Informationstechnologie

Öffentlich geförderte Projekte

Thematik

In diesem Projekt wird ein neuartiger Ansatz für die Kompression von Screen-Content-Daten erforscht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bild- oder Videodaten ist der Inhalt von Screen-Content-Bildern in Bezug auf seine statistischen Eigenschaften sehr unterschiedlich. Oft sind bestimmte Regionen innerhalb der Bilder durch zwei typische Eigenschaften gekennzeichnet: eine begrenzte Anzahl von Farben und sich wiederholende Muster. Für diese neue Kompressionsmethode wurde bereits ein Modellansatz implementiert (Prototyp), welcher jedoch auf verlustlose Kompression beschränkt ist und nur für Bildinhalte mit bestimmten Eigenschaften eine hohe Kompressionseffizienz erreicht. Das Projekt erforscht neue Methoden zur besseren Modellierung der Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Bildpunktsymbole mit Hilfe von Methoden des maschinellen Lernens. Signifikante Kompressionsgewinne sind durch Schätzverfahren zu erwarten, die mehr Vorwissen, z.B. lokaler Natur, einbeziehen.

Thematik

Die Qualifizierungsangebote werden den Teilnehmenden einen umfassenden Einblick in die gesamte Prozesskette der Additiven Fertigung, einschließlich der Digitalisierung von Objekten, geben. Es werden die vielfältigen Potenziale dieser innovativen Technologien, auch unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit aufgezeigt. Die Angebote decken „Allgemeine Anwendungen (Verfahren mit metallischen, polymeren und keramischen Werkstoffen)“ und „Anwendungen in der Baubranche“ ab. Hinsichtlich der Erzeugung der erforderlichen 3D-Daten werden die additivgerechte Konstruktion und die Technologien zur Digitalisierung vorhandener Objekte aufgegriffen. Die verschiedensten 3D-Druckverfahren werden ausführlich betrachtet, einschließlich der Baujobvorbereitung, dem Post-Prozessing und typischer Anwendungen. Ein hoher  Praxisanteil ermöglicht Teilnehmenden umfassende Erfahrungen zu sammeln. So werden sie selbst abschätzen können, welche Produkte durch Additive Fertigungsverfahren und Scantechnologien ökologisch und wirtschaftlich realisierbar sind und wie diese Technologie umgesetzt werden kann. Vor allem soll auch motiviert werden, die Vorteile dieser Technologien im Unternehmen nachhaltig zu nutzen.

Thematik

In der Produktion und Bereichen des täglichen Lebens werden zunehmend mit dem Menschen kollaborierende Roboter eingesetzt. Damit das Zusammenspiel von robotischen Systemen mit ihrer großen Kraft, Präzision und Ausdauer und den kognitiven und motorischen Fähigkeiten des Menschen funktioniert, müssen die Handlungen aufeinander abgestimmt sein – nicht nur im Bezug auf Steuerung, Planung und Ergonomie, auch die kognitive und sozialpsychologische Wahrnehmung müssen berücksichtigt werden. Empfinden Menschen das äußeres Erscheinungsbild und die Bewegungen von Kollege Roboter als menschenähnlich, können Menschen intuitiver mit dem Roboter interagieren. Allerdings führt dies auch zu neuen technischen Herausforderungen, da Menschen generell zu Vermenschlichung von Technologie neigen und eine damit verbundenen Aktivierung des menschlichen Spiegelneuronensystems zu Imitation von Roboterbewegungen führen kann, was von der Aufgabenbewältigung ablenken kann. Das Forschungsprojekt behandelt die Analyse und Modellierung dieses Effekts, um diesen bei zukünftigen interaktiven Robotern berücksichtigen zu können und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter effizienter und sicherer zu gestalten.

Online-Basierte EreignisanaLyse Im Sicherheitsbereich bei KMUs

Titel:| Online-Basierte EreignisanaLyse Im Sicherheitsbereich bei KMUs (OBELISK)
Kompetenzfeld:| Maschinelles Lernen, IT-Sicherheit, Informations- und Kommunikationstechnik
Projektleiter:| Prof. Dr. Dieter Landes
Projektpartner:| Applied Security GmbH, Großwallstadt (Forschungs- und Entwicklungspartner)
|itWatch GmbH, München (Forschungs- und Entwicklungspartner)
|Stadtwerke Aschaffenburg, Aschaffenburg (Assoziierter Anwendungspartner)
Projektlaufzeit:| 15.07.2019 – 14.03.2022
Mittelgeber:| Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

Thematik

Ziel des Projekts OBELISK ist die Konzeption eines IT-Sicherheitssystems gegen Angriffe auf Firmennetze durch Innen- oder Außentäter und dessen Realisierung in Form eines Demonstrators. Das Sicherheitssystem kombiniert verschiedene host- und netzwerk-basierte Datenquellen und reichert sie mit Domänenwissen an, um daraus ein Normalverhalten abzuleiten. Abweichungen vom Normalverhalten stellen Auffälligkeiten dar, welche in Gefährdungsstufen und entsprechende Handlungsempfehlungen übersetzt werden. Um sicherheitskritische Ereignisse zu erfassen, erfolgt die Analyse und Aufbereitung der Daten mit innovativen Methoden des Maschinellen Lernens. Ein Alleinstellungsmerkmal ist die Ausrichtung auf IT-Sicherheitsinfrastrukturen, die für kleine und mittlere Unternehmen charakteristisch sind. So eignet sich die konzipierte Lösung insbesondere auch zum Schutz kritischer Infrastrukturen, beispielsweise bei kommunalen Wasserversorgern. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal ist die Kombination host- und netzwerk-basierter Daten und deren Analyse in Echtzeit mit Hilfe von Methoden des Deep Learning. Weiterhin werden die Analyseergebnisse so aufbereitet und mit konkreten Handlungsempfehlungen hinterlegt, dass es auch Mitarbeitern in KMUs ohne spezielles Expertenwissen möglich ist, Gegenmaßnahmen zu ergreifen und Angriffe einzudämmen.

Machbarkeitsstudie: Assistenz-Roboter in der Innenstadt

Titel:| Kompetenzzentrum für innerstädtisch verteilte Roboterassistenz (KIRA)
Kompetenzfeld:| Robotik, Mensch-Maschine-Interaktion, Informations- und Kommunikationstechnik
Projektleiter:| Prof. Dr. Kolja Ernst Kühnlenz
Projektpartner: Mensch-Maschine-Interaktion im Internet der Dinge:| Prof. Dr. Jens Grubert; Telematik und Identitätsmanagement: Prof. Dr. Thomas Wieland; Sozialpsychologische Theorien und Begleitforschung zu User Experience:| Prof. Dr. Barbara Kühnlenz
Projektzeitraum:| 01.03.2021 – 31.08.2021
Programm:| Technik zum Menschen bringen
Zuwendungsgeber:| BMBF

Thematik

Nach aktuellem Stand der Forschung ist zu erwarten, dass der Bedarf an robotischen Assistenzsystemen stark zunimmt – Ziel des Kompetenzzentrums ist, solche Assistenzsysteme einer breiten Bevölkerung zugänglich zu machen, beispielsweise in einer ans Car-Sharing angelehnten Form wie „Robot Sharing“. Innerhalb des Zentrums soll als zentrales Ziel ein international einzigartiges, aus einer Mehrzahl öffentlich zugänglicher mobiler Assistenzroboter und stationärer Systeme bestehendes Reallabor für innerstädtisch verteilte Assistenzroboter (RIVA) in der Coburger Innenstadt als Modellregion zur Unterstützung im täglichen Leben etabliert werden. In dieser Machbarkeitsstudie werden zunächst die nötigen Vorarbeiten analysiert, zusammengeführt und weiterentwickelt.

Roadmap zur flexiblen Fertigung individueller Produkte

Titel:| Roadmap zur flexiblen Fertigung individueller Produkte (Roadmap flexPro) 
Kompetenzfeld:| 3D-Scanning, Additive Fertigung, Mensch-Maschine-Interaktion, Erweiterte und Virtuelle Realität, Innovationsmanagement, Customer Experience Management, Human‐Centered Design, Design
Projektleiter:|Prof. Dr. Jens Grubert, Prof. Dr. Markus Stark, Prof. Dr. Christian Zagel
Projektzeitraum:| 01.02.2018 - 31.08.2021
Mittelgeber:| Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (ERFE)

Thematik

Aus der zunehmenden Globalisierung von Dienstleistungen und Wertschöpfungsketten resultiert ein sich verschärfender, weltweiter Wettbewerb insbesondere für kleine und mittelständische produzierende Unternehmen in Deutschland. Gerade im Bereich der Serienfertigung sowie im Konsumgüterbereich ist es oft wirtschaftlich attraktiv, die Herstellung von Produkten oder Teile der Wertschöpfungskette ins Ausland zu verlagern.

Ziel des Projektes Roadmap flexPro ist der Wissens- und Technologietransfer zwischen Forschung und Unternehmen. Kleinen und mittleren Unternehmen sollen Erkenntnisse und Wissen aus dem akademischen Umfeld zugänglich gemacht werden. Die Unternehmen werden unterstützt, ihre Produkte flexibel und kundenindividuell zu gestalten und wirtschaftlich zu produzieren. Das Projekt ist ein hochschul- und lehrstuhlübergreifendes Gemeinschaftsprojekt der Universität Bayreuth und der Hochschule Coburg. Die Inhalte der geplanten Maßnahme gliedern sich in zwei Schwerpunktbereiche: In einer ersten Projektphase wird in enger Kooperation mit den industriellen Projektpartnern eine Roadmap zur flexiblen Fertigung individueller Produkte erstellt. Aufbauend hierauf werden in einer zweiten Phase repräsentative Anwendungsbeispiele ausgearbeitet und in einer mobilen Lernfabrik in Form von Demonstratoren anschaulich dargestellt.

Künstliche Intelligenz und die Mobilität der Zukunft – zwischen Vertrauen und Kontrolle

Titel:|Künstliche Intelligenz und die Mobilität der Zukunft – zwischen Vertrauen und Kontrolle
Kompetenzfeld:|Informationstechnologie
Projektleiterin:|Prof. Dr. Barbara Kühnlenz / Wissenschafts- und Kulturzentrum (WiKu)
Projektbeteiligte:|Prof. Dr. Jens Grubert / Leiter Mixed Reality Lab
|Prof. Dr. Ralf Reißing / Leiter des Labors für Automobilinformatik
|Prof. Dr. Klaus-Stefan Drese / Leiter des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT)
|Prof. Dr. Christiane Alberternst / Fakultät soziale Arbeit und Gesundheit
Projektpartner:|Prof. Dr. Thomas Kriza / School of Digital Sciences, OTH Regensburg
|Prof. Dr. Ute Schmid / Leiterin der Cognitive Systems Group (CogSys), Universität Bamberg
|Prof. Dr. Gordon Cheng / Inhaber des Lehrstuhls für Kognitive Systeme, TU München
|Dr. Stefan Ehrlich / Mitarbeiter des Lehrstuhls für Kognitive Systeme, TU München
Projektlaufzeit:|01.01.2020 – 31.12.2020
Mittelgeber:|Volkswagenstiftung

Thematik

Vernetzte und autonome Fahrzeuge könnten entscheidend zur Gewährleistung nachhaltiger Mobilität beitragen. Dieses Potential verantwortungsbewusst zu nutzen, setzt die gesellschaftliche Verankerung und Akzeptanz des dadurch hervorgerufenen Wandels voraus. Durch das Forschungsvorhaben soll herausgefunden werden, wie individuelle und systeminhärente Faktoren das Vertrauen in und die Bereitschaft zur Kontrollabgabe an autonome Fahrzeuge beeinflussen. Darüber hinaus sollen philosophische und ethische Fragen diskutiert werden, die sich aus den neuen Dimensionen von Vertrauen und Kontrolle ergeben, die durch die Attribuierung menschlicher Eigenschaften wie „Intelligenz“ und „Fehlbarkeit“ auf Objekte entstehen. Um die beste Methodik für die Untersuchung des gewählten Forschungsthemas zu ermitteln, das die interdisziplinäre Expertise in Informatik, Mixed Reality, Sozialer Robotik, Psychologie und Philosophie kombiniert, wird in der Planungsphase:

- Ein Virtual-Reality-System entwickelt, das die Erforschung von Vertrauen in ambigen oder eindeutigen Mobilitätsszenarien ermöglicht.

- Vorstudien durchgeführt, um ein Evaluationsschema unter Berücksichtigung von subjektivem und neuro-kognitivem Feedback (EEG) abzuleiten, sowie die Wirkung des Einsatzes von „Explainable AI“ (XAI) auf das Vertrauen der Benutzer in ambigen oder eindeutigen Fahrtszenarien zu erforschen.

Damit kann zu einer nachhaltigen und gesellschaftlich verantwortungsvollen Implementierung autonomen Fahrens beigetragen werden – für eine mobile und lebenswerte Gesellschaft von morgen.

Virtuelle Inbetriebnahme und Fernwartung

Titel:| MR4ViFeD: Mixed Reality für die Virtuelle Inbetriebnahme und Fernwartung mit durchgehender Datennutzung
Kompetenzfeld:| Mixed Reality
Projektleiter:| Prof. Dr. Jens Grubert
Projektzeitraum:| 15.12.2017 - 14.12.2019
Mittelgeber:| Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Energie und Technologie

Thematik

Die Informationen und Systeme im Zeitalter der Digitalisierung sind oftmals komplex. Die virtuelle und erweiterte Realität (zusammengefasst Mixed Reality) versprechen Hilfe bei der Interaktion mit solchen komplexen Systemen. Im Projekt MR4ViFeD soll eine gemeinsame digitale Datenbasis entstehen, die Mixed-Reality-Anwendungen aus der Entwicklung von Umformmaschinen mit denen aus dem Bereich Service verknüpft. Konkret sollen Mixed-Reality-Benutzungsschnittstellen die Entwicklung von und das Training an Produktionslinien für Umformmaschinen unterstützen. Dazu greifen sie auf 3D-Konstruktions- und Simulationsdaten eines existierenden Product-Lifecycle-Management Systems zurück. Die gleiche Datenbasis soll im Service zur Effizienzsteigerung bei der Fernwartung und Reparatur von Anlagen durch datenbrillenbasierte Telekommunikation beitragen.

Perzeption und Roboterregelung mit visuellen Sensorhäuten

Titel:| Perzeption und Roboterregelung mit visuellen Sensorhäuten (PROVIS)
Kompetenzfeld:| Robotik
Projektleiter:| Prof. Dr. Kolja Kühnlenz
Projektzeitraum:| 15.04.2018 - 14.01.2019
Mittelgeber:| Bundesministerium für Bildung und Forschung

Thematik

Wie nehmen Roboter ihr Umfeld wahr? Eine vielversprechende, innovative Technologie sind optische Sensorhäute. Sie könnten zukünftig die ganze Roboteroberflächen bedecken, sodass sie ihr Umfeld komplett und situativ erfassen. Die robotische Wahrnehmung würde dadurch deutlich erweitert.

Das gewährleistet eine höhere Sicherheit in der engen Mensch-Roboter-Kooperation, z.B. im industriellen Umfeld oder bei häuslichen Assistenzsystemen, sowie eine höhere Flexibilität in der Bewegungskoordination des Roboters.

Das geförderte Projekt dient zunächst der Anbahnung von Kooperationen und soll Vorarbeiten leisten für ein geplantes EU-Projekt.

Forschungs- und Entwicklungsplattform „Intelligent Digital Insurance“

Titel:| Forschungs- und Entwicklungsplattform „Intelligent Digital Insurance“ (IDI) 
Kompetenzfeld:| Versicherung, Digitalisierung, Künstliche Intelligenz, Big Data, Innovationsmanagement
Projektleiter:| Prof. Dr. Mirko Kraft
Projektzeitraum:| 14.04.2019 – 31.12.2019 (Wettbewerbsphase)
Mittelgeber:| Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie

Thematik

Für die Teilnahme am Innovationswettbewerb „Künstliche Intelligenz als Treiber für volkswirtschaftliche relevante Ökosysteme“ haben sich Expert*innen und Interessent*innen aus unterschiedlichen Wirtschaftszweigen und -bereichen zusammengeschlossen, um das Potenzial Künstlicher Intelligenz (KI) zu nutzen und Versicherungen digital besser zu machen. Dazu reichten sie eine Konzeptidee zur Forschungs- und Entwicklungsplattform „Intelligent Digital Insurance“ (IDI) ein. Die Weiterentwicklung dieser Konzeptidee für die kommende Wettbewerbsphase wird vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit einem Förderungszuschuss von ca. 230.000 EUR unterstützt.

In der Weiterentwicklung geht es darum, die Fachkompetenzen aus Wissenschaft und Wirtschaft eng miteinander zu verknüpfen und in den Fachgebieten Wirtschaftswissenschaften, Mathematik, Informatik und Rechtswissenschaft zukunftsorientierte intelligente Lösungen zu erarbeiten. Im Fokus steht die Versicherungswirtschaft und ihre Förderung im Kontext der digitalen Transformation in der Wirtschaft. Betrachtet wird die KI-Unterstützung bei Vertrieb, Vertragsabschluss, verbesserter Risikoanalyse, Beobachtung und Steuerung der versicherten Risiken sowie der Schadenabwicklung. Die intelligente digitale Versicherung versteht sich demnach als ein Produkt, das die Möglichkeiten der Digitalisierung in der gesamten Wertschöpfungskette nutzt. Während der Wettbewerbsphase sollen darüber hinaus Unternehmen der Versicherungsbranche aktiv eingebunden werden. Durch eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit von Wissenschaft und Praxis soll das Konzept wirtschaftlich und praxisorientiert weiterentwickelt werden.

Im Anschluss an die Wettbewerbsphase werden die aussichtsreichsten Konzeptentwicklungen prämiert und in die Umsetzungsphase übernommen. Ist die eingereichte Konzeption erfolgreich, kann ab 2020 für weitere drei Jahre an dem erarbeiteten Konzept geforscht und mithilfe der Forschungs- und Entwicklungsplattform die digitale Transformation in der Versicherungswirtschaft weiter vorangetrieben werden.

Robotische Einkaufshilfen

Titel:| Robotische Einkaufshilfen
Kompetenzfeld:| Robotik
Projektleiter:| Prof. Dr. Kolja Kühnlenz
Projektzeitraum:| 01.01.2015 - 31.12.2017
Mittelgeber:| Bayerisches Staatministerium für Wissenschaft und Kunst

Thematik

Gelingt es Robotern die Menschen mit physischen oder kognitiven Einschränkungen im täglichen Leben zu unterstützen, und wie müssen sie beschaffen sein, damit sie auch genutzt werden? Diese Fragen gewinnen angesichts des demografischen Wandels in Deutschland zunehmend an Bedeutung. Im Mittelpunkt des Forschungsprojekts steht die Entwicklung von effektiven und intuitiven Interaktionsmechanismen zur Steuerung von Robotern am Beispiel robotischer Einkaufshilfen, die einen Einsatz in realen innerstädtischen Umgebungen ermöglichen. Interaktionsgesteuerte lokale Navigationsstrategien und das funktionale mechanische und mechatronische Design ermöglichen dem Roboter ein selbständiges Begleiten des Menschen. Für ihr Design wird im Labor und in der Coburger Innenstadt flankierend die Benutzerfreundlichkeit anhand von Kriterien wie Usability, User Experience und User Acceptance untersucht.

Sicherheitsanalyse von Ereignisströmen in Netzwerkdaten

Titel:| Wissensgestützte interaktive Sicherheitsanalyse von Ereignisströmen in Netzwerkdaten (WISENT)
Kompetenzfeld:| IT-Sicherheit, Data Mining
Projektleiter:| Prof. Dr. Dieter Landes
Projektzeitraum:| 01.08.2014 - 31.12.2017
Mittelgeber:| Bayerisches Staatministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie

Thematik

In seinem Strategiepapier „Digital Bavaria" identifiziert das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft die IT-Sicherheit als eines der zentralen Handlungsfelder. In den Unternehmen, den staatlichen und den nicht-staatlichen Organisationen wächst nicht nur die Komplexität der IT-Infrastruktur. Auch die Zahl und die Qualität der Angriffe auf IT-Strukturen steigt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines funktionalen  Demonstrators, mit dem mögliche Bedrohungen der Sicherheit von IT-Infrastrukturen in bislang noch nicht möglichem Umfang erkannt, analysiert und verhindert werden können. 

Wesentliche Neuerungen gegenüber existierenden Lösungen sind das Erkennen neuartiger Angriffe, die verbesserte Verarbeitung unterschiedlicher Attributtypen, die Ausweitung und stärkere Integration von Domänenwissen und die Bereitstellung innovativer Validierungs- und Visualisierungsmethoden. Dazu entwickelte die Projektgruppe u.a. die Datensätze "CIDDS data sets".

Faseroptische Gigabit-Übertragungsstrecke (GigaFluo)

Titel:| Faseroptische Gigabit-Übertragungsstrecke mit seitlicher Einkoppelung (GigaFluo)
Kompetenzfeld:| Innovative Produktentwicklung, Konstruktion und Rapid Prototyping
Projektleiter:| Prof. Dr. Markus Stark
Projektzeitraum:| 01.05.2012 - 31.10.2015
Mittelgeber:| Bayerische Forschungsstiftung (BayFor)

Thematik

In vielen Anwendungen ist es notwendig, Daten zwischen einem rotierenden Systemteil und einem feststehenden Systemteil zu übertragen. Beispiele dafür sind Computertomographen, Gepäckscanner an Flughäfen, Fertigungsanlagen, Industrieroboter, Windkraftwerke und Radarantennen. Diese Aufgabe wird von so genannten Drehübertragern (häufig auch nicht exakt "Schleifringe" genannt) erledigt. Für Anwendungen mit sehr hohen Datenübertragungsraten im Bereich von mehreren Gigabit/s werden zunehmen faseroptische Drehübertrager eingesetzt. Sie machen es möglich, die herausragenden Vorteile der faseroptischen Übertragungstechnik, nämlich hohe Datenraten und extreme Störsicherheit, auch über die rotierende Schnittstelle hinweg zu gewährleisten. Die Menge der anfallenden Daten steigt aufgrund der technologischen Entwicklung derzeit jedoch enorm und die aktuellen Lösungen sind in absehbarer Zeit den Anforderungen nicht mehr gewachsen oder nicht zu akzeptablen Kosten herstellbar. Daher sind neue, konkurrenzfähige Konzepte zu entwickeln und im Anschluss an das Forschungsprojekt möglichst schnell zur Produktionsreife zu bringen.