Projekt DONUT

Laufzeit: 01.05.2022 - 30.04.2023 Förderung: BMBF

Team: Ivan Volosyak, Piotr Stawicki, Aya Rezeika und Farah Sherif

Moderne Technologien, die das tägliche Leben der Menschen bereichern und vereinfachen, gewinnen immer mehr an Einfluss. Gehirn-Computer-Schnittstellen, manchmal auch Gehirn-Maschine-Schnittstellen oder Neuroprothesen genannt, erfassen Gehirnsignale, analysieren sie und übersetzen sie in Echtzeit in Anweisungen, die ein Computer verstehen kann. Diese Anweisungen können dann an Geräte weitergeleitet oder direkt verarbeitet werden, um gewünschte Aktionen auszuführen. Auf diese Weise wird eine direkte Kommunikation zwischen dem Gehirn und dem zu steuernden Objekt, etwa einem Sprachcomputer oder einem Roboter, ermöglicht.

HUBRIS: HUman-like Behaviour of Robotic In-vehicle Systems

• Start: 26.12.2022 - 12.2026
• Fördergeber: RAAK-Pro
• Homepage: https://specials.han.nl/sites/automotive-research/hubris/index.xml

Projektbeschreibung

Das automatisierte Fahren ist heute mit Hilfe von ADAS-Systemen im Fahrzeug Realität geworden. Immer mehr solcher Systeme werden von OEMs und Dienstleistern entwickelt, um die Straßen- und Verkehrssicherheit zu erhöhen. Die derzeitigen fahrzeuginternen Systeme erfordern eine kontinuierliche Überwachung und Verhaltensanpassung des menschlichen Fahrers. HUBRIS zielt darauf ab, Designrichtlinien für die Entwicklung von bordeigenen Systemen zu entwickeln, die sich an den menschlichen Fahrer anpassen können.

CONUS: Competence Net urban-industrial Supply

• Laufzeit: 10.2020 - 01.2023
• Förderung: EFRE.NRW

Projektbeschreibung

Kompetenznetz urban-industrielle Versorgung

CONUS steht für Competence Net urban-industrial Supply und ist ein aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes NRW finanzierter Zusammenschluss. Im CONUS-Netzwerk schließen sich Hochschulen, Gemeinden, Unternehmen und weitere zivile und öffentliche AkteurInnen vom Niederrhein zusammen, um gemeinsam innovative und digitale Lösungen zu entwickeln. Sie forschen, testen beziehungsweise implementieren, tauschen sich aus und teilen in seinem Wirkungsraum Wissen und Erfahrungen. CONUS setzt dabei auf die Stärkung und Verknüpfung von lokalen Industrien zwischen Stadt und Land in der Region und im Nachbarland Niederlanden, um das übergeordnete Ziel des Klimaschutzes – insbesondere die Reduktion des ökologischen Fußabdrucks – zu erreichen. Dazu werden in Living Labs neue, partizipative und vor allem regionale Prozesse angestoßen sowie unterschiedliche Innovationen erprobt, z.B. autonomes Fahren, hochdigitalisierte Landwirtschaft, kollaborative Lebensmittelversorgung und biobasierte Rohstoffe. Die Living Labs bieten die Möglichkeit, neue Ideen zu testen, setzen auf unterschiedlichen Ebenen der Wertschöpfungskette an und werden in das bestehende (Logistik-)System eingebettet. Darüber hinaus steuert das CONUS-Netzwerk die weitere wissenschaftliche, wirtschaftliche und gesellschaftliche Verwertung seiner Projekte und Initiativen. CONUS setzt öffentliche Impulse, z.B. durch Workshop-Formate, gemeinsame Innovationsevents und Konferenzen in einem inter- und transdisziplinären Umfeld. Mit der Expertise und der Unterstützung des gesamten Netzwerks werden Potenziale für die gesamte Region exploriert und ausgebaut.

KIE: Künstl. Intelligenz und Algorithm. Entscheidungssysteme

Das Projekt wurde vor Kurzem bewilligt. Weitere Details folgen.

• Förderung: Programm zur Innovationsförderung im Verbraucherschutz in Recht und Wirtschaft

Projektbeschreibung

Künstliche Intelligenz und algorithmische Entscheidungssysteme: Eine empirische und verhaltensökonomische Analyse neuer Chancen und Hemmnisse der digitalen Verbraucherteilhabe (KIE).

M3S: Moderne Mensch Maschine Schnittstelle

• Laufzeit: 01. Mai 2017 - 30. April 2020
• Fördergeber: Europäischer Fond für Regionale Entwicklung (EFRE)

Projektbeschreibung

Eine Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer. Im Projekt M³S wird eine verbesserte Kommunikationstechnologie entwickelt, die Menschen mit körperlichen Beeinträchtigungen dabei hilft, mit ihrer Außenwelt in Kontakt zu treten. Diese Technologie misst Gehirnaktivitäten mit einem EEG, also einem Elektroenzephalogramm, und wandelt die Daten mithilfe einer Gehirn-Maschine-Schnittstelle in Echtzeit in Befehle um. Gehirn-Computer-Schnittstellen (Brain-Machine-Interfaces, BMI) haben das Potential, sich in unterschiedlichen Branchen als unterstützende oder auch unterhaltende Technologie zu etablieren.

RubyDemenz: Hilfe für Demenzkranke und die ganze Familie

• Projektlaufzeit: 01.02.2020 - 31.01.2023
• Fördergeber: BMBF

Projektbeschreibung

Unsere Sicht auf das Projekt: Die Basis des RubyDemenz-Systems ist das technische ELISA-System, das im Projekt “OurPuppet” entwickelt wurde. ELISA hat einige statische Programme. Diese statischen Programme definieren Abfolgen von Grundaktionen (vordefinierte Dialoge, Schaltvorgänge, Kopfbewegungen usw.), die das ELISA-System ausführen kann. Abhängig von den Antworten, die der Benutzer während eines Dialogs gibt, können unterschiedliche Abläufe für bestehende Situationen definiert werden. Ein Kommunikationspartner, der “immer das Gleiche sagt oder tut”, wird mit der Zeit als langweilig, nicht “lebendig” und uninteressant wahrgenommen. Es sind also mehrere Varianten notwendig, die die benutzerspezifischen Eigenschaften berücksichtigen. Die Eigenschaften des Nutzers sind jedoch in der Regel schwer zu konfigurieren. Ein Grund dafür ist, dass sie dem Nutzer selbst meist nicht bewusst sind. Hinzu kommt, dass sich diese Eigenheiten mit fortschreitender Krankheit verstärken. Das System muss also aus den Erfahrungen, die es in verschiedenen Interaktionssituationen gemacht hat, lernen und das erlernte Wissen in zukünftigen Interaktionssituationen berücksichtigen und sich wie ein lebendiges, intelligentes Wesen auf seinen Kommunikationspartner einstellen. Die verbale Interaktion wird im ELISA-System durch ein geringes Maß an nonverbalen Kommunikationsfähigkeiten unterstützt. Das zugrundeliegende System kann den Nutzer ansehen, die Augen öffnen, den Mund und die Mundwinkel bewegen, um durch ein Lächeln Freundlichkeit und Aufmerksamkeit auszudrücken. Die Projektpartner wollen die Ausdrucksfähigkeit des Roboters erhöhen. Die neue Ausdrucksfähigkeit muss dann in die Interaktion einbezogen werden. Zu diesem Zweck ist die Entwicklung eines erweiterten Kommunikationsmodells geplant, das als mehrdimensionales Zustandsmodell implementiert werden soll und die nonverbale Kommunikation unterstützt.

Ourpuppet: Hilfe für Demenzkranke und die ganze Familie

• Projektlaufzeit: 01.05.2016 – 30.04.2019
• Förderung durch: BMBF

Projektbeschreibung

Das “Ourpuppet”-Projekt zielt darauf ab, informelle Betreuer von Menschen mit Demenz durch den Einsatz einer innovativen Mensch-Computer-Interaktion unter Verwendung einer sensorbasierten Puppe (Roboter im Puppenlook) zu unterstützen. Informelle Bezugspersonen sollen durch den Einsatz der interaktiven Puppe entlastet und Unsicherheiten überwunden/verringert werden, insbesondere wenn sie abwesend sind. Das System “OurPuppet” soll den emotionalen und gesundheitlichen Zustand der pflegebedürftigen Person erfassen, unerwünschte Situationen erkennen und bestimmte Aktivitäten anregen. Darüber hinaus soll die Kommunikation zwischen informellen Betreuern und Pflegebedürftigen unterstützt und eine Kontinuität in der Kommunikation ermöglicht werden. Aus Sicht der Nutzer bietet das OurPuppet-System folgende Funktionen: Das System soll den Kontext und den emotionalen Zustand der zu pflegenden Person erkennen und bei Bedarf Angehörige benachrichtigen (Statuserfassung und Notfallerkennung). Durch die gezielte, kontextangepasste Stimulation der zu pflegenden Person wird die zu pflegende Person entlastet und die zu pflegende Person gewinnt an Lebensqualität (Aktivierung und Unterstützung). Erkennt das System eine belastende Situation, soll es beruhigend auf die zu pflegende Person einwirken (Beruhigung). Eskaliert die Situation weiter, kontaktiert das System die Pflegeperson (informieren). Aus technischer Sicht nimmt das System Daten von Sensoren in der Umgebung und von Sensoren, die sich in der Puppe befinden, auf, analysiert diese Daten und leitet daraus den Kontext (die Situation) ab, in dem sich das Ourpuppet-System befindet. In Verbindung mit Regeln, die sich aus Vorgaben, Expertenwissen und Informationen der pflegenden Angehörigen ergeben, leitet das System ein Ziel für die zukünftige Handlung ab. Ein mögliches Ziel kann z.B. sein, dass die zu pflegende Person unterhalten werden soll. Die Ausarbeitung von Zielen ermöglicht es dem Ourpuppet-System, zielgerichtet zu handeln. Je nach Zielsetzung können entsprechende Einzelaktionen durchgeführt werden. Das Framework, mit dem der Ablauf der Aktionen des OurPuppet-Systems gesteuert und überwacht wird, stellt den Kern des Teilprojekts der Hochschule Rhein-Waal dar.

ADAMAAS: Adaptive and Mobile Action Assistance in Daily Living Activities

• Projektlaufzeit: 05/2015 - 042018
• Förderung: 1.600.000 Euro

Projektbeschreibung

ADAMAAS kombiniert Techniken aus der menschlichen Gedächtnisforschung, Eye-Tracking und physiologische Messungen (wie Atem- oder Herzfrequenz), Objekt- und Handlungserkennung (Computer Vision), Augmented Reality (AR) sowie fortschrittliche kognitive Bewertungs- und Interventionstechniken. Die ADAMAAS-Brille ist in der Lage, tatsächliche Handlungsabläufe zu erkennen, Fehler zu antizipieren und auf Fehler zu reagieren sowie situations- und kontextabhängige Hilfestellungen in Text-, 2D- und 3D-Format vor Ort auf einer transparenten virtuellen Ebene im Blickfeld des Nutzers anzuzeigen. ADAMAAS zielt darauf ab, Menschen dabei zu unterstützen, ein altersgerechtes, ihren geistigen und körperlichen Fähigkeiten entsprechendes, selbstbestimmtes Leben zu führen. So ist das System in der Lage, neue Handlungsoptionen vorzuschlagen und selektive Lernprozesse zu induzieren. ADAMAAS ist also kein stationäres, sondern ein mobiles Assistenzsystem. Die ADAMAAS-Brille ist in der Lage, den Blick des Teilnehmers auf die virtuelle Ebene im Blickfeld des Benutzers sowie auf die reale Umgebung zu messen. Wir haben eine videobasierte Echtzeit-Architektur für ein tiefes neuronales Netz entwickelt, die aus drei Modulen besteht. Das erste Modul kann lokale Hand- und Objektinteraktionen mithilfe eines semantischen Markierungsansatzes erkennen. Dieses Modul kann die Orientierung und Position von Objekten im 3D-Raum mithilfe einer modellbasierten Registrierung verfolgen. Das zweite Modul schätzt den globalen Zustand einer Montageaufgabe. In Kombination mit dem dritten Modul, einer probabilistischen Zustandsmaschine, ist das System in der Lage, den aktuellen Zustand einer Montageaufgabe automatisch zu erkennen und zu einem geeigneten Zeitpunkt individualisiertes Feedback zu geben.

AVIKOM – A cognitive and mobile assistance system to provide individualized audiovisual action support in the modern working world

• Laufzeit: 05/2019 – 04/2022
• Fördersumme: 2.400.000 Euro
• Anteil BMBF/ESF: 1.700.000 Euro

Projektbeschreibung

Die zunehmende Digitalisierung und Globalisierung sowie rasante gesellschaftliche Entwicklungen führen zu weitreichenden Veränderungen in der modernen Arbeitswelt. Das Ziel der Förderlinie “Zukunft der Arbeit: Mittelstand - innovativ und sozial” des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist es daher, die Konzeption und Entwicklung neuer Konzepte und Instrumente zur Gestaltung und Organisation der Arbeitswelt in enger Zusammenarbeit mit kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zu unterstützen.

GGD: Gärtners Grüner Daumen

• Laufzeit: 01.01.2020 - 30.05.2022
• Förderung: INTERREG V A Deutschland - Nederland

Projektbeschreibung

Gärtners Grüner Daumen ist ein Projekt, um Führungskräfte im täglichen Betrieb mithilfe von Daten zu entlasten, um die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.

QUALITÄTSVERBESSERUNG UND ARBEITSENTLASTUNG

Die Erzeugung von Zierpflanzen und Gemüse entlang der deutsch-niederländischen Grenze ist eine wichtige wirtschaftliche Tätigkeit im regionalen Gartenbau. Die Branche gerät jedoch aufgrund steigender Arbeitskosten, Fachkräftemangel und steigender Qualitätsanforderungen von Marktteilnehmern und Verbrauchern zunehmend unter Druck. Landwirte müssen zunehmend als gartenbauliche „Manager“ arbeiten.