Forschung
Laufende Projekte
ForeSight
Im Projekt ForeSight wird eine Plattform für kontextsensitive, intelligente und vorausschauende Smart Living-Services entwickelt. Hierbei werden Verfahren der künstlichen Intelligenz verbessert und weiterentwickelt, um technische Anlagen in der Form zu gestalten, dass diese die Bewohner bestmöglich unterstützen. Ideen für den Einsatz von künstlicher Intelligenz sind hierbei beispielsweise ein intelligenter Türzugang oder eine Verbesserung des Energiemanagements.
Ein weiterer wichtiger Punkt, der innerhalb des Projektes Beachtung findet, ist die Betrachtung der Akzeptanz der Bewohner. Es wird untersucht, was für eine Akzeptanz notwendig ist und wie diese verbessert werden kann.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und gewann dessen Innovationswettbewerb.
Laufzeit: Januar 2020 bis Ende 2022
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Projektpartner: Aareon Deutschland, Robert BOSCH GmbH, IoT connctd, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, Dormakaba, easierLife GmbH, Fachhochschule Dortmund, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, GdW, Goethe Universität Frankfurt, GSW Gesellschaft für Siedlungs-und Wohnungsbau Baden Württemberg GmbH, Insta, ixto, Keo, Power Plus Communications AG, Strategion GmbH, ZVEI
Knowledge4Retail:
Das übergeordnete Ziel von “Knowledge4Retail” (K4R) ist die Schaffung einer Open Source-Plattform (K4R-Plattform) für komplexe KI- und Robotik-Anwendungen im Einzelhandel. Kern der Plattform sind sogenannte semantische digitale Zwillinge (semdZ), welche eine digitale Repräsentation einer Einzelhandelsfiliale darstellen. SemdZ ermöglichen den Aufbau realitätsgetreuer digitaler Welten, welche mit maschinenlesbarem Hintergrundwissen annotiert und mit anderen Informationssystemen verknüpft werden können. Somit schaffen sie eine leistungsfähige Basis für KI- und Robotik-Anwendungen im Einzelhandel. Das Potenzial der K4R-Plattform soll in vier repräsentativen Pilotanwendungen aufgezeigt werden.
Laufzeit: 01.01.2020 bis 31.12.2022
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektpartner: team neusta GmbH, Allgeier Consulting Services GmbH, neusta GmbH, Universität Bremen, fortiss GmbH, neusta software development West GmbH, dm-drogerie markt GmbH + Co. KG, dmTECH GmbH, Technische Universität München, Kaptura GmbH & Co KG, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Ubimax GmbH, EHI Retail Institute GmbH
CAMELOT:
Eine wesentliche Herausforderung bei autonomen Systemen wie Fahrzeugen oder Robotern bleibt der Umgang mit Situationen, die das System alleine nicht bewältigen kann. Bislang wurde diese sogenannte Kontrollübergabe (engl. Transfer of Control - ToC) weitgehend isoliert betrachtet. Ein wichtiger Schritt in Richtung Langzeit-Autonomer Systeme und Ziel von CAMELOT besteht darin, Systeme zu entwickeln, die aus vergangenen Situationen lernen können, um ihr Verhalten in zukünftigen, ähnlichen Situationen zu verbessern. Dadurch kann die Kontrollübergabe an den Menschen zumeist effizienter, in einigen Fällen sogar obsolet werden, was auch eine Kernforderung der Industrie ist, die sich mit diesem Thema auseinandersetzt.
CAMELOT ist in diesem Sinne ein Folgeprojekt von TRACTAT und setzt auf dessen Ergebnissen auf, indem wir die Aufgabenstellung aus dem Blickwinkel selbstlernender Systeme und multimodaler Mensch-Maschine-Interaktion betrachten. Modelle des maschinellen Lernens unterstützen das System dabei, Situationen zu erkennen und zu klassifizieren. Die Modelle sind mehrfach adaptiv; sie können durch passive Beobachtung und durch aktives Anlernen eines Benutzers verbessert werden, um mit neuen Situationen umzugehen. Multimodalität spielt einerseits als Quelle für die Erkennung von Benutzerverhalten in Reaktion auf das System eine Rolle, sowie für die natürliche Kommunikation zwischen System und Benutzer, falls es zu einer Kontrollübergabe kommt. Durch Einsatz neuer Methoden bei der Kombination von symbolischem und subsymbolischem Lernen wird nicht nur die Erklärbarkeit und Erweiterbarkeit sichergestellt, sondern auch eine Verbesserung der Erkennungsleistung insgesamt gegenüber dem Stand der Technik angestrebt.
Durch seine Living Labs ist das DFKI hervorragend als Standort zur Umsetzung demonstrationsfähiger Prototypen für die neue Form von Langzeit-Autonomen Systemen geeignet. In CAMELOT werden Demonstratoren für Industrie 4.0, Handel sowie für die Automobildomäne entwickelt und in zwei großen Studien evaluiert.
Laufzeit: 01.08.2020 - 31.07.2023
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Abgeschlossene Projekte
VICAR:
Das Projekt “Visual Instore Customer Analytics and Recommendations” (VICAR) verfolgt das Ziel, stationären Einzelhändlern Informationen über Kundenlaufwege zur Verfügung zu stellen und darauf aufbauend Mehrwertdienste für Einzelhändler und Kunden anzubieten.
Innerhalb des Projektes wird ein Software-Tool entwickelt, das mit Hilfe innovativer Machine Learning-Technologien Videodaten analysiert und damit die individuellen Einkaufswege der Kunden vorhersagt. Die Videodaten werden hierbei aus der vorhandenen Videoüberwachung zum Diebstahlschutz extrahiert. Somit können durch die Analyse der Echtzeitdaten beispielsweise Kunden erkannt werden, die auf Hilfe angewiesen sind oder ihnen individuelle Werbung angezeigt werden. Zudem können durch auffällige Bewegungsmuster, Ladendiebe erkannt und gegebenenfalls Sicherheitspersonal informiert werden.
Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2021
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner: AWS-Institut für digitale Produkte und Prozesse gGmbH, IS Predict GmbH, Schirra IT e.K.
assoziative Partner:
Horn & Company Data Analytics GmbH
WALL-ET:
Das Ziel des deutsch-koreanischen Kooperationsprojekts “Autonome robotische Einheit für Transportaufgaben in der Logistik” (WALL-ET) ist die Entwicklung eines sozialen Transportroboters, der sowohl im Bereich Industrie 4.0 als auch im Einzelhandel der Zukunft eingesetzt werden kann. Durch die wissenschaftliche und technologische Zusammenarbeit des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) und des Korean Institute of Science and Technology Europe (KIST-EU) wird die mobile robotische Plattform des koreanischen Forschungspartners KIMM (Korea Institute of Machinery & Materials) mit entsprechender Software erweitert, sodass eine soziale Interaktion und Unterstützung bei der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter ermöglicht wird. So wird der Roboter in die Lage versetzt, die Mitarbeiter in einem Lager und die Kunden in einem Supermarkt oder einem Baumarkt zu unterstützen. Das System wird dabei mit Mechanismen zur Kollisionsvermeidung und mit einem höhenverstellbaren Tisch ausgestattet, der ein ergonomisches Be- und Entladen für die Benutzer ermöglicht. Das System wird zusätzlich in die Lage versetzt, die Intention eines Menschen aus Sensor- und Kontextdaten ableiten zu können, um den Menschen entsprechend bei seiner Arbeit zu unterstützen. Neben den Mitarbeitern in einem Lager können dies auch z. B. körperlich eingeschränkte Menschen in einem Supermarkt sein.
Laufzeit: 01.04.2019 - 31.03.2022
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner: Korean Institute of Technology Europe, KIST Europe (Konsortialleitung), Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI), Globus SB Warenhaus Holding, Korean Institute of Machinery & Materials KIMM, DONG-A Pencil Co.
Tractat:
Das Projekt “Transfer of Control (ToC) zwischen Autonomen Systemen und Menschen” (TRACTAT) nimmt sich einer der Kernherausforderungen bei autonomen Systemen an: dem Kontrollübergang zwischen Menschen und autonomen Systemen.
Fortschrittliche autonome Systeme wie Roboter, autonome Fahrzeuge oder Softbots, können in vielfältigen Bereichen und für komplexe Aufgaben eingesetzt werden, die bisher nur vom Menschen durchführbar waren. Dennoch gibt es viele Tätigkeiten, die vom Menschen besser durchgeführt werden können, oder Situationen, in denen der Mensch schneller zu einer Lösung gelangt. Umgekehrt gibt es zahlreiche Situationen oder unvorhergesehene Ereignisse, bei denen ein autonomes System zwischenzeitlich bestimmte Aufgaben übernehmen kann. Die Möglichkeit zur temporären Übergabe der Kontrolle über eine Aufgabe an einen anderen Agenten ermöglicht eine zukunftsweisende Verzahnung von menschlichen und KI-Fähigkeiten zur Lösung verschiedenster Aufgaben im Arbeitsumfeld und im Alltag.
In TRACTAT wird ein allgemeingültiger Ansatz sowie eine Formalisierung zur Realisierung eines reibungslosen und effektiven Kontrollübergangs vor allem in komplexen, nicht eindeutigen Situationen entwickelt. Dabei kann der Übergang in beide Richtungen erfolgen und entweder vom Menschen oder vom System initiiert werden. Die Modellierung der technischen Fähigkeiten der Systeme, der kognitiven Zustände der Benutzer sowie der Gesamtsituation soll die Planung der Kontrollübergabe ermöglichen. Unter Einsatz der Sensorik und Aktuatorik in cyber-physischen Umgebungen wird mittels massiv multimodaler Interaktion ein situationsadaptiver Kontrollübergangsdialog zwischen Mensch und System ermöglicht. Studien sollen Aufschluss darüber geben, wie sich Art, Zeitpunkt und Inhalt der Darstellung auf Aspekte wie Ergonomie, Sicherheit und das Vertrauen des Benutzers in das System auswirken. Gerade letzteres stellt einen großen Faktor bei der Nutzerakzeptanz von autonomen Systemen dar, so dass die Erstellung eines Vertrauensmodells schon bei der Konzeption berücksichtigt werden muss. Das resultierende ToC-Framework einschließlich der parallel entwickelten Weltmodelle wird in drei ausgewählten Anwendungsdomänen spezialisiert, evaluiert und demonstriert. Dabei handelt es sich um Industrie 4.0, Einzelhandel und autonomes Fahren.
Laufzeit: 01.10.2017 - 30.09.2020
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
KoPoSaB:
Im Projekt “Kollaborations-Plattform zur KI-optimierten Steuerung autonomer Bot-Systeme” (KoPoSaB) wird eine KI-basierende Plattform entwickelt, die den Kunden im Supermarkt ein neues Einkaufserlebnis ermöglicht. Es wird ein neuartiges Routengenerierungsverfahren für den Einzelhandel entwickelt, welches andere Kunden(bots) und deren geplante Routen berücksichtigt, um lange Warteschlangen an Frischetheken und Kassen zu vermeiden. Die Kommunikation zwischen den verschiedenen Bots (Kunden, Theken, Kassen) erfolgt mittels intelligenter multimodaler Schnittstellen.
Laufzeit: 01.10.2018 - 30.09.2020
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektpartner: ICS IT-Logistik Systeme GmbH
ADiWa:
Die elektronische Vernetzung intelligenter Objekte mit dem Internet hat in vielen Bereichen - durch die RFID (Radio Frequency IDentification)-Technologie und durch den OPC-Standard zur herstellerunabhängigen Kommunikation in der Automatisierungstechnik - einen hohen Reifegrad erreicht und eröffnet damit breite Vermarktungschancen. Der Begriff "Internet der Dinge" (Internet of Things, IoT) ist international etabliert und bedeutet im Allgemeinen, dass intelligente, physische Objekte untereinander und mit Rechnersystemen über Internettechnologien kommunizieren können.
Im Internet der Dinge kommt es darauf an, jedes einzelne Objekt/Produkt in die Warenlogistik einzubinden und aus der Lieferung und dem Verkauf eines RFID-bestückten Produkts automatisierte Aktionen für komplexe Warenwirtschaftssysteme und andere Geschäftsprozesse zu erzeugen. Das volle Potenzial des Internets der Dinge lässt sich aber nur erschließen, wenn die Verarbeitung dynamischer Informationen und die zeitnahe, automatische Erkennung und Verarbeitung geschäftsrelevanter Ereignisse stärker in den Mittelpunkt rücken. Ein Produkt geht in seinem Lebenszyklus von der Entstehung über Verkauf und Wartung bis zur Verwertung durch zahlreiche Stationen. Um die Verbindung zu den verschiedensten damit verbundenen Geschäftsprozessen möglich und flexibel steuerbar zu machen, muss eine komplexe Software-Logistik entstehen. Im Projekt ADiWa setzt sich ein leistungsstarkes Konsortium aus Wirtschaft und Wissenschaft zum Ziel, diese Mechanismen zu erforschen, umzusetzen und zu erproben. Damit soll es möglich werden, komplexe, dynamische Geschäftsprozesse anhand von aufbereiteten Informationen aus der realen Welt auszuwählen, zu komponieren, zu steuern oder sogar komplett neu zu entwickeln. Dies kann nur geschehen, wenn die Lücken zwischen den Systemen auf den unterschiedlichen Ebenen, auf denen die Informationen erfasst, gesammelt und genutzt werden, geschlossen werden.
Laufzeit: 01.01.2009 - 31.03.2012
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Daan:
Im Alter lässt die kognitive Leistungsfähigkeit nach. Dieser Prozess kann Handlungen des täglichen Lebens so stark beeinträchtigen, dass diese ohne externe Hilfe nicht mehr zu bewältigen sind. Auch Menschen mit körperlichen Einschränkungen, wie Blinde oder Taube, benötigen oft Unterstützung im Alltag, können allerdings nur sehr begrenzt mit audiovisueller Technik interagieren.
Ziel im Projekt DAAN ist die Umsetzung einer technischen Plattform zur systematischen Unterstützung von Menschen, deren kognitive Leistungen abgenommen haben oder körperlich eingeschränkt sind. In einer Lernphase stellt sich das System auf die Handlungsabläufe des jeweiligen Nutzers bzw. der Nutzerin ein und unterbreitet danach in der Unterstützungsphase auf unaufdringliche Weise Vorschläge für mögliche Handlungen und Handlungsalternativen. Darüber hinaus bietet das geplante System alternative (z. B. taktile) Schnittstellen zur Benutzung von technischen Geräten in der häuslichen Umgebung (z. B. Telefon oder TV), welche ansonsten aufgrund der körperlichen Einschränkungen nur bedingt oder überhaupt nicht benutzbar wären.
Laufzeit: 01.03.2015 - 28.02.2018
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner: Deutsche Telekom AG, IXDS GmbH, Universität Stuttgart, Intuity Media Lab, Universität der Künste Berlin
eit Digital:
Das Projekt Augmented Retail, eine Gemeinschaftsarbeit von DFKI (Deutschland), SAP (Deutschland), VividWorks (Finnland) und der Universität Paris-Sud (Frankreich), bietet Einzelhändlern und ihren Mitarbeitern eine erweiterte In-Situ-Analyse, die getrennte Datenquellen miteinander verbindet, um bisherige manuelle Arbeit zu reduzieren (z.B. Bestandskontrolle, Produktplatzierung und Optimierung der Regalgestaltung).
Das Projekt wird ein neues Produkt für einzigartige, hochwertige und fortschrittliche Retail-Analytik auf den Markt bringen, das getrennte Datenquellen eines Einzelhandelsmarktes miteinander verbindet und dem Einzelhändler umfassende Einblicke bietet. Insbesondere werden die Vorteile von Augmented Reality auf das stationäre Einzelhandelsgeschäft zur In-situ-Datenvisualisierung übertragen. Der Händler und die Mitarbeiter können auf die notwendigen Informationen komfortabel und flexibel zugreifen, um manuelle und andere Aufgaben zu reduzieren.
Dieses Projekt wurde vom European Institute of Innovation and Technology (EIT) finanziert. Diese Einrichtung der Europäischen Union erhält Unterstützung aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union.
Fördermittelgeber: Europäische Union (EU)
Guided AL:
Die Gebäudeautomation ist eine Branche im Umbruch. Zu den bereits seit vielen Jahren existierenden Feldbuslösungen kommen ständig neue und preiswertere Automatisierungslösungen hinzu. Die dadurch größer werdende Zahl voll- oder teilautomatisierter Gebäude bildet einen interessanten Markt für neue intelligente Mehrwertdienste rund um Gebäudeautomationen. Das Verbundprojekt Guided AL untersucht in diesem Zusammenhang innovative, flexible Lösungen im Kontext smarter Wohn- und Zweckgebäude. Der Forschungsschwerpunkt liegt auf dem Design und der Entwicklung der sog. Autonomous-Locations-Serviceplattform, auf der gebäudeübergreifende, intelligente Dienste (sog. Smart Services) erstellt und angeboten werden sollen. Die Umsetzung im Projekt erfolgt prototypisch anhand von Anwendungsszenarien für die Lebensbereiche Wohnen, Arbeiten, Einkaufen und Gesundheit.
Das Vorhaben ist ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördertes Verbundprojekt im Rahmen des Technologiewettbewerbs Smart Service Welt. Die Laufzeit beträgt drei Jahre. Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Der Forschungsbereich Agenten und Simulierte Realität verantwortet das Teilvorhaben "Autonomous Locations Software Plattform" im Projekt und übernimmt schwerpunktmäßig folgende Aufgaben:
- Konzeption und Aufbau einer Software-definierten Plattform für die Anwendung im Bereich der Gebäudeautomation
- Konzepte zur Integration von Sicherheitsmechanismen in die Software-definierten Plattform und Umsetzung einer Public-Key-Infrastruktur
- In Zusammenarbeit mit dem Innovative Retail Laboratory : Installation und Betrieb von Anwendungsszenarien im Umfeld Arbeit und Einkauf
Laufzeit: 01.02.2016 – 28.02.2019
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektpartner: Fachhochschule Dortmund, Banbutsu GmbH, Scheer GmbH, Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG
INNOLAB:
Die wesentlichen Ziele des Verbundprojkets sind: - Entwicklung einer Methodik für Nutzerintegration und Nachhaltigkeits-innovation im Living Lab, u.a. zu Rebound-Effekten und Obsoleszenz, - Demonstration der Leistungsfähigkeit von Living Labs, anhand von Nachhaltigkeits-Innovationen zu Assistenzsystemen in den Schlüsselbereichen des nachhaltigen Konsums „Wohnen“, „Einzelhandel“, „Mobilität“, - Stärkung des Living Lab Ansatzes im Forschungs- und Innovationssystem einer Green Economy durch Roadmapping als Wissen und Akteure integrierende, Fallstudien und Einzellösungen aufskalierende, handlungsleitende Methode
Laufzeit: 01.03.2015 - 28.02.2018
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Verbundpartner: Wuppertal Institut, Fraunhofer ISI, Fraunhofer IMS, Universität Siegen
Kooperationspartner: SODA GmbH, Infoware GmbH, GS1 Germany GmbH, ARGE REGIO GmbH
SemProm:
Die Forschungs- und Entwicklungsinitiative des Technologieverbundes „Digitales Produktgedächtnis“ im Rahmen des IKT-2020 Forschungsprogramms des BMBF soll die nächste Generation von mobilen, eingebetteten und funkbasierten Elementen für die semantische Internetkommunikation zwischen Alltagsobjekten untersuchen. Die Fähigkeiten solcher „intelligenter“ Produkte werden weit über die reine Identifikationsfunktion von heutigen RFID-Kennzeichnungen hinausgehen. Neben der Auswertung verschiedener eingebetteter Sensoren erfassen sie alle relevanten Produkt- und Betriebsdaten und können im Sinne eines „Internet der Dinge“ mit anderen Produkten, ihrer Umgebung und ihren Nutzern aktiv Information austauschen.
Laufzeit: 01.02.2008 - 31.01.2011
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner: 7x4 Pharma GmbH, BMW Forschung und Technik GmbH, Deutsche Post AG, GLOBUS SB-Warenhaus Holding GmbH & Co. KG, SAP AG, Siemens AG
Software-Cluster:
Als Anlaufstelle für Mitglieder des Software-Clusters und Akteure in den Partnerregionen wurden die Koordinierungsbüros Bahia, Singapur und Silicon Valley im Software-Cluster geschaffen. Die internationalen Koordinierungsbüros werden zahlreiche Veranstaltungen zu SCIKE-Partnerregionen und -Themen initiieren und so als Networking-Plattform für die Software-Cluster-Partner dienen.
Durch die Vernetzung vor Ort im Silicon Valley (USA), Singapur und Bahia (Brasilien) ermöglicht der Software-Cluster seinen Mitgliedern ein schnelleres Identifizieren vertrauenswürdiger internationaler Projektpartner.
Die Mitglieder des Software-Clusters werden über die aktuelle Entwicklung in der Internationalisierung unseres Clusters auf dem Laufenden gehalten. Eine Webseite und ein Newsletter informieren regelmäßig über die Themen software-defnierte Plattformen, mobile Unternehmenssoftware für Advanced Manufacturing, IT für Energiemanagement sowie weitere Nachrichten mit IKT-Bezug aus den Partnerregionen
Laufzeit: Start 04/10 - Ende 03/15
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner:
Strategieboard: DFKI - Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering, IDS Scheer AG, IMC information multimedia communication AG, intelligent views gmbh, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), proALPHA Software AG, SAP AG, Seeburger AG, Software AG, Technische Universität Darmstadt (CASED)
Industrie & regionale IT-Netzwerke: CAS Software AG, Competence Center Computer Science, ConWeaver GmbH, Corisecio GmbH, CyberForum e.V., 1&1 Internet AG, EUROSEC GmbH, IHK Darmstadt Service GmbH, Insiders Technologies GmbH, John Deere Werke Mannheim, KOBIL Systems GmbH, mineway GmbH, Netbiscuits GmbH, Ontoprise GmbH, SIEDA GmbH, Sirrix AG, STI Software Technologie Initiative Kaiserslautern e.V., Technologie-Initiative smartFactory KL e.V.
Forschung & Entwicklung: DFKI - Innovative Retail Laboratory, Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung, Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie, Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Technische Universität Kaiserslautern, Universität des Saarlandes