Knowledge and Information Services

Projects

Adaptive, Intuitive Assistance System for Intelligent Building Control (AICASys)

The project AICASys aims to enable wheelchair-bound persons to live a more autonomous and self-determined life in their own four walls. By means of an autonomously operating wheelchair and eye tracking glasses, visual scanning patterns of the affected person shall be recognised, the wheelchair shall be controlled via context information and items in the flat shall be switched as well as aid shall be provided in particular situations. Carers and relatives shall thus be supported in the care of the affected person.

Contact: Dr.-Ing. Dominik Riemer

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AnyPPA – Anonymous Predictive People Analytics

The aim of the project is the development of an employee-friendly software as a service solution, which allows companies accessibly and in compliance with data protection to use advanced predictive data processing methods (predictive data analytics), on the basis of employee data from a variety of IT systems and to use these for the enhancement of corporate decisions.

Contact: Miriam Kloepper

Artification

The aim of the Artification project is the development of digital strategies and applications to enhance the museum experience together with the Staatsgalerie Stuttgart and the Hochschule der Medien Stuttgart. The joint research and development work focuses on the visiting experience of the Staatsgalerie through gamified, mobile, or location-based digital applications.

Especially occasional museum visitors often find it difficult to articulate their preferences and interests concerning art. To provide them with a targeted museum experience, the FZI is developing an innovative web-based application that allows interested visitors to explore their relative preferences by means of randomly offered comparisons even before their visit to the museum - the system then automatically generates image suggestions in the background that match the visitor's interests. The application is based on the latest research results concerning interactive machine learning, a still young research discipline that improves the cooperation between humans and AI systems through continuous interaction and can therefore generate very accurate predictions.

Contact: Dr.-Ing. Steffen Thoma

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ARtSENSE – Augmented RealiTy Supported adaptive and personalised Experience in a museum based oN processing real-time Sensor Events

ARtSENSE aims to develop an active assistant, which looks over the user’s shoulder (physical world) and reacts on any change in a visitor’s state of interests (user’s world) by adapting the guide (digital world) accordingly.

The project ARtSENSE is funded through the cooperation programme of the Seventh Framework Programme (FP7) of the European Commission.

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BigGIS

In the project BigGIS, a new generation of GIS is developed and researched, which supports decisions in various scenarios, by means of new mechanisms and on the basis of large amounts of heterogeneous data, better and faster. The innovation lies in the comprehensive cooperation of time and space in the analysis, the consideration of significantly larger amounts of even unstructured and unreliable amounts of data and a continuous processing pipeline, which supports not only descriptive but also predictive and prescriptive as well as visual analyses. In the three application scenarios "Civil Protection", "Environment" and "Smart City and Health", prototypical problems are addressed and solutions are elaborated, empirically validated as well as further developed.

Contact: Dr. Tim Straub

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BigPro: Use of Big Data Technologies for Fault Management in Production

The aim of the project BigPro is to enable resilient and reactive production systems through the use of a real-time capable big data platform with reactive and proactive fault management.

Within the projects, FZI researchers deal with the conception and implementation of services for the reactive and proactive fault detection as well as the dynamic fault correction.

Contact: Dr.-Ing. Felix Brandt

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Bioökonomie 4.0 (Bioeconomy 4.0)

Through the transition towards a sustainable industrial production and energy supply, the bio-based economy is increasing in importance worldwide. The forestry sector is an essential pillar of bioeconomy. Although individual economical-ecological questions play a role in political debates over and over again, there is practically no relevant social discussion on future questions of a wood-based bioeconomy. Our project aims at initiating a wide social debate on ecological and economical questions of forest management's future. The starting point is the idea of the art project "terra0" that wants a forest to be autonomously self-managed using the blockchain technology.

 

Contact: Sven Willrich

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C/sells

The energy transition leads to the greater use of renewable energies and decentrality. The resulting greater diversity, the full participation and the higher complexity with shorter reaction times require a profound reconstruction of the infrastructure, in order to distribute and store energy. To focus is set on the interdisciplinary, intelligent networking of technical elements as well as business processes and market mechanisms. The FZI participates in C/sells by designing new market models and by transforming real estate into self-organising cells.

Contact: Julian Huber

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CloUIT

The project CloUIT deals with the establishment of new IT sourcing models at an investment company in Frankfurt (Main). In the context of an already fully outsourced infrastructure and service landscape, the focus is set on the selection of new service offers and providers together with data privacy and security questions. The reliable selection and seamless integration of new services into existing infrastructures, with the option of changing the provider at any time, requires explicit knowledge acquaintance of the existing IT risk situation. This is obtained through the analysis of monitoring data with data mining methods and their aggregation.

Contact: Dr. Tim Straub

CoPoT

The aim of the BMBF-funded project CoPoT - Connected Power Tools –is the safety improvement in the Do-it-yourself Area and the development of power tools into intelligent assistants. The pursued integration into a digital ecosystem intends to fully support users and simultaneously protect them from operating errors. From a central cloud, the user gets the suggested settings and further recommendations for action. The power tool automatically sets its operating parameters, while a smart toolbox forms the starting point for guiding users. The anonymous sensor data is sent back to the cloud and used with machine learning algorithms to further optimize operating parameters and instructions. Within the project consortium, the FZI Research Center for Information Technology is responsible for the dynamic distribution of application algorithms on edge devices and machine learning algorithms in the field of federated learning.

Contact: Dr.-Ing. Steffen Thoma

Cyberwehr Baden-Württemberg

The aim of the Cyberwehr Baden-Württemberg is the statewide development of regional infrastructures for the first aid in the case of an IT security incident in Baden-Württemberg's small and medium-sized companies. Currently, the Cyberwehr is in an exploration phase in the Karlsruhe area and it is available for companies of this area. A control point along with a hotline will be set up, in the framework of the exploration phase. This contact point is accessible 24 hours 7 days a week via the telephone number 0800-CYBERWEHR and operates on the basis of incoming calls.

Contact: Dr. Dirk Achenbach

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DAM4KMU - Digital Assistant for Requirements Management for Agile Product Development in Small and Medium-sized Companies

The aim is to develop methods and concepts, in order to make the requirements management by means of a web-based, digital assistant system also for SMEs more efficient and process-integrated. On the one hand, a semantic connection of requirements amongst others as well as with relevant contexts that are (partly) automated captured, enables a holistic view of the requirements onto every development status. On this basis, real-time analyses can be implemented concerning the quality, redundancy, dependence and effect on to the entire requirements network. On the other hand, the user shall be methodically and context-intensively supported in the fulfilment of RM tasks. All affected stakeholders can thus be actively integrated into the requirements management process, by which the quality of the products will sustainably improve.

Contact: Simon Fritz

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Data Quality Management in Corporate Financial Controlling

In the project Data Quality Management in Corporate Financial Controlling, the FZI develops, together with Bayer AG, analytical processes for defining early indicators for forecast accuracy in financial planning processes. Based on robust prediction techniques, metrics for planning quality as well as probabilistic networks and complex rule engines are derived from large amounts of historic planning (revision-) data in order to anticipate predictive accuracy and potential biases already when delivering or revising the predictions.

Contact: Prof. Dr. Thomas Setzer

digital@KA

Gemeinsam mit der Stadt Karlsruhe (Konsortialführer), der ISB AG, der CAS-Gruppe und dem CyberForum konzipiert das FZI Forschungszentrum Informatik im Projekt digital@KA eine mobile Plattform für Karlsruher Bürgerinnen und Bürger, Vereine, Wissenschaft und Wirtschaft um. Ziel ist es über eine Plattform sowohl hoheitliche Bürgerdienste als auch Angebote aus Vereine und von lokalen Unternehmen zugänglich zu machen. Die Bürgerinnen und Bürger sollen also in die Lage versetzt werden, sowohl kommunale Bürgerdienste, als auch sonstige von der Stadt Karlsruhe angebotene Dienste (z. B. WebKita oder KA-Feedback) und Angebote kommerzieller Anbieter sowie von gemeinnützigen Vereinen und Einrichtungen über eine einzige App mobil abzuwickeln. Das Projekt wird gefördert vom Ministerium für Inneres, Digitalisierung und Migration des Landes Baden-Württemberg. Digital@KA wurde zudem als „Bestes Digitalisie­rungsprojekt in Städten und Regionen" beim 18. Bundesweiten eGovernment-Wettbewerb ausgezeichnet.

Contact: Dr.-Ing. Sascha Alpers

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Innovative Analytics bei der 1&1 Telecommunication SE

Im Mittelpunkt des Projekts steht das Ziel, zu jeder Zeit kunden- bzw. vertragsindividuelle Präferenzen zu kennen und auf dieser Basis personalisierte Angebote über verschiedene Kanäle (Online, E-Mail, Telesales, etc.) ausspielen zu können.

Um dies zu ermöglichen, werden die im Unternehmen vorhandenen Daten mit innovativen Methoden des Data Mining, Machine Learning und der Recommendersysteme analysiert. Der Fokus liegt hierbei auf der Kombination verschiedener Algorithmen (Collaborative Filtering, Content-Based Filtering, Demographic Filtering, etc.) und der Integration heterogener Datenquellen im Rahmen der hybriden Recommendersysteme. Durch die Optimierung der Kombinationsgewichte mithilfe von statistischen Verfahren soll die Vorhersagegenauigkeit optimiert werden, um jederzeit das bestmögliche Angebot auszuspielen.

Das FZI hat somit die Aufgabe, neueste Forschungsergebnisse aus verschiedensten Bereichen ins Unternehmen zu integrieren und in die Kooperation einzubringen, um langfristig zu einer zukunftsweisenden und kundenorientierten Marketing-Strategie beizutragen.

Contact: Prof. Dr. Thomas Setzer

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Intelligent Diagnostics

So far, the visual examination of patients by physicians has been one of the most important pillars of the diagnostics of skin tumours. Already today, tens of thousands digital images are classified by means of AI methods in order to subsequently derive a diagnosis suggestions on the basis of a new image.
In order to further develop the diagnostics, the FZI investigates in the course of the project, together with further innBW institutions, how diagnosis suggestions can be improved through the use of a higher data density in the training data. New datasets shall be developed in the course of the project, using quantitative imaging techniques, which promise a significant increase of the data size per image. The aim is to take the digital, medical diagnostic of skin tumours to a new level, using improved AI models.

In the framework of the project, the FZI is particularly responsible for the development of the data and model management platform as well as the management of the AI models by means of that platform.

Contact: Dipl.-Wirt.Inform. (FH) Christoph Becker

Klassifikation von Produktstammdaten mittels Semantik (Semantik@IFCC)

Firmen fehlt es nicht an Daten, es fehlt Ihnen an Überblick über Methoden und Modelle der datengetriebenen Entscheidungsunterstützung. In Zusammenarbeit mit der Master Data Management Firma IFCC GmbH liegt der Fokus in diesem Projekt auf zwei Entscheidungsproblemen: 1) die automatische Klassifikation von Stammdaten (z.B. Produkte, Kunden, Werkzeuge) anhand eines gegebenen Klassifikationssystems wie eCl@ss; hierbei werden auch Herausforderungen der Datenqualität, der Multilingualität und von großen Datenmengen berücksichtigt; 2) das automatische Mapping zwischen Elementen eines Klassifikationssystems gegenüber eines anderen Klassifikationssystems. Vielversprechend bei diesen Problemen sind neben allgemeinen Ansätzen zur Automatisierung und Beschleunigung von datengetriebenen Entscheidungsunterstützungsprozessen insbesondere die Berücksichtigung der Semantik von Stammdaten- und Klassenbeschreibungen. Das dadurch verbesserte semi-automatische Management von Stammdaten ist zum Beispiel im Industrie-4.0-Kontext relevant, denn Stammdaten sind eine wichtige Referenzquelle für Produktionsprozesse.

Präsentation von Projektergebnissen auf PasDas Summit 2016: DIZ-Konfigurator: Eine Fallstudie zur Empfehlung von Methoden und Modellen zur automatischen Stammdatenklassifikation mittels Semantik

Contact: Dr.-Ing. Dominik Riemer

Konkurrent und Komplementär

Enterprise Social Software (ESS) wird in immer mehr Unternehmen in Deutschland eingesetzt. Sie kann für mehr Partizipation von Mitarbeiter*innen sorgen, birgt gleichsam aber auch Risiken – besonders unter Gesichtspunkten des Beschäftigtendatenschutzes. Die zentrale Forschungsfrage des Projektes lautet: "Wie gestalten sich Strukturen und Prozesse betrieblicher Mitbestimmung angesichts des zunehmenden Einsatzes von digitalen Unternehmens-Plattformen für Partizipation und Kollaboration, insbesondere für Betriebsräte?" Der Fokus wird auf den Einsatz unternehmensinterner Plattformlösungen für Beschäftigtenpartizipation, sogenannte Enterprise Social Software (ESS), gelegt.

Contact: Miriam Kloepper

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OCROSS

Im Rahmen des Projekts OCROSS (Open Data Crowd Sensing Service für die einfache Fusion annotierter und schwarmbasierter Massendaten) sollen zum einen große "Trainings-Datensätze" erzeugt und bereitgestellt werden, um die Investitionsschwelle für zukünftige Akteure/Startups zu reduzieren und somit die Grundlage für innovative Lösungen zu schaffen. Außerdem soll die Nutzung dieser Datensätze sowie deren zukünftige Anreicherung über ein Rahmenwerk mit einer angeschlossenen Marktplatzplattform realisiert werden. Teil dieses Rahmenwerks ist auch die Entwicklung von Verfahren zur verbesserten Kombination und Harmonisierung der durch die Crowd gesammelten Daten.

 

Contact: Dr. Tim Straub

Open HoLL

The project Open HoLL follows a unique approach: It combines the concepts of Open Innovation, i.e. the innovation-promoting transfer of knowledge between companies, with the real and virtual research environment of the FZI House of Living Labs (HoLL). Open HoLL centrally bundles the existing competences of the partner companies of the HoLL and other research institutions, in order to facilitate the transfer of knowledge and technology among all actors involved. The project aims to link relevant actors as early as possible and to include them in the development of solutions for the digital future.

Contact: Simon Fritz

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RealMoves

Moderne Fahrzeuge werden serienmäßig mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, durch welche der Betriebszustand und zu einem gewissen Grad auch das Umfeld der Fahrzeuge erfasst werden können. In einem Kooperationsprojekt soll geprüft werden, inwiefern eine weitergehende Auswertung dieser Routinemessungen mittels statistischer Auswertung Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Straßeninfrastruktur erlaubt. Das Gesamtvorhaben umfasst die sensorbasierte Merkmalserfassung, deren Vorverarbeitung, die Datengenerierung zur Funktionsabsicherung, die statistische Auswertung geo-temporaler Daten durch Methoden des statistischen Lernens sowie die Entwicklung der zugrundeliegenden Datenverarbeitungsinfrastruktur.

Contact: Stefan Otten

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ReApp - Wiederverwendbare Roboterapplikationen für flexible Roboteranlagen basierend auf ROS Industrial

Im Rahmen des ReApp Projekts verfolgt das FZI das Ziel, semantische Technologien und Beschreibungssprachen in wiederverwendbare "Roboter-Apps" für die geplante industrietaugliche Integrationsplattform verfügbar zu machen, um vor allem auch KMUs bei der Modellierung, Programmierung und dem Deployment von Roboterapplikationen zu unterstützen. Zusammen mit zahlreichen Projektpartnern wie zum Beispiel dem Fraunhofer IPA, KIT, Sick, Ruhrbotics und BMW versucht das FZI mittels ROS Industrial und "Roboter-Apps" die Programmierkosten zu reduzieren und so Robotik mittelstandtauglich zu machen.

Contact: Dr.-Ing. Arne Rönnau

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ReKoNeT

Im Rahmen des Verbundprojekts ReKoNeT werden Unternehmen eines Netzwerks – insbesondere KMU – befähigt das Netzwerk ganzheitlich zu betrachten und gemeinsam im Sinne eines Systemoptimums zu agieren. Hierfür werden Industrie 4.0 Konzepte unter Berücksichtigung von ökonomischen, sicherheitstechnischen und datenschutzrechtlichen Aspekten zu digitalisierten Kollaborationstools weiterentwickelt.

Contact: Wolfgang Badewitz

SaDaaS – Erfolgsbasiertes Pay-per-Use: Bezahlt werden nur erfolgreich ausgeführte Dienstleistungen

Herkömmliche Abrechnungsverfahren für Dienstleistungen, die als Online-Service über das Internet bereitgestellt werden, gehen davon aus, dass die eingekaufte Dienstleistung nach dem Auslösen störungsfrei bis zum Ende ausgeführt wird. Am FZI wurde ein Modul für Internet-Abrechnungssysteme entwickelt, das den korrekten Transaktionsablauf überwacht. Abgebucht werden nur erfolgreich ausgeführte Leistungen.

Contact: Natalja Kleiner

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SEAMLESS - Simulationsgestützte, assistenzsystem-basierende Engineering- und Maintenance-Dienstleistungen für Lean Aftersales-Services

Produkte, Prozesse und Dienstleistungen werden zunehmend miteinander zu intelligenten Dienstleistungen (Smart Services) verknüpft und entsprechend „veredelt“. Eine zentrale Bedeutung kommt hierbei dem Internet als vernetzende Infrastruktur zu: Sowohl bei IT-Anbietern als auch bei IT-Anwendern eröffnen internetbasierte Dienstleistungen große Wachstumspotenziale für komplexe Produkte, Produktionsprozesse und -anlagen.

Beispielsweise führen internetbasierte Dienstleistungen zu Betriebsoptimierungen von Anlagen durch neue Wissensplattformen und zur Virtualisierung von IKT-Infrastrukturen. Ziel des BMBF-Förderschwerpunkts ist die Entwicklung und Erprobung von innovativen Dienstleistungen und Geschäftsmodellen, die aus der konsequenten Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette hervorgehen. Im Fokus stehen flexible wie skalierbare Assistenzsysteme, auf Basis von Augmented und Virtual Reality. Damit können deutsche Unternehmen neue Smart Services - gemeinsam mit ihren Mitarbeitern und Nutzern - generieren, um sich einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil zu sichern.

Contact: Janek Bender

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Sensorium 4.0

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein universell anwendbares modulares Ortungs- und Interaktionssystem zu entwickeln, um Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) basierte Anwendungen zu unterstützen und hohe Ansprüche an Latenz, Präzision und Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems zu ermöglichen. Diese Daten dienen zur Steuerung von kontextsensitiven Events in der Realität als auch in VR und AR Umgebungen. Unter der Lokalisierungsinformation ist nicht nur eine genaue Ortung des Objekts (z.B. Personen, Fahrzeuge, Roboter), sondern ebenso die Ausrichtung und Beschleunigung zu verstehen. Zudem sollen die über Sensor-Module erfassten Statusdaten der Objekte und Subjekte in aufbereiteter Form in die Analyse einfließen und entsprechend an das Gesamtsystem weitergegeben werden. Die Herausforderung besteht darin, Sensor- und Trackingsysteme modular, in der Größe frei skalierbar zu gestalten und trotzdem die Verarbeitung aller Daten in Echtzeit zu gewährleisten.

Contact: Matthias Jaenicke

SeRoNet - Service Robotics Network

The project "SeRoNet – Servicerobotik-Netzwerk" (service robotics network), will reduce the costs, time and efforts for software development for robot solutions significantly by providing a B2B platform for the collaborative development of service robot solutions. By standardising the description of existing hardware as well as software components and equipping them with interoperable interfaces, the integration effort for new solutions decreases significantly. The platform further helps in actually finding the right components in the first place. In this way, new and innovative robotics solutions can be implemented cost-effectively and flexible.

Contact: M.Sc. Georg Heppner

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SLA@SOI

Im Projekt SLA@SOI wurde erforscht, wie Qualitätseigenschaften von IT-Diensten bei der Konstruktion Service-orientierter Architekturen systematisch sichergestellt und im Betrieb überwacht werden können. Das FZI steuerte Verfahren zur Qualitätsvorhersage beim Software-Entwurf bei, integrierte die Vorhersage in die entstandene SLA-Plattform und schuf neue Methoden für die Qualitätsplanung bei der Dienstkomposition

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SLAPMAN

In the EU-funded project  "SLAPMAN - Streaming Language Processing in Manufacturing" - which is part of the first European Language Grid (ELG) Call – FZI is developing software artifacts for connecting different ELG components and extending their functionality to less frequently used languages via few-short learning. This is important since (semi-)structured textual data sources are an often underestimated but important cornerstone in the manufacturing sector for product and process quality tracking. SLAPMAN develops novel methods for industrial text analytics in form of scalable and reusable microservices which can be easily orchestrated by domain experts in order to define quality anomaly patterns, e.g., by analyzing machine states and error logs. The results will be available as open source and integrated into the open source IIoT toolbox Apache StreamPipes.

Contact: Dr.-Ing. Steffen Thoma

SmartCheck-RZ

Ziel des Projektes SmartCheck-RZ ist es die energieeffiziente Planung von Rechenzentren (RZ) zu unterstützen. Die RZ’s stehen heute unter dem kontinuierlichen Zwang zur Steigerung ihrer Effizienz und Verbesserung ihrer Infrastruktur. Dies betrifft nicht nur die Erhöhung der Rechenleistung, die Verbesserung der Verfügbarkeit und die Erhöhung der Speicherkapazität, sondern trifft auch auf Maßnahmen zur Reduktion von Energie- und Wartungskosten.
Hier setzt das Projekt an, welches zum Ziel die Entwicklung eines Frameworks hat, das bei Neu- und Umplanung  von Rechenzentren die Energieeffizienz der eingesetzten Klima-Technologien in Abhängigkeit der konkreten Anforderungen und Kontextinformationen evaluiert und verbessert.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

Wegweiser Pflege und Technik

The Project "Wegweiser Pflege und Technik" has the goal to systematically collect innovative technologies and technology based services in nursing and to spread the knowledge by using specific transfer activities in Baden-Württemberg.

To achieve this goal, a web based Information Platform and a mobile exhibition are developed.

Contact: Christoph Zimmermann

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xDELIA

Goal of the EU-project xDelia is to produce both knowledge and novel applications capable of improving financial decision making in three different fields of practice: professional trading, private investment, and personal finance. The project uses and also evaluates the potential of games, game technologies, and sensors as components in learning support environments, and as tools to conduct experimental and field research.

The choice of these technologies for improving learning outcomes is motivated by recent findings in the expertise and decision making literature. Those are pointing to the importance for competence building of contextual and psychological validity, and of the need for timely and relevant feedback. Games and sensors allow to incorporate the characteristic of context validity and feedback into learning support environments.

Contact: Christoph Zimmermann

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