatisches Bildverstehen mittels Deep Learning, Information und Case Retrieval, Optisches 3D-Tracking, medizinische Bildanalyse, oder Visual Analytics.

Die Realisierung des "Internets der Dinge" ist in vollem Gange. Sein Wachstum erfolgt schneller als gedacht und es durchdringt immer mehr Bereiche des alltäglichen Lebens und des Arbeitens. Dabei manifestieren sich zunehmend Probleme der Sicherheit, der Wahrung der Privatsphäre, der Verhinderung von Missbrauch und der technischen Realisierbarkeit.

Die SSMT-WG IoST hat sich den Begriff "Internet of Smart Things" zum Motto gemacht, das den Einsatz aktueller Saftey-, Security-, Kommunikations- und Energiespartechnlogien sowohl für das Internet der Dinge als auch den verwandten Bereich Industrie 4.0 repräsentiert.

In der WG kommen Forschungsinteressen und -aktivitäten aus den Bereichen Security, technische Informatik und Systemarchitektur zusammen. Konkrete Themen sind u.a. Entwicklungsmethoden für erhöhte funktionale Sicherheit, low-cost Kryptochips und energieautarke Systeme.