Projekte

DyNaMo

Sichere und Nachhaltige Mobilität in der Stadt von morgen (DyNaMo)

KI-Assistenzsysteme fürs Radfahren

Verkehrsunfälle, sind weltweit einer der häufigsten Todesursachen für Kinder und junge Erwachsene bis 29 Jahre. Das Projekt „DyNaMo: Sichere und nachhaltige Mobilität in der Stadt von morgen“ setzt sich dafür ein, den Radverkehr sicherer zu machen. Dafür verfolgt es einen ganzheitlichen Ansatz:
Zur langfristigen Vermeidung von Verkehrsunfällen bzw. zur Erhöhung der Sicherheit von Radfahrenden erforscht DyNaMo die Grundlagen für:

• die Umsetzung geeigneter Radinfrastrukturmaßnahmen ausgehend von einer KI-basierten Analyse des Verhaltens der Verkehrsteilnehmenden,
• die Entwicklung von Schulungsmaßnahmen für Radfahrende, ebenfalls ausgehend von einer KI-basierten Verhaltensanalyse,
• die Entwicklung von neuen, rechtskonformen KI-basierten Assistenzsystemen für Radfahrende sowie
• eine noch bessere Erfassung und antizipative Berücksichtigung des Verhaltens von Radfahrenden im KI-basierten autonomen Fahren.

Darüber hinaus gibt es noch eine Reihe weitere wichtiger Punkte für die Radverkehrssicherheit, die nicht im Focus von DyNaMo stehen. Solche wichtigen Punkte sind z.B. Reduzierung von Kfz-Geschwindigkeiten, Fahrradhelm, sichtbare Kleidung...

Das Projekt forscht mit den Perspektiven der Informatik, der Rechtswissenschaft, der Verkehrswissenschaft und der Verkehrspsychologie.

Ziel von DyNaMo ist es, in einem ganzheitlichen soziotechnischen Ansatz unter Nutzung von KI vielfältige Methoden und Maßnahmen für eine deutliche Erhöhung der Verkehrssicherheit und damit eine nachhaltige Mobilität für die Stadt von morgen am Beispiel des Radverkehrs zu erforschen.

Die Forschungsziele des LOEWE-Schwerpunktes DyNaMo sind (1) die Erforschung der KI-basierten Erfassung des Fahrverhaltens von Radfahrenden. Die Erfassung dieses Verhaltens, z.B. das Heben des Armes zum Abbiegen, erfolgt mittels Kfz- und Wearable-basierten Sensoren und wird mittels verschiedener KI-Methoden (z.B. Transformer, Hyperparameter-Optimierung, „Transfer-Learning“, Sensorfusion) erforscht. Mit den Daten lassen sich dann (2) wirksame Infrastruktur- und Schulungsmaßnahmen erforschen, die substantiell zur Verkehrssicherheit der sicheren und nachhaltigen Mobilität in der Stadt von morgen beitragen. Um diese Ziele zu adressieren, sind die Expertisen der Informatik, Verkehrspsychologie, Verkehrsplanung und Rechtswissenschaften zu kombinieren.

Förderphase: Januar 2025 bis Dezember 2028

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Klaus David, Universität Kassel, ComTec

Projektpartner: Fachgebiete der Universität Kassel

• Fachgebiet Öffentliches Recht, IT-Recht & Umweltrecht, Prof. Dr. Gerrit Hornung (LL.M.)
• Fachgebiet Radverkehr und Nahmobilität, Prof. Dr. Angela Francke
• Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrssysteme, Prof. Dr. Carsten Sommer
• Fachgebiet Intelligente Eingebettete Systeme (IES), Prof. Dr. Bernhard Sick
• Fachgebiet Kommunikationstechnik (ComTec), Prof. Dr. Klaus David

Förderer: Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE), Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Forschung, Kunst und Kultur

PharmaXR

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Forschungsprojekt PharmaXR ermöglicht die Schulung mittels XR- und KI-Technologien für Beschäftigte in der Pharmaindustrie. PharmaXR nutzt die Möglichkeiten von eXtended Realitiy (XR), um Schulungs- und Lernszenarien für qualitätskritische Wertschöpfungsprozesse völlig neuartig digital zu gestalten. Dazu wird die Wandlungsfähigkeit der Unternehmen auch auf organisatorischer Ebene mitbetrachtet. Durch sensorbasierte Aktivitätserkennung mit künstlicher Intelligenz soll es möglich werden, die korrekte Durchführung der Produktionsschritte der Mitarbeitenden digital zu begleiten und im Fehlerfall Rückmeldungen zu geben. Das Forschungsprojekt hat das Potenzial, die Art und Weise, wie Mitarbeitende in der Pharmaindustrie geschult werden, grundlegend zu verändern.

PharmaXR, gefördert im Rahmen der Initiative „Industrie 4.0 – Wandlungsfähigkeit von Unternehmen in der Wertschöpfung von morgen“ (In Wandel), entwickelt eine fortschrittliche digitale Trainingsumgebung. Diese ermöglicht es, Mitarbeitende gezielt zu schulen, noch bevor diese in realen Produktionsstätten arbeiten. Insbesondere bei der Planung und Einrichtung von Produktionsprozessen für sensible Produkte wie Impfstoffe bietet PharmaXR erhebliche Vorteile.

Ein besonders hervorzuhebendes Merkmal von PharmaXR ist die Möglichkeit, virtuell einen Reinraum zu betreten. Diese Funktion erlaubt es den Mitarbeitenden, sich mit den spezifischen Anforderungen und Protokollen dieser hochsensiblen Umgebungen vertraut zu machen, bevor sie tatsächlich vor Ort arbeiten. Dadurch werden nicht nur Trainingszeiten verkürzt, sondern auch die Effizienz und Sicherheit in der pharmazeutischen Produktion gesteigert.

ComtTec übernimmt die Erforschung von KI-basierten Algorithmen zur Aktivitätserkennung mittels Wearables. Über die Datenaufnahmen mit beispielsweise Smartphone und Smartwatch sollen Aktivitäten also Arbeitsschritte erkannt werden. Dies ermöglicht die Sicherstellung der Qualität der Produktionsprozesse schon in den Schulungen mittels XR- und KI-Technologien. Dies bietet auch die Basis für ein Qualitätsassistenz- und Dokumentationssystem.

Förderphase: Januar 2025 bis Dezember 2027

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Klaus David, Universität Kassel, ComTec

Projektpartner: PTS Training Service, FLAVIA IT-Management GmbH, Sigmund Lindner GmbH, Universität Kassel, Wirtschaftsgenossenschaft deutscher Tierärzte eG, als antizipierter Partner die CUP Laboratorien Dr. Freitag GmbH

Förderer: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

DFG-Projekt Achieve

Das DFG Projekt "Architectures for Vulnerable Road Users" (ACHIEVE) #516946933, ist eine Kooperation zwischen Prof. Klaus David vom Fachgebiet für Kommunikationstechnik (ComTec) der Universität Kassel und Prof. Delphine Reinhardt vom Fachgebiet Computersicherheit und Privatheit (CSP) der Universität Göttingen. Das Hauptziel von ACHIEVE ist die Untersuchung verschiedener Architekturen für kooperative Systeme mit dem Fokus auf Kollisionsschutz und Privatsphäre von Fußgängern und Fahrradfahrern. Die Leistungsfähigkeit dieser Architekturen soll anhand quantitativer Bewertungen gemessen werden.

Es gibt verschiedene Arten von Systemarchitekturen, die im Rahmen des Projekts untersucht werden. Dazu gehören Peer-to-Peer-Architekturen, Client-Server-Architekturen und hybride Architekturen. Diese unterscheiden sich unter anderem durch die Art der Kommunikation (direkt, zellular oder hybrid), den Ort der Berechnung der Kollisionsschutzalgorithmen (auf mobilen Geräten, On-Board Units, Servern oder verteilt) und die Art der Warnungen.

Der erste Schritt besteht darin, die verschiedenen möglichen Systemarchitekturen zu identifizieren. Anschließend werden eigens entwickelte Key Performance Parameter für die Kollisionserkennung und die Einhaltung der Privatsphäre festgelegt. Diese Parameter dienen dazu, die Architekturen entsprechend zu bewerten und zu rangieren.

Die Bewertung basiert also auf quantitativen Messungen, die die Leistungsfähigkeit jeder Architektur in Bezug auf Kollisionsschutz und Privatsphäre genau erfassen sollen. Dies ermöglicht es, die Vor- und Nachteile der verschiedenen Architekturen besser zu verstehen und fundierte Entscheidungen für die Weiterentwicklung von kooperativen Systemen im Bereich des Straßenverkehrs zu treffen.

Förderphase: April 2023 bis März 2026

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Klaus David, Universität Kassel, ComTec

Projektpartner: Prof. Reinhardt

Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft

ZUKIPRO II

Mit dem Nachfolgeprojekt Zukunftszentrum für menschzentrierte KI in der Produktionsarbeit Hessen (ZUKIPRO II) wird ein praxisorientiertes Format für Informieren, Beraten und Qualifizieren geschaffen. Dazu soll eine partizipative Arbeits- und Technologiegestaltung kleine und mittelständische Unternehmen dazu befähigen, die Potenziale digitaler Technologien in Arbeits- und Geschäftsprozessen besser zu nutzen. Das Projekt ZuKIPro II soll eine Anlauf- und Transferstelle für KMU, Förderer, Technologieanbieter und Sozialpartner sein.

In ZUKIPRO II bietet ComTec Workshopformate im Bereich KI-Praxis an, um den KMUs einen einfachen Einstieg zu gewähren. Dabei stellt ComTec vor, wie man aus Rohdaten ein geeignetes KI-Modell erstellen kann. Durch diese Formate befähigt das Zukunftszentrum Unternehmen und ihre Beschäftigten, die Herausforderungen im eigenen Betrieb zu erkennen und zu analysieren, Lern- und Lösungsprozesse selbständig zu initiieren, zu gestalten und eigenständig umzusetzen sowie die Ergebnisse zu evaluieren.

Übergeordnetes Ziel des Projektes ist es, einen niederschwelligen Zugang zum Thema KI für KMU zu schaffen. Dazu werden KMU bei der partizipativen, co-kreativen Einführung und menschzentrierten Gestaltung von KI-Systemen unterstützt. Modulübergreifend informiert und berät das Zukunftszentrum KMU bedarfsgerecht und befähigt zur Umsetzung konkreter Lösungen.

Förderphase: 2023 - 2026

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Klaus David, Universität Kassel, ComTec

Projektpartner: RWTH Aachen, Institut für Technologie und Arbeit, Technische Universität Darmstadt, Industrie- und Handelskammer Kassel-Marburg und Regionalmanagement Nordhessen und BTQ-Bildungswerk.

Förderer: Bundesministerium für Arbeit und Soziales, Europäische Union