2001 - TZI

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2001 - TZI

Inhalt
2001: Trends im TZI
2
Bereich Bildverarbeitung
4
Bereich Sichere Systeme
8
Bereich Software-Ergonomie und Informationsmanagement
12
Bereich Intelligente Systeme
16
Bereich Digitale Medien und Netze
20
Ausgründungen aus dem TZI
24
Kooperationspartner
25
Beirat
28
Struktur des TZI
29
Mitarbeiter/innen
29
Messebeteiligungen, Ausstellungen, Workshops
31
Publikationen
32
Projekte
37
Bereichsübergreifende Projekte
37
39
42
Bereich Software-Ergonomie und Informationsmanagement
46
52
58
Technologie-Zentrum Informatik
Jahresbericht 2001
1
2001: Trends im TZI
Das Jahr 2001 war für das Technologie-Zentrum
Informatik geprägt durch die Evaluation, die im April
nach über fünf Jahren operativer Arbeit planmäßig
durch den Beirat des TZI und Vertreter der Universität
stattfand. Das TZI erhielt für seine sowohl regional als
auch national und international erfolgreiche Arbeit
eine sehr positive Bewertung. An die Universitätsleitung erging die Empfehlung, das Institut auch weiterhin zu fördern.
Inhaltlich hat sich das TZI in diesem Jahr neue Themengebiete, u.a. in den Zukunftsbereichen mobile
Kommunikation, Lehr- und Lernsysteme sowie E-Government, erschlossen. Auf regionaler Ebene gehören
dazu die Förderung des bremischen Schwerpunkts
„Mobile Cooperative Work”, die Mitwirkung an der
Funkvernetzung der Universität und die Durchführung
des Diskussionsforums für Bürgerinnen und Bürger in
Horn-Lehe. Das TZI hat mit mehreren Projektbeteiligungen Anteil an der BMBF-Initiative „Neue Medien in
der Bildung”. Internationale Erfolge sind neben der
konstanten Beteiligung von TZI-Mitarbeitern an der
Entwicklung internationaler Standards der Aufbau eines neuen Schwerpunkts Raumkognition im Verbund
mit internationalen Forschungseinrichtungen gemeinsam mit den Universitäten Hamburg und Freiburg.
Im Jahr 2001 summierte sich die Anzahl der Ausgründungen des TZI auf insgesamt neun, davon sieben
Unternehmen und zwei Vereine. Im Januar nahm das
Unternehmen b-novative GmbH seine Arbeit auf;
Entwicklung des Drittmittelvolumens des TZI (in TDM)
10.000
9.000
8.000
Zur Vorstellung seiner Ergebnisse beteiligte sich das
TZI zur CeBIT mit drei Exponaten auf dem Norddeutschen Gemeinschaftsstand und am Stand des Vereins
bremen multimedial. Darüber hinaus war das TZI als
Aussteller an der Bremer Messe Mittelstand-online
beteiligt, und im Juni wurde der gut besuchte Tag der
offenen Tür zum Thema „Arbeiten und Lernen mit Informationstechnologien” durchgeführt.
Auf Initiative des TZI wurde im November erstmals ein
Workshop „Sicherheit in Unternehmenskommunikation und -infrastruktur“ gemeinsam mit dem IKOM vor
sehr interessiertem Fachpublikum aus Wirtschaft, Forschung und Verwaltung zu aktuellen Fragen der
Sicherheit durchgeführt. Das TZI referierte gemeinsam
mit seinen Partnern aus der Wirtschaft zu den drei
Themen Digitale Signaturen, IP-Telefonie und WLAN
und konnte damit den gut 40 TeilnehmerInnen die
wachsende Kompetenz des TZI auf allen Gebieten der
Sicherheit demonstrieren.
Am Ende des Jahres hatte das Technologie-Zentrum
Informatik 87 wissenschaftliche Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen, zehn ProfessorInnen, sowie 15 sonstige
MitarbeiterInnen. Das Gesamtdrittmittelvolumen lag
bei 9,445 Mio. DM (4,83 EUR); dies entspricht einer Steigerung von 17,5 % gegenüber dem Vorjahr. Davon
entfallen 16 % auf Aufträge aus Wirtschaft und Verwaltung, 66 % auf öffentliche Fördergelder, z. B. DFG oder
europäische Gemeinschaft, und der verbleibende
Anteil von 18 % auf Mittel aus dem Investitionssonderprogramm (ISP) des Landes Bremen.
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0
1996
2
Geschäftsfeld ist die Vermarktung von Forschungsergebnissen, z.B. ein Werkzeug für Graphvisualisierung
und Schnittstellengeneratoren für eine effiziente Softwareentwicklung. Der Verein „Qualitätssicherung für
gynäkologische Operationen e.V.” musste leider aus
Finanzierungsgründen seine Arbeit im Laufe des Jahres einstellen. Alle anderen Ausgründungen entwickeln sich entgegen dem allgemeinen Trend des
Markts positiv. Während es Ende 2000 knapp 40 fest
angestellte MitarbeiterInnen gab, waren es in diesem
Jahr bereits 77 fest Angestellte und eine Vielzahl freier
MitarbeiterInnen.
1997
1998
1999
2000
2001
Entsprechend der neuen Satzung wurden in diesem
Jahr erstmals Sprecher und Stellvertretender Sprecher
gewählt. Prof. Jan Peleska löste Prof. Jürgen Friedrich
als Sprecher ab, Prof. Christoph Schlieder wurde zu seinem Stellvertreter gewählt. Die im letzten Jahr neu
hinzugewonnene Professorin für Informationssicherheit Prof. Claudia Eckert hat das TZI verlassen. Sie hat
eine Professur für Sicherheit in der Informationstechnik an der TU Darmstadt übernommen. Zugleich wurde sie in die Leitung des Fraunhofer Instituts für Sichere Telekooperation (SIT) in Darmstadt berufen. Mit Dr.
Michael Boronowsky (Intelligente Systeme) und Dr.
Martin Wind (Software Ergonomie und Informationssysteme) konnten wir neue Bereichsgeschäftsführer
begrüßen; Dr. Holger Schlingloff ist im Bereich Sichere
Systeme als Bereichsgeschäftsführer ausgeschieden
und ist einem Ruf an die Humboldt Universität Berlin
gefolgt. Als Nachfolger hat Dr. Karsten Sohr diesen Posten übernommen.
Bereich Bildverarbeitung (BV)
Der Bereich konnte erfolgreich die in den letzten Jahren entwickelte Kernkompetenz in der inhaltsbasierten Einzelbildanalyse in Anwendungsprojekte überführen und ausweiten. Auch im Videobereich konnte
das Content-Management-System mit Analyse und
Klassifizierungstool als Prototyp für ein großes Fernseharchiv installiert werden. Eine internationale Ausweitung der Forschungsaktivitäten erfolgte durch ein
EU-Projekt und die Beteiligung an internationalen
Messen. Auf dem Gebiet der bildgestützten Prozesskontrolle konnten die existierenden Computer Visionund Virtual-Reality-Techniken um erste Ansätze für
eine Roboterschnittstelle zum Greifen von unsortiertem Schüttgut oder Gegenständen auf einem Laufband erweitert werden.
Bereich Sichere Systeme (BISS)
Mit dem Beginn mehrerer neuer Forschungsprojekte
konnte das BISS seine Aktivitäten auf dem Gebiet der
formalen Methoden erheblich ausweiten.
Insbesondere wurde hier die Forschungsarbeit im
Bereich der algebraischen Spezifikationssprachen
intensiviert. Formale Methoden wurden aber auch eingesetzt, um Servicerobotik-Anwendungen sicherer zu
gestalten. Im Rahmen des europäischen LuftfahrtGroßprojektes Victoria hat das TZI die Aufgabe, neue
Verfahren und Systeme zur Testautomatisierung zu
entwickeln. In der Lehre ist das BISS maßgeblich an der
Entwicklung eines umfassenden Curriculums und integrierten Lehr/Lernsystems für das Gebiet „Entwurf sicherer Systeme“ beteiligt. Das Projekt „daVinci“ führte
zur Ausgründung der Firma b-novative GmbH.
Bereich Software-Ergonomie
und Informationsmanagement
(ISI)
In Kooperation mit der amerikanischen Benton Foundation und AOL wurde das Netzwerk „Digitale Chancen“ ins Leben gerufen und am 20. September 2001
von Bundeswirtschaftsminister Dr. Werner Müller eröffnet. Ziel ist es, noch mehr Menschen für die Möglichkeiten des Internet zu interessieren und sie beim Einstieg in dieses Medium zu unterstützen. Im Projektbe-
Jahresbericht 2001
reich E-Learning stand die Unterstützung universitärer
Lehre im Mittelpunkt. Daneben wurden Systeme zur
Unterstützung von Diskursen im Umweltbereich sowie
zur Internet-basierten Bürgerbeteiligung entwickelt
und erprobt. Schule gemacht haben die Konzepte zum
Informationsmanagement im Bildungsbereich. So
wurde u.a. für die Stadt Frankfurt am Main ein strategischer IT-Plan entwickelt. Der Projektbereich Wissensmanagement befindet sich gegenwärtig im Aufbau.
(IS)
Gemeinsam mit der Bremer Wirtschaftsförderung
konnte der Bereich einen wichtigen Beitrag zur Etablierung des T.I.M.E.-Schwerpunktes „Mobile Cooperative Work (MCW)” in Bremen leisten. Neben gemeinsamen Messeauftritten begleitete das TZI eine Bremer
Wirtschaftsdelegation, der auch Wirtschaftssenator
Hattig angehörte, in die USA, um das Thema MCW in
das Blickfeld der Öffentlichkeit zu bringen. Ein weiteres
wichtiges Ereignis war der Zuschlag für das DAAD-geförderte „International Quality Network” Raumkognition. In Kooperation mit den Universitäten Hamburg
und Freiburg konnten Mittel in Höhe von 1,3 Mio. DM
für den wissenschaftlichen Austausch auf internationaler Ebene gewonnen werden.
Bereich Digitale Medien und
Netze (DMN)
Der Schwerpunkt des Bereichs lag im vergangenen
Jahr auf der mobilen Kommunikation. Umfangreiche
konzeptionelle und organisatorische Arbeiten wurden
für die WLAN-Infrastruktur (Wireless Local Area Network) der Universität Bremen geleistet, um eine vernetzte Arbeit im Rahmen des „mobilen Campus“ zu
ermöglichen. Neben der Weiterentwicklung des technischen Konzepts wurde vom Bereich Digitale Medien
und Netze die Umsetzung einer skalierbaren Sicherheitsarchitektur vorangetrieben. Im neuen Projekt
6WINIT werden außerdem Komponenten für die drahtlose mobile Kommunikation in heterogenen Netzen
entwickelt. Der Bereich DMN arbeitet hier an GatewaySystemen für die Multimedia-Kommunikation auf der
Basis von IPv6, dem neuen Internet-Protokoll.
Prof. Dr. Jan Peleska
Dr. Simone Pribbenow
Prof. Dr. Christoph Schlieder
3
Prof. Dr. Otthein Herzog
Prof. Dr. Christoph Schlieder (Sprecher)
Dr. George Ioannidis (Geschäftsführer)
Der Bereich Bildverarbeitung hat sich seit der Gründung des Technologie-Zentrums Informatik stark mit
der inhaltsbezogenen Bildanalyse in Bildern und Bildfolgen beschäftigt. Die Ausrichtung des Bereichs
zeichnet sich nicht zuletzt dadurch aus, dass Methoden der künstlichen Intelligenz genutzt und adaptiert
wurden und werden, um eben diese inhaltsbezogene
Bildanalyse zu realisieren. Dadurch konnte ein Technologievorsprung in der Interpretation von Bildern und
Szenen und in der inhaltsbasierten Bildsuche gegenüber anderen Systemen erzielt werden. Im Jahr 2001
sind diese Technologien erfolgreich in nationalen und
internationalen Messen und Ausstellungen präsentiert
worden. Transferorientierte Projekte zeigen das starke
Interesse an den Arbeiten des Bereiches. Durch erfolgreiche Akquisition konnte das im letzten Jahr verzeichnete Wachstum des Bereichs fortgeführt werden. Die
Arbeitsbereiche in der Bildverarbeitung sind:
· Tools und Systeme für Content Management von
multimedialen Dokumenten,
· 3D-Bilderfassung, -analyse und -verstehen,
· automatisierte bildgestützte Prozesskontrolle.
Vertikal zu diesen Arbeitsbereichen hat sich in diesem
Jahr der Schwerpunkt „Bridging The Gap: Modul-basierte Integration von „low-level“ und „high-level“ Bildverarbeitungsmethoden“ gebildet. Der erste Teil umfasst die Gebiete von der Bildgebung bis zur Klassifikation einfacher Objekte. Im zweiten Teil werden geeignete Merkmale aus dem Bild berechnet, die dann mit
Hilfe von Wissensverarbeitungsmechanismen genutzt
werden, um Bilder/Bildfolgen oder Szenen zu interpretieren. Damit wird der Schritt von der syntaktischen
zur semantischen Ebene vollzogen.
Content Management Systeme und Tools
Mit zunehmender Vernetzung werden immer mehr
Produkte und Dienstleistungen über das Internet
angeboten. Hier wird angestrebt, aufbauend auf den
bereits erfolgreich entwickelten Technologien, vorhandene Archive in multimediale Produktionsarchive
umzuwandeln und somit deren Inhalte über Netze
bereitzustellen. Diese Methoden erlauben nicht nur
eine intelligente und effiziente Verbreitung der multimedialen Inhalte über das Internet, sondern auch über
3G Netze wie z.B. UMTS.
Besuch des Bürgermeisters von Kiew auf der CeBIT 2001
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Im europäischen Projekt ADViSOR werden Methoden
entwickelt, um Videodokumente zu erschließen. Dabei
werden diese Videodokumente in Szenen, einfache
Einstellungen und zuletzt repräsentative Bilder segmentiert, so dass nur die gewünschte Information detailliert zum Endkunden übermittelt wird. So werden
z.B. Textinhalte extrahiert, Kamerabewegungen verfolgt und Objektbewegungen beschrieben. Ziel ist es,
ein System zu entwickeln, welches dem Dokumentar
in seiner Arbeit assistiert und von zeitintensiven Routineaufgaben entlastet. Zusammen mit den Projektpartnern wird am Ende des Projektes ein „one-stop“ Prototyp für Fernseharchive bereitgestellt.
Schwerpunkt der zweiten Projektphase im DFG-Projekt AVAnTA war die Erforschung und Entwicklung von
Verfahren zur Analyse und Interpretation von Bewegung in Bildfolgen. Hierzu gehört die Erkennung bewegter Objekte, die Beschreibung der Bewegung und
der raum-zeitlichen Beziehungen zwischen den Objekten, und die inhaltliche Interpretation von Bewegung.
Darüber hinaus wurde ein verbessertes Verfahren zur
Generierung von Mosaikbildern entwickelt, das auch
auf Kameraschwenks, die bewegte Objekte enthalten,
anwendbar ist.
ADViSOR System zur Indexierung und Annotation von Videodaten
Jahresbericht 2001
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Das Bildretrievalsystem PictureFinder ermöglicht eine
schnelle und effiziente Bildrecherche in großen Archiven auf der Basis einer automatischen Bildbeschreibung. Farb- und Texturmerkmale des Bildes werden
analysiert und automatisch annotiert. Zusätzliche
automatische Erkennung einfacher Objekte und Szenen
und manuelle textuelle Annotation vervollständigen
den Archivierungsprozess. Es besteht eine Vielzahl an
Möglichkeiten, die verschiedenen Beschreibungskonzepte zu einer Anfrage für die Suche zu kombinieren.
Eine Schnittstelle für das Retrieval über das Internet
wird gerade für eine Bildagentur in eine E-Commerce
Lösung eingebunden und demnächst verfügbar sein.
Im IGR Projekt wird ein neuartiges assistierendes Softwaresystem für blinde und stark sehbehinderte ComputernutzerInnen entwickelt. Es erzeugt eine für diese
Personengruppe verständliche Beschreibung von graphischen Darstellungen in digitalen Bildern, wie sie in
Präsentationsvorlagen oder Webseiten vorkommen.
Der Forschungsschwerpunkt liegt auf der Untersuchung und Entwicklung neuer Methoden zur automatischen Bild- und Graphikanalyse und deren inhaltsbezogener Interpretation. Die Domäne der Objekte
umfasst zunächst Geschäftsgraphiken mit tabellarischem Aufbau.
3D-Bilderfassung, -analyse und -verstehen
Die Nutzung der Laserkamera als Entfernungsbildsensor für die Generierung von Entfernungsbildern und
-bildfolgen ist ein neuer Ansatz, um beliebig geformte
Objekte auf einem Fließband oder in einem Behälter
zu erkennen und ihre Position und Lage zu bestimmen, um sie beispielsweise zu vereinzeln, aufzurichten
oder zu sortieren.
Im Projekt 3D-Objektlageerkennung wurde basierend
auf den Arbeiten zur Segmentierung von Tiefenbildern im Projekt ISP 1.1. ein Verfahren zur „Modellbasierten Raumlageerkennung von Objekten auf Tiefenbildern“ entwickelt. Dabei werden Tiefenbilder, Grauwertbilder und Farbbilder kombiniert und Merkmale
extrahiert. Die so gewonnenen Merkmalsinformationen werden mit den Modellmerkmalen, die in einer
Datenbank abgelegt sind, verglichen.
Ziel des europäischen Projektes TeDUB, welches im
Berichtsjahr akquiriert wurde, ist es, ein System zu entwickeln, welches technische Zeichnungen interpretiert und für Blinde zugänglich macht. Dabei wird eine
Umgebung speziell für blinde NutzerInnen entwickelt,
ein Bildverarbeitungsmodul, welches technische
Zeichnungen analysiert, und die hierzu geeigneten
Schnittstellen, damit Blinde die extrahierten Informationen verarbeiten können. Das System wird Bilder aus
verschiedenen Quellen, wie z.B. Festplatte, web, ftp,
einlesen können und diese in bestehende Software
(screen reader) für Blinde integrieren, um die Einarbeitungszeit so gering wie möglich zu halten.
Merkmalsextraktion mit PicureFinder
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Entwicklungsplattform Orasis-3D
Im System Orasis3D werden neben den Standardbildfunktionen auch Bildoperatoren speziell für Tiefenbilder und die Entfernungsbildkamera entwickelt. Die
graphische Programmierung erleichtert die Erstellung
von Bildanalyse-Szenarien. Die umfangreiche Bibliothek von Standardbildoperatoren kann auf einfache
Weise über eine offene Schnittstelle erweitert werden.
Dadurch kann Orasis3D an beliebige Probleme angepasst werden, ohne die notwendigen Funktionen für
einfachere Aufgaben jeweils neu entwickeln zu müssen. Das System wird auch in der BildverarbeitungsVorlesung und den Übungen sowie im studentischen
Projekt TAKE eingesetzt.
Das studentische Projekt TAKE beschäftigt sich mit
dem Thema „CAD-Modell-basierte Analyse von Entfernungsbildern industrieller Fertigungsteile“. Ziel ist es,
ein System zu schaffen, das die Raumlage sortenreinen
Schüttguts in einem Behälter bestimmt. Als Sensor
wird hier auch die Laserentfernungskamera eingesetzt.
Automatisierte bildgestützte Prozesskontrolle
Im Projekt AuKRA wurde mit dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung ein Bildanalysesystem zur Akquisition und Bildanalyse rasterelektronischer Aufnahmen entwickelt. Das Bildmaterial besteht
aus Proben küstennaher Tiefseesedimente. Formveränderungen solcher Sedimente führen zu der Extraktion
von geologischen Kennwerten. Das entwickelte System wurde erfolgreich von dem Auftraggeber evaluiert und abgenommen. Weitere Entwicklungen, um
das System auch in anderen Zentren einzusetzen, werden zur Zeit diskutiert.
Jahresbericht 2001
Im Rahmen des Projektes AUTOZELL ist ein vollautomatisches Zellverfolgungssystem entwickelt worden,
das die digitale Erfassung der Migration einer großen
Anzahl von Zellen in einer 3D-Zellkultur für größere
Untersuchungsserien gestattet. Damit können statistisch relevante Ergebnisse mit hoher Aussagekraft für
den Menschen im In-Vitro-Experiment statt im Tierversuch gewonnen werden. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung sind Bildverarbeitungsalgorithmen mit wissensbasierten Methoden verknüpft worden. Ein
Schwerpunkt lag dabei auf der Entwicklung eines flexiblen Bildvorverarbeitungsmoduls und einer adaptiven Segmentierung. Ein zweiter war das Verfolgen der
Zellbewegungen. Hier galt es, Trackingalgorithmen
durch die Einbringung von Vorwissen so zu verbessern, dass sie für unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeiten und Veränderungen und Begegnungen von Zellen anwendbar sind.
Organisatorisches
Im Berichtsjahr hat der Bereich Bildverarbeitung
erfolgreich das im letzten Jahr verzeichnete Wachstum
halten können. Die erfolgreiche Technologieentwicklung der letzten Jahre zeichnet sich durch transfernahe
Projekte und Akquisition von anwendungsnahen europäischen Projekten aus. Die eingeworbenen Drittmittel
beliefen sich auf rund 1,4 Mio. DM (715.000 EUR). Zur
Zeit arbeiten zwei Professoren, ein Bereichsgeschäftsführer, acht wissenschaftliche MitarbeiterInnen und
eine Fremdsprachenassistentin im Bereich Bildverarbeitung. Gegenwärtig sind eine Habilitation, vier Dissertationen und 7 Diplomarbeiten in Bearbeitung.
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Prof. Dr. Claudia Eckert (bis Sommer 2001)
Prof. Dr. Martin Gogolla
Prof. Dr. Hans-Jörg Kreowski
Prof. Dr. Bernd Krieg-Brückner (Sprecher)
Prof. Dr. Jan Peleska
Dr. Holger Schlingloff (Geschäftsführer)
Der Bereich Sichere Systeme (BISS) beschäftigt sich
mit formalen Methoden zur Entwicklung sicherer Software. Die Arbeiten in diesem Bereich lassen sich in vier
Gruppen einteilen:
·
·
·
·
Industriekooperation,
Werkzeugentwicklung,
Grundlagenforschung und
Aus- und Weiterbildung
In unseren industriellen Kooperationsprojekten setzen
wir neue Methoden zur Software-Qualitätssicherung
für konkrete Produktentwicklungen unserer Partner
ein. Vielfach verwenden wir dabei Werkzeuge, die wir
entweder selbst erstellt haben, oder deren Entwicklung wir maßgeblich mitgestaltet haben. Die verwendeten Werkzeuge basieren auf mathematischen
Grundlagen, die wir in Zusammenarbeit mit anderen
Universitäten und Forschungseinrichtungen entwickeln. Die erarbeiteten Forschungsergebnisse geben
wir in inner- und außeruniversitären Kursen an Studierende und Kooperationspartner weiter.
Die inhaltlichen Schwerpunkte der Arbeit im BISS im
Bereich der Industriekooperationen liegen im automatisierten Test sicherheitskritischer Anwendungen.
Dazu gehört die automatisierte Prüfung integrierter
modularer Avionik im neuen Airbus, Software für Realzeit-Kommunikationsprotokolle, und andere sicherheitsrelevante Software. In der Werkzeugentwicklung
konzentrieren wir uns zur Zeit hauptsächlich auf die
Spezifikationssprachen UML (Unified Modelling Language) und CASL (Common Algebraic Specification
Language). Für beide entwickeln wir Validations- und
Transformationsmethoden, die in integrierten Softwareumgebungen realisiert werden. In der Grundlagenforschung hat das BISS vor allem Kompetenzen in
der Graph-Transformation und Visualisierung. Die hier
entwickelten Verfahren und Prototypen sind richtungsweisend für künftige Arbeiten zur automatischen
Synthese von Darstellungen. Zum Bereich der Grundlagenforschung gehören aber auch die Arbeiten am
Bremer Autonomen Rollstuhl „Rolland“, einem intelligenten Hilfsmittel für ältere und behinderte Menschen.
In der Lehre ist das BISS maßgeblich an der Entwicklung eines umfassenden Curriculums und integrierten
Lehr/Lernsystems für das Gebiet „Entwurf sicherer Systeme“ beteiligt.
Entwicklung des Bereichs im Jahr 2001
Ein neuer Schwerpunkt im BISS ist das BMBF-Verbundprojekt MMiSS (MultiMedia Instruktion in Sicheren Systemen). Zusammen mit vier weiteren deutschen Universitäten erstellen wir ein multimediales, internetgestütztes, adaptives Lehr- und Lernsystem, welches das
gesamte Curriculum des Fachgebiets „Sichere Systeme“ abdeckt. Dabei werden klassische Vorlesungsmaterialien (Bücher, Skripten, Folien usw.) der beteiligten
Projektpartner konsistent multimedial umgesetzt.
Weiterhin werden formale Software-Entwicklungswerkzeuge in das System integriert und dienen damit
sowohl als Lehrinhalt als auch als Lernmittel. Im
Gegensatz zu herkömmlichen multimedialen Unterrichtssystemen wird die Aktualität der Inhalte durch
ein semantisch unterstütztes Versionsmanagement
erreicht.
Übersicht über die MMiSS-Architektur
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Im Jahr 2001 wurden die Aktivitäten auf dem Gebiet
der formalen Spezifikationssprachen erheblich ausgeweitet. Die vorhandenen Werkzeuge für CASL (Common Algebraic Specification Language), insbesondere
das CATS (CASL Tool Set) zur Analyse von CASL-Code,
wurden maßgeblich weiterentwickelt. Zudem haben
wir Teile der CASL-Standardbibliotheken formal verifiziert und die zugehörigen Beweisskripte zur weiteren
Verwendung bereit gestellt. Nachdem die Arbeiten zur
Spezifikationsmethodik objektorientierter Programme
erfolgreich abgeschlossen wurden, konzentrieren wir
uns nun auf die Spezifikation funktionaler Programme.
In der von uns entwickelten Sprache HasCASL kann
die Funktionalität von Haskell-Programmen formal
aufgeschrieben und analysiert werden. Eine weitere
Anwendung der CASL-Methodologie ist die Kombination mit der Prozessalgebra CSP (Communicating
Sequential Processes); hier wurden erste Prototypen
entwickelt. Außerdem wurde damit begonnen, die Bremer CASL-Werkzeuge mit der Entwicklungsgraph-Umgebung des DFKI Saarbrücken zu kombinieren. Dies
soll langfristig zu einer integrierten Umgebung für
heterogene Spezifikationen und Beweise führen. Als
ersten Schritt dazu haben wir 2001 eine heterogene
Spezifikationssprache entwickelt, in der Formeln aus
verschiedenen Logiken verwendet werden können.
Diese Sprache ist generisch und kann somit durch viele
unterschiedliche Logiksysteme parametrisiert werden.
Fortschritte im ISP
Die vom ISP (Investitionssonderprogramm) geförderten Projekte des BISS haben 2001 erhebliche Fortschritte gemacht. Das Projekt II.3 hat als Ziel die Weiterentwicklung der UniForM Workbench, einer offenen
Integrationsumgebung für formale Programmierwerkzeuge zu einer integrierten Software-Entwicklungsumgebung. Wir haben die Workbench um ein versionierendes Objektsystem ergänzt, welches die generische Verwaltung von Objekten erlaubt. Dadurch ist es
möglich, sie als zentrales Repository für XML-Repräsentationen mathematischer Objekte und Beweise zu
nutzen. Im Projekt II.5 entwickeln wir ein System zur
Entwicklung von Spezifikationen für den Test von Luftfahrt-Controllern. Dies geschieht unter Zuhilfenahme
von Techniken der virtuellen Realität und weiteren
graphischen Schnittstellen. Wir haben hier eine Modellierung der virtuellen Umgebung in Java3D erstellt
und diese durch UML-Diagramme erweitert. Dadurch
wurde die Beschreibung paralleler zeitgenauer Abläufe und generischer, parametrisierbarer Spezifikationen
Jahresbericht 2001
Die Werkzeugarchitektur von CoFI. Eine geeignete Werkzeugunterstützung ist für eine weitere
Verbreitung Formaler Methoden wichtig.
ermöglicht. Im Projekt II.6 haben wir bestimmte UML
Statechart-Diagramme mit Graphtransformationen
formal beschrieben und einen Ansatz zur einheitlichen Verwendung von Klassen-, Objekt- und Statechart-Diagrammen entwickelt. Außerdem haben wir
damit begonnen, den Quellcode einiger Beispielprogramme zu analysieren und zum Zwecke der Dokumentation als UML-Diagramme darzustellen. Durch
objektorientierte Produktmetriken konnten dann bestimmte Eigenschaften wie Kopplung und Modularität
der ursprünglichen Software untersucht werden.
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Integrierte Luftfahrtelektronik
Auch im RoboCup-Wettbewerb geht es für das TZI voran!
Angewandte formale Methoden
Als Anwendungsbeispiel für die eher grundlagenorientierten Arbeiten zur Spezifikation und Verifikation
dient uns der Bremer Autonome Rollstuhl „Rolland“. In
dem neuen DFG-Forschungsprojekt „SafeRobotics“
entwerfen wir eine allgemeine Methodik, mit der eine
große Klasse von Servicerobotik-Anwendungen als Sichere Systeme gestaltet werden kann. Auf dem
zukunftsträchtigen Gebiet der Rehabilitationsrobotik
gibt es bislang wenig Ansätze, die Sicherheit eines Systems für den Benutzer formal nachzuweisen; hier sind
die von uns entwickelten Methoden besonders gut
einsetzbar. Das DFG-Schwerpunktprogramm „Raumkognition“ beschäftigt sich mit den Grundlagen räumlicher Repräsentation und Orientierung. Im Bremer Teilprojekt haben wir für den Rolland ein Navigationsverfahren umgesetzt, das auf Routengraphen basiert und
Aspekte der Navigation von Menschen, Tieren und
künstlichen Agenten (z.B. Robotern) vereint. Im Jahr
2001 wurde dieses Verfahren so weiterentwickelt, dass
sich damit konsistente Karten auch größerer Umgebungen erstellen lassen. Dadurch kann sich auch ein
nur mit minimaler Sensorik ausgestatteter mobiler
Roboter mit geringem Rechenaufwand in großen
Umgebungen selbst lokalisieren. Ein weiteres Ergebnis
der Robotikforschung im BISS war die Teilnahme am
RoboCup 2001 in Seattle, einer Fußballweltmeisterschaft für Roboter. Dort gehörte das BISS zum deutschen Team, das außerdem noch aus Partnern aus Berlin, Dortmund und Darmstadt bestand.
Ein weiterer neuer Schwerpunkt im BISS ist das
EU-Luftfahrtprojekt „VICTORIA“, das im Januar 2001
begonnen hat. Zu diesem Großprojekt haben sich
34 europäische Luft- und Raumfahrtunternehmen
zusammengeschlossen, wobei das TZI als eines von
nur fünf Universitätsinstituten beteiligt ist. Die Entwicklungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass die
Komplexität und die Einsatzgebiete von Elektronik an
Bord von zivilen Mittel- und Langstreckenflugzeugen
stark zugenommen haben. Zielsetzung von VICTORIA
ist daher die Entwicklung und Validierung von Prototypen für die einzelnen Avionik-Systeme und deren
Anwendungen. Im BISS entwerfen wir dabei Teststrategien zur umfassenden automatisierten Prüfung integrierter modularer Avionik sowie ein Hard-Real-Time
Testsystem zur Anwendung dieser Teststrategien beim
Integrationstest von Airbus-Kabinensystemen.
Um große hybride Systeme aus dem Gebiet der Bahnsteuerungssysteme effizient verifizieren und testen zu
können, entwickeln wir im DFG-Schwerpunktprogramm „Integration von Techniken der Softwarespezifikation für ingenieurwissenschaftliche Anwendungen“
eine Dekompositionstheorie, mit der die Spezifikation
des Gesamtsystems in ein System von kooperierenden
Einzelspezifikationen zerlegt werden kann. Im Jahr
2001 haben wir dabei weitere domänenspezifische,
auf das Anwendungsgebiet spezialisierte Beschreibungsformalismen realisiert (z.B. Gleispläne und Verschlusstabellen).
Im Bereich der Softwaretechnik nimmt die Unified Modeling Language (UML) als Industriestandard zur
Beschreibung von Softwaresystemen eine dominierende Rolle ein. Im BISS wurden 2001 grundlegende
Konzepte erarbeitet, die derzeit in einen Vorschlag für
den kommenden UML 2.0 Standard einfließen.
Als zweite Ausgründung aus dem BISS wurde im Januar 2001 die b-novative GmbH gegründet, die das von
uns entwickelte Graph-Visualisierungssystem „daVinci
Presenter“ vertreibt und gemeinsam mit uns weiterentwickelt. Im Juni wurde die neue Version 3.0 auf den
Markt gebracht. Erstmalig ist daVinci Presenter damit
nicht nur für die gängigen UNIX Plattformen, sondern
auch für Windows NT/2000 verfügbar.
Ergebnisse des VICTORIA-Projektes fließen in die Entwicklung der neuen
Airbus-Generation ein
10
Schülerinnen einer 7. Klasse bei der Arbeit am Computer im Rahmen des AG7.com-Projektes
Internationalität, Gleichstellung,
Nachwuchsförderung
Auch im Jahr 2001 war das BISS in Fragen der Internationalität, Gleichstellung und Nachwuchsförderung
aktiv. In zwei Kooperationsprojekten zur Graphtransformation (der EU Appligraph Working Group und
dem europäische Stipendiaten-Programm Getgrats)
haben wir mit acht Universitäten kooperiert. Das von
uns geleitete Verbundprojekt „Frauen studieren Naturwissenschaft und Technik“ der Universität Bremen und
der Hochschulen in Bremen und Bremerhaven zielt auf
die nachhaltige Steigerung des Frauenanteils in den
naturwissenschaftlich-technischen und ingenieurwissenschaftlichen Fächern ab. Das Projekt AG7.com des
Bremer Senators für Bildung und Wissenschaft, Willi
Lemke, für einen verbesserten Computereinsatz in den
siebten Klassen an Bremer Schulen wurde nach einer
erfolgreichen Startphase im ersten Halbjahr 2001 im
zweiten Halbjahr in verdoppeltem Umfang wiederholt.
Im Jahre 2002 wird es auf Schülerinnen und Schüler der
achten Jahrgangsstufe ausgeweitet.
Organisatorisches
Das Jahr 2001 war durch einige personelle Veränderungen im BISS gekennzeichnet. So hat Prof. Dr. Claudia Eckert mit Beginn des Wintersemesters eine Professur für Sicherheit in der Informationstechnik an
der TU Darmstadt übernommen. Zugleich wurde sie
in die Leitung des Fraunhofer Instituts für Sichere
Telekooperation (SIT) in Darmstadt berufen. Des Weiteren gab Dr. Holger Schlingloff nach erfolgreich
absolvierter Habilitation („Partial State Space Analysis
of Safety-Critical Systems“) Ende November seine
Stelle als Bereichsgeschäftsführer ab; Nachfolger wird
Dr. Karsten Sohr von der Universität Marburg werden.
Darüber hinaus habilitierte sich auch Dr. Bettina Buth
mit dem Thema „Formal and Semi-Formal Methods
for the Analysis of Industrial Control Systems“.
Im BISS arbeiteten im Jahr 2001 4 Professoren und
1 Professorin, 30 wissenschaftliche MitarbeiterInnen,
3 Stipendiaten, 2 technische Mitarbeiter, 3 Sekretärinnen sowie eine Reihe von studentischen Hilfskräften.
2001 lag das Drittmittelvolumen bei ca. 2,35 Mio. DM.
Es promovierten Kpatcha Bayarou, Oliver Meyer und
Mark Richters.
Jahresbericht 2001
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Bereich Software-Ergonomie
und Informationsmanagement
Prof. Dr. Jürgen Friedrich (Sprecher)
Prof. Dr. Herbert Kubicek
Dr. Martin Wind (Geschäftsführer seit 01.10.2001)
Ein hohes Maß an Funktionalität und Nutzen aus Sicht
der AnwenderInnen bildet die Voraussetzung, damit
moderne Softwaresysteme effektiv und von vielen
Menschen genutzt werden können. Fragen der Software-Ergonomie, die Einbettung technischer Systeme
in betriebliche Organisationsstrukturen und der
Zuspruch durch die BenutzerInnen stellen entscheidende Erfolgsfaktoren dar. Das Institut für SoftwareErgonomie und Informationsmanagement (ISI) bietet
Forschung, wissenschaftliche Beratung und praktische
Unterstützung bei der Entwicklung leistungsfähiger
informationstechnischer Infrastrukturen und Anwendungen, die ein hohes Maß an Nutzbarkeit und Nützlichkeit bieten.
Der Themenschwerpunkt Software-Ergonomie beinhaltet die Projektbereiche „Usability Engineering“,
„E-Learning“,„Community Systeme“ und „Wissensmanagement“. Im Themenfeld Usability Engineering werden Methoden zur Analyse und Gestaltung interaktiver Systeme entwickelt, wobei gegenwärtig die
Benutzbarkeit von webbasierten Anwendungen im
Mittelpunkt steht. Die klassischen Kriterien der Software-Ergonomie müssen für multimediale und webbasierte Systeme weiter entwickelt werden. Der Projektbereich E-Learning fasst die Arbeiten zur Plattformentwicklung für Lernsysteme zusammen. Zur Zeit werden
Anwendungen im allgemeinbildenden und berufsbildenden Bereich entwickelt, wobei ein Schwerpunkt
auf Projekten zur Unterstützung universitärer Lehre
liegt. Im Themenfeld Community Systeme werden die
Arbeiten an OPUSi anwendungsspezifisch fortgesetzt:
zur Zeit werden Anwendungen zur Unterstützung von
Diskursen im Umweltbereich entwickelt. Der Projektbereich Wissensmanagement ist im Aufbau. Gegenwärtig
wird ein Projekt zur Unterstützung von inner- und zwischenbetrieblichen Kooperationsprozessen durch ganzheitliches Dokumentenmanagement durchgeführt.
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Diskussionsforum Horn-Lehe im Internet
Der Themenschwerpunkt Informationsmanagement
beinhaltet die Projektbereiche „Anwendungen und
Infrastrukturen im Bereich der öffentlichen Verwaltung
(Electronic Government)“, „Informationsmanagement
im Bildungsbereich“ sowie „Sprungbretter in die digitale Welt“. In Projekten zum Electronic Government
stehen die benutzergerechte Gestaltung von OnlineTransaktionssystemen, elektronische Angebote für die
politische Partizipation der BürgerInnen (Beteiligungsangebote, Internet-Wahlen) sowie die verwaltungsinterne Informationslogistik im Mittelpunkt. Beim Thema
Bildung geht es um IT-Management zur Schaffung der
infrastrukturellen und organisatorischen Voraussetzungen für einen integrierten, didaktisch angemessenen Technikeinsatz in Schulen (Technikmanagement,
Benutzersupport). Die Sprungbretter in die digitale
Welt symbolisieren die Bemühungen, auch jenen
Bevölkerungsgruppen Internet-Angebote zugänglich
zu machen, die über wenig Erfahrung im Umgang mit
Computertechnik verfügen und auch keinen eigenen
Internet-Anschluss besitzen. Die Forschung zur sogenannten „digitalen Spaltung“ korrespondiert dabei
unmittelbar mit praktischen Initiativen zu ihrer Überwindung. Die Arbeit in allen Schwerpunktfeldern wird
geprägt durch interdisziplinäre Analyse und Gestaltung technischer, organisatorischer, rechtlicher, kultureller, wirtschaftlicher und politischer Elemente einer
ganzheitlich betrachteten Informations- und Kommunikationssituation.
Sprungbretter in die digitale Welt – auch für Seniorinnen und Senioren
E-Learning
Im Jahr 2001 wurden drei weitere E-Learning-Projekte
gestartet. Zwei davon werden im Programm „Neue
Medien in der Bildung“ des BMBF durchgeführt.
Inhaltlich geht es um universitäre Physikausbildung
einerseits und um die Vermittlung empirisch-statistischen Methodenwissens in den Sozialwissenschaften
andererseits. Aufgabe unserer Gruppe ist die Entwicklung bzw. kriteriengestützte Auswahl geeigneter Lernplattformen, die entdeckendes und handlungsorientiertes Lernen ermöglichen, sowie die Bereitstellung
von Werkzeugen für die systematische Aufbereitung
und Darstellung von Inhalten. Dabei spielen methodisch-didaktische und software-ergonomische Aspekte eine zentrale Rolle. Die in einer Vielzahl von Lernsystem-Projekten gewonnenen Erfahrungen werden zur
Zeit verallgemeinert und bilden den Grundstock für
Open Source-Entwicklungen in unserer Gruppe.
Jahresbericht 2001
Usability Engineering
Die rasant zunehmende Bedeutung des Internet stellt
die Usability-Diskussion vor grundsätzlich neue Fragen. Wir entwickeln Beiträge für die Definition geeigneter Analyse- und Gestaltungskriterien für die Benutzung multimedialer Systeme in unterschiedlichen
Kontexten (von professionellen bis zu Freizeitanwendungen). Im Jahr 2001 sind die entwickelten Ansätze
durch die Analyse von vier Pilotanwendungen erprobt
worden (E-Government, Shopsystem, Stadtinformationssystem, Non-Profit-Portal). Darüber hinaus wurden
in diesem Jahr die Voraussetzungen für den Aufbau
des „Usability-Labors II“ geschaffen. Mit diesem Labor
soll zum einen den Besonderheiten von Software-Ergonomie-Prüfungen bei Internetanwendungen Rechnung getragen werden. Zum anderen wird zukünftig
die Prüfung auch unmittelbar am Arbeitsplatz (bzw.
„Freizeitplatz“) des Benutzers durchführbar sein, um
die Einflüsse der im Alltag vorhandenen Umgebungsfaktoren auf den Benutzungsprozess berücksichtigen
zu können. Das Ende der 90er Jahre entwickelte Usability-Labor I befindet sich inzwischen im Praxiseinsatz
bei unserem Kooperationspartner akziv GmbH.
13
Digitale Chancen
Das Jahr 2001 war geprägt durch den Start des Netzwerks Digitale Chancen an der Universität Bremen. Das
Netzwerk geht auf Vorarbeiten und Initiativen des
Bereichs Informationsmanagement zurück und ist
Bestandteil der Initiative zur Digitalen Integration des
Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie.
Nach umfangreichen Vorarbeiten in Kooperation mit
der amerikanischen Benton Foundation und AOL wurde das Netzwerk am 20. September 2001 von Bundeswirtschaftsminister Müller auf dem Kongress „Chancengleichheit im Netz“ in Berlin offiziell eröffnet. Im
Rahmen der Netzwerk-Arbeit wird eine Datenbank
aufgebaut, die bundesweit alle Einrichtungen mit
öffentlich zugänglichen Internetanschlüssen enthält
und auch über ein Call-Center abgefragt werden kann.
Weiterhin werden Informationen und Tipps für die
Betreiber solcher öffentlichen Zugangs- und Lernorte
angeboten sowie Ursachen der Nichtnutzung des
Internet analysiert und geeignete Gegenmaßnahmen
entwickelt.
Parallel zu diesen bundesweiten Aktivitäten wurde ein
Kooperations- und Beratungsnetzwerk für über 80
öffentliche Internetzugangs- und -lernorte in Bremen
ins Leben gerufen. Außerdem wurde ein in Deutschland einmaliges Kooperationsprojekt zwischen der
Deutschen Telekom AG und dem Senator für Bildung
und Wissenschaft des Landes Bremen fortgeführt: In
25 weiterführenden Schulen Bremens und Bremerhavens werden Web.Punkte eingerichtet, die vormittags
für den Unterricht und nachmittags für schulexterne
Personen und interessierte Gruppen zur Verfügung
stehen.
Berlin, 20.09.2001: Bundeswirtschaftsminister Müller eröffnet zusammen
mit Nicola Söhlke, AOL Deutschland, und Prof. Dr. Herbert Kubicek, Universität Bremen, das Netzwerk Digitale Chancen.
Elektronische Stimmabgabe im Wahllokal der Hochschule Bremerhaven
Electronic Services
Nach der erfolgreichen Teilnahme am Wettbewerb
MEDIA@Komm des Bundesministeriums für Wirtschaft
und Technologie bietet sich der Bremer Verwaltung
die Chance, beim Electronic Government Pionierarbeit
zu leisten. Im Mittelpunkt steht die Realisierung sicherer und rechtsverbindlicher Internet-Transaktionen
unter Verwendung elektronischer Signaturen. Das TZI
leitet das Teilprojekt zur Entwicklung von OnlineDiensten für Studierende in Bremen und Bremerhaven
und berät die Geschäftsführung der zur Projektumsetzung gegründeten bremen online services GmbH &
Co. KG (bos). Erste Anwendungen für Studierende
konnten im Frühjahr 2001 freigeschaltet werden. Es
folgte die Online-Übermittlung der Immatrikulationsdaten an der Universität Bremen sowie die Durchführung einer Online-Gremienwahl an der Hochschule
Bremerhaven.
Ergänzend zur Verbesserung des Service öffentlicher
Verwaltungen durch Internet-Angebote rückt die
technikunterstützte Beteiligung der Bürgerinnen und
Bürger an politischen Planungs- und Entscheidungsprozessen mehr und mehr in den Blickpunkt. Das TZI
hat im Rahmen des EU-Projektes E.D.E.N. (Electronic
Democracy European Network) gezeigt, wie dies aussehen kann: Vom 29. Oktober bis 1. Dezember 2001
diskutierten Bürgerinnen und Bürger im Diskussionsforum www.horn-lehe.de die zukünftige Entwicklung
ihres Stadtteils.
Langfristige Perspektiven von Online-Angeboten
öffentlicher Dienstleister werden gegenwärtig im Rahmen des EU-Projektes PRISMA (Providing Innovative
Service Models and Assessment) untersucht.
14
Vernetzte Bildungslandschaften
Im Teilbereich Informationsmanagement des ISI wurde
ein Konzept entwickelt, um dem durch umfangreichere Technikausstattung, steigende Nutzerzahlen und
Anbindung ans Internet gestiegenen Betreuungsaufwand in den Schulen durch einen von Studierenden getragenen technischen Support Rechnung zu tragen.
Dieser Support wird seit dem 18. Dezember 2000
durch den S3 – Schul-Support-Service e.V. fortgeführt.
Im Jahr 2001 hat das Bremer Beispiel Schule gemacht:
Für die Stadt Frankfurt am Main wurde ein strategischer
IT-Plan entwickelt und der Aufbau eines Schul-SupportService wissenschaftlich begleitet, in Bremerhaven
begleitet und evaluiert das TZI einen Modellversuch zur
Erprobung wartungsarmer Netzwerkkonzepte in den
dortigen Schulen. Darüber hinaus berät das TZI die
kommunalen Schulträger in Bremen, München und
Frankfurt bei der Implementierung ihrer IT-Programme für Schulen und hat im Auftrag des Bremer Senators für Bildung und Wissenschaft die Wiederholung
der Vollerhebung der Computer- und Internetausstattung sowie ihrer Nutzung durch die Lehrkräfte durchgeführt.
So sieht ein Web.Punkt aus
Organisatorisches
Der Bereich Software-Ergonomie und Informationsmanagement hat das Volumen der eingeworbenen Drittmittel im Berichtsjahr auf ca. 2,4 Mio. DM steigern können. Etwa 80% wurden als Fördermittel, der Rest als
Aufträge eingeworben. Inhaltliche Schwerpunkte
lagen u.a. in der Förderung von Zugangsmöglichkeiten zum Internet (Netzwerk Digitale Chancen), der
Durchführung von Usability Reviews, Entwicklungen
und Konzepten zum Einsatz neuer Medien im Bildungsbereich sowie in der Fortführung der Aktivitäten
im Bereich Electronic Government. Im Jahr 2001
beschäftigte das ISI 22 MitarbeiterInnen. Es wurden
sieben Diplomarbeiten betreut. Martin Hagen schloss
seine Dissertation „Ein Referenzmodell für OnlineTransaktionssysteme im Electronic Government“ ab.
Seit 1.10.2001 ist Dr. Martin Wind als Geschäftsführer
tätig.
Web-Punkte-Infotag am 1. November 2001 im Bürgerhaus Gemeinschaftszentrum Obervieland mit dem Bremer Senator für Bildung und Wissenschaft Willi Lemke
Jahresbericht 2001
15
Prof. Dr. O. Herzog
Prof. Dr. C. Schlieder
Prof. Dr. M. B. Wischnewsky (Sprecher)
Dr. Michael Boronowsky (Geschäftsführer)
Der Bereich Intelligente Systeme (IS) verfolgt das Ziel,
aktuelle Ansätze der wissens- und inhaltsbasierten Informationsverarbeitung in unterschiedlichen Anwendungsfeldern einzusetzen. Hierdurch leistet das TZI
einen wichtigen Beitrag, um wissenschaftliche
Erkenntnisse bei seinen Kunden als praktische Problemlösungen in Wert zu setzen. Die eingesetzten
Technologien basieren weitestgehend auf den Methoden der künstlichen Intelligenz (KI), deren Bedeutung
in den letzten Jahren stetig zugenommen hat. So ist
z.B. die Verbreitung von XML ein Zeichen für die wachsende Notwendigkeit, Daten automatisch, auch auf der
Ebene ihrer Bedeutung, verarbeiten zu können. Die
kommenden Technologien auf diesem Gebiet befassen sich mit der „Logik“ hinter den Daten und ermöglichen es, Informationen automatisch und kontextbezogen zu suchen, zu modifizieren oder zu kombinieren.
Das TZI befasst sich in seinen Projekten mit diesen und
weiteren Technologien, die gemeinsam mit Anwendern vorangebracht werden.
Die Aktivitäten des Bereiches Intelligente Systeme lassen sich in vier Schwerpunktthemen zusammenfassen,
in denen unterschiedliche Verfahren der KI angewendet werden:
·
·
·
·
Kontextbezogenes Wissensmanagement
Semantische Interoperabilität
Mobile Assistenz
Medizinische Informationssysteme
Die innerhalb dieser Schwerpunktthemen entwickelten Problemlösungen erstrecken sich über einen weiten Bereich alltäglicher Anwendungsfelder:
· Medizininformatik: z.B. Entwicklung von Data Mining-Verfahren für die Analyse von Patientendaten
zur Integration in Krankenhausinformationssysteme.
· Bioinformatik: z.B. wissensbasierte Interpretation
von genomischer Sequenzinformation für die Auswertung von Gensensorsignalen.
· Geoinformationsverarbeitung: z.B. Integration verteilter und semantisch heterogener Geodatenbestände, um die Interoperabilität zwischen Systemen
mit unterschiedlichen Sichtweisen zu ermöglichen.
· Wearable und Mobile Computing: z.B. Entwicklung
von Assistenzsystemen auf der Basis von Wearable
Computern, um industrielle Prozesse durch Einbettung von Informationstechnik effizienter zu unterstützen.
· Betriebliche Informationsverarbeitung: Erstellung
von Lösungen für Entwurf, Vertrieb und Produktion,
z.B. durch die Entwicklung eines Konfigurators, der
es ermöglicht, komplexe Produkte für Kunden zu
projektieren.
Kontextbezogenes Wissensmanagement
Ein Schwerpunkt des Bereichs Intelligente Systeme ist
die Entwicklung von Werkzeugen zur Unterstützung
des kontextbezogenen Wissensmanagements. Hierbei
werden neben der Unterstützung bereichsübergreifender Prozesse in Vertrieb, Konstruktion und Fertigung im Projekt KnowWork auch die Modellierung von
Produktwissen für die Konfiguration variantenreicher
Produkte im Projekt EngCon betrachtet.
Die Struktur des KnowWork Systems
16
wie vor Schwierigkeiten. Dabei ist die automatische
Verarbeitung der semantischen Bedeutung von
Dateninhalten eine Grundvoraussetzung für den effektiven Umgang mit Daten, ohne den eine sinnvolle Integration verteilter heterogener Datenbestände nicht
möglich ist.
Die Repräsentation von Wissen nimmt innerhalb des
Wissensmanagements eine zentrale Position ein. In
verschiedenen Projekten des Bereichs Intelligente Systeme wird Wissen mit Hilfe sogenannter Ontologien
modelliert, mit denen sich Konzepte und deren Beziehungen zueinander formal definieren lassen. Hierdurch
können z.B. Dokumente mit komplexen Metadaten (Daten über Daten) versehen oder Strukturelemente einer
DNA (z.B. Gene) in bioinformatischen Anwendungen
modelliert werden.
Als Erweiterung der gängigen Suchverfahren wie Volltextsuche und ähnlichkeitsbasierter Suche bietet eine
ontologiebasierte Suche die Möglichkeit, zielgerichtet
nach bestimmten Informationen zu suchen. Hierbei
kann das vorher modellierte Wissen bei der Suche ausgenutzt werden. Falls z.B. Beziehungen zwischen Städten und Ländern modelliert wurden, lassen sich Anfragen wie „Reiseabrechnungen mit Reiseziel Deutschland“ beantworten, auch wenn in den Dokumenten
lediglich die Städte genannt werden. Durch die Verwendung von Ontologien können Schlussfolgerungsmechanismen angewendet werden, mit denen sich
auch komplexe Zusammenhänge in Daten automatisiert herleiten lassen.
Bei der Entwicklung neuer Methoden für die semantische Interoperabilität von Daten greift das TZI auf den
aktuellen Forschungsstand in der KI zurück. In verschiedenen Projekten wird die Anwendbarkeit von
ontologiebasierter Wissensrepräsentation, logischem
Schließen und anderen Methoden aus der künstlichen
Intelligenz für eine praxisorientierte Integration von
Daten und Informationen untersucht. Hierbei entstehen auch Querbezüge zu dem Schwerpunktthema
„kontextbezogenes Wissensmanagement“.
Die Entwicklung von Methoden zur semantischen
Interoperabilität im Sinne einer automatisierten Verarbeitung der Bedeutungsinhalte komplexer Daten und
Informationen steht im Mittelpunkt einer Reihe von
Projekten des Bereichs Intelligente Systeme. So befasste sich z.B. das von der EU geförderte Projekt DataShare mit dem Austausch von digitalen Karten und anderen Geo-Daten innerhalb der Bremer Verwaltung. In
dem Projekt Buster wird eine universelle Plattform für
die Datenintegration entwickelt, die sich flexibel auch
an unterschiedliche Problemfälle adaptieren lässt. Ein
anderes Projekt, AiKUL, erarbeitete Methoden zum
automatischen Austausch und semantischer Übersetzung von Daten zwischen unterschiedlichen Informationssystemen kooperierender Firmen.
Im Bereich der Logistik wird heterogene Unternehmenskooperation modelliert und die Interaktion zwischen Kooperationspartnern optimiert. Hierfür werden
intelligente Agenten und Multiagentensysteme untersucht sowie eine Referenzarchitektur realisiert. In dem
laufenden DFG-Projekt IntaPS werden die logistischen
und produktorientierten Informationsflüsse untersucht und mit Hilfe kooperativer Agenten integriert.
Semantische Interoperabilität
Mit der zunehmenden Vernetzung von Datenquellen
gewinnt die Interoperabilität der auszutauschenden
Daten, Informationen und Dienste an Bedeutung. In
einem typischen Geschäftsprozess im B2B Bereich, der
den Austausch von Daten zwischen zwei oder mehreren Firmen beinhaltet, müssen alle Partner in die Lage
versetzt werden, die übertragenen Daten zu verarbeiten und vor allem zu verstehen. Besonders in automatisierten Datenaustauschprozessen bereitet dieses
„Verstehen“, d.h. die Verarbeitung der ausgetauschten
Informationen auf einer semantischen Ebene, nach
Behandlung semantischer Interoperabilität durch das Buster System
Jahresbericht 2001
17
Mobile Assistenz
Die Miniaturisierung von Computerhardware bei
gleichzeitiger Reduzierung des Energieverbrauchs
sowie die Fortschritte bei der Entwicklung und Verbreitung leistungsfähiger drahtloser Netze eröffnen
neue Anwendungsfelder mobiler Informationssysteme. Der Bereich Intelligente Systeme entwickelt
Anwendungen für die mobile Assistenz, die weit über
eine reine Portierung stationärer Anwendungen auf
mobile Endgeräte hinausgehen.
Ein Themenfeld, das in diesem Zusammenhang bearbeitet wird, sind Anwendungen, die nicht die volle Aufmerksamkeit des Anwenders auf sich ziehen (wie es
mittlerweile bei Büroarbeit der Fall ist), sondern sie für
die reale, gegenständliche Welt weitestgehend erhalten. So wird z.B. in dem Projekt Winspect ein System
für die Unterstützung von Inspektionsaufgaben in der
industriellen Instandhaltung entwickelt, bei dem die
explizite Interaktion mit einem Computer auf ein Mindestmaß reduziert wird. Das Paradigma dieser Form
der Computernutzung wird als „Wearable Computing“
bezeichnet. In einer vom Land Bremen geförderten
Studie hat der Bereich Intelligente Systeme die
Anwendungspotenziale des Wearable Computings
näher untersucht und einen aktuellen Überblick über
den Stand von Forschung und Technik auf diesem
Gebiet erarbeitet.
Wegen der besonders engen Kopplung zwischen
mentaler und maschineller Informationsverarbeitung
stehen Aspekte der kognitiven Ergonomie im Vordergrund, da diese Form der Assistenzsysteme kognitive
Funktionen wie visuelle Wahrnehmung, episodisches
Gedächtnis, räumliche Navigation oder komplexe
Denkprozesse gezielt unterstützen kann. Der Bereich
Intelligente Systeme beschäftigt sich mit Fragestellungen, wie sich z.B. kognitive Ressourcenbeschränkungen am besten entschärfen lassen und welche Art der
Verteilung von Aufgaben auf mentale und maschinelle
Problemlösung zu echter Entlastung führt.
Neben dem Thema Wearable Computing beschäftigt
sich das TZI auch mit innovativen Lösungen für konventionellere mobile Endgeräte, wie z.B. den Personal
Digital Assistant (PDA). So werden z.B. in dem Projekt
TourServ spezielle räumliche Modelle entwickelt, um
Touristen einen intuitiven Zugang zu Location-Based
Services zu ermöglichen. Ein weiteres Themenfeld des
Projektes ist die Entwicklung einer interaktiven, auf
den mobilen Anwendungsfall hin optimierten Suchkomponente, die eine effiziente Reduzierung einer
Treffermenge nach persönlichen Kriterien erlaubt.
Medizinische Informatik
Anwendungen von wissensbasierten Technologien auf
die medizinische Qualitätssicherung bzw. -verbesserung bilden weiterhin den Arbeitsschwerpunkt im
Anwendungsbereich Medizin.
Zur Verbesserung von Struktur- und Prozessqualität
lag der Schwerpunkt in diesem Jahr in der Projektdurchführung des BMBF-Verbundprojektes Vision
2003: Entwicklung intelligenter Autorensysteme in der
Medizin (XMORAL).
Virtueller Dokumentenbrowser des Winspect Systems
18
Die bisher in der Medizin erstellten Lehrsysteme lassen sich bekanntlich in drei Gruppen unterteilen: Systeme mit prozeduralem Wissen, seitenbasierte Systeme und simulationsbasierte Systeme. Kriterien für die
Bewertung dieser Systeme sind: Führung und Unterstützung bei der Wissensakquisition, Studentenmodellierungsmethoden, Lehrstrategien, Entwicklungsdauer,
Wiederverwendbarkeit und Wartung. Diese Kriterien
und die damit verbundenen Probleme hängen
wiederum eng mit den verwendeten Modellierungssprachen zusammen. Die universelle Modellierungssprache XMORAL (Medical Oriented Application Language) ist eine XML-Applikation für interaktive Lernmethoden in der Medizin, die es erlaubt, fallbasierte,
regelbasierte und modellbasierte Verfahren in ein gemeinsames Sprachkonzept zu integrieren. XMORAL
wird im BMBF-Verbundprojekt VISION 2003 als Basismodellierungssprache verwendet.
Methode: Im Gegensatz zu klassischen Sprachkonzepten mit homogener Ausdrucksmöglichkeit (z.B. Regeln) ist XMORAL heterogen bzgl. der verwendeten
Methoden für die Wissensrepräsentation. XMORAL verwendet sog. Wissensobjekte, die auf einem Objektmodell basieren, das unabhängig vom verwendeten
Verfahren die Eigenschaften und die Funktionalität der
Wissensobjekte festlegt und gleichzeitig eine einheitliche Schnittstelle für die Objektinteraktion definiert
(Generalisierung). Beispiele für Wissensobjekte in
XMORAL sind unter anderem folgende weit verbreitete Grundkonstrukte zur medizinischen Wissensverarbeitung (Spezialisierung):
· Entscheidungsbäume: Modellierung verschachtelter Entscheidungsbäume zur Abbildung einer kompletten Situation eines Anwendungsgebietes. Klassische Regeln sind ein Spezialfall.
· Therapiegraphen: Modellierung verschachtelter
Therapien im medizinischen Sinne in Form von gerichteten, zyklischen Graphen.
· Entscheidungstabellen: Modellierung von Entscheidungstabellen.
Die Integration neuer Konstrukte zur Abbildung weiterer Methoden und Modelle (regel-, fall- oder modellbasiert) wird durch das Sprachkonzept unterstützt. Die
Ergebnisse von XMORAL werden flexibel in Form von
einzelnen Aktionen kodiert (z.B. Aktionen für die Ausgabe von Text, Hypertext, Graphiken), die auf die
Bedürfnisse spezieller Anwendungen erweitert werden können.
Darauf aufbauend wurden Erweiterungen (Domänenmodell, Benutzermodell, Didaktisches Modell usw.)
definiert, die die Modellierung multimedialer Lernmodelle unter Berücksichtigung internationaler Standards erlauben. Diese werden in Form von Wissensbasen für interaktive Lernmethoden zusammengefasst,
wobei sie gemeinsame Ressourcen nutzen können
(wie z.B. Datenmodelle, Data Dictionaries und Textbibliotheken).
XMORAL erlaubt die Entwicklung intelligenter medizinischer Autorensysteme mit den unterschiedlichsten
Wissensrepräsentationen, Domänen-, Benutzer- und
didaktischen Modellen unter einem einheitlichen
Sprachkonzept. Ergebnisse können mit dem Wissensmodell erklärt und mit den Schlussfolgerungen der
Studenten verglichen werden.
Organisatorisches
Im Bereich Intelligente Systeme belief sich das Drittmittelaufkommen im Jahr 2001 insgesamt auf 2,4 Mio.
DM. Ende 2001 waren 19 MitarbeiterInnen und eine
große Anzahl studentischer Hilfskräfte beschäftigt.
Seit dem 01.02.2001 führt Dr. Michael Boronowsky die
Geschäfte des Bereiches Intelligente Systeme und
setzt damit die erfolgreiche Arbeit von Christoph Ranze fort.
In diesem Jahr wurden die Promotionen von Michael
Boronowsky über „Diskretisierung reellwertiger Attribute mit gemischten kontinuierlichen Gleichverteilungen und ihre Anwendung bei der Zeitreihenbasierten
Entscheidungsbauminduktion“, Uta Bohnebeck über
„mRNA-Signalstrukturerkennung mittels Knowledge
Discovery“ und Holger Dürer über „Ein Neuronenmodell zur effizienten Simulation von Korrelation in Neuronalen Netzen“ abgeschlossen.
Jahresbericht 2001
19
Prof. Dr.-Ing. Ute Bormann (Sprecherin)
Dr.-Ing. Carsten Bormann (Geschäftsführer)
Digitale Medien und digitale Netze sind die Grundlage
für tiefgreifende Umwälzungen in der privaten und
geschäftlichen Kommunikation. Netze müssen
zunächst einmal einwandfrei funktionieren, wartbar
sein und die erforderliche Leistung bieten, sie müssen
mit anderen Netzen zusammenarbeiten können und
Potenzial für zukünftige Weiterentwicklung mitbringen.
Bei digitalen Medien geht es darüber hinaus auch um
Langlebigkeit von Informationsbeständen und die
Möglichkeit, daraus gezielt Informationen anbieten zu
können. Beide Technologien können gerade auch kleinen und mittleren Unternehmen besondere Wettbewerbsvorteile verschaffen. Neben der Netz-Hardware
als technische Voraussetzung für den Datenaustausch
zwischen zwei Systemen erfordert eine erfolgreiche
Kooperation zweier Anwendungen die Einhaltung formaler Richtlinien – Protokolle –, nach denen die Kommunikation ablaufen soll.
Der Bereich Digitale Medien und Netze (DMN)
beschäftigt sich daher insbesondere mit der Untersuchung bestehender und Entwicklung neuer Kommunikationsprotokolle sowie deren Umsetzung innerhalb
komplexer Systemlandschaften. Dabei wird in besonderem Maße der Einsatz standardisierter Lösungen angestrebt, weil nur so die Nachhaltigkeit der entwickelten Systeme gewährleistet werden kann. Zusätzlich
schafft DMN ein sicheres Fundament für innovative
Anwendungen, indem die Mitarbeiter des Bereichs die
internationale Standardisierung zugrundeliegender
Kommunikationsprotokolle und Informationsarchitekturen aktiv in den entsprechenden Gremien vorantreiben.
Anwendungen für drahtlose mobile
Kommunikation
Die Projekttätigkeit im Jahr 2001 konzentrierte sich
vorwiegend auf den Bereich der drahtlosen mobilen
Kommunikation. Im neu begonnenen Projekt 6WINIT
(„IPv6 Wireless Internet Initiative“) werden Systeme für
Multimedia-Konferenzen zur Verwendung in Mobilfunknetzen der nächsten Generation entwickelt. Auf
der Basis dieser Technologien sollen neue Dienste und
Anwendungen demonstriert werden, die – z.B. aufgrund der verfügbaren Bandbreite – mit den heute
verbreiteten GSM-Netzen noch nicht realisierbar sind.
Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist ein dauerhafter und universell verfügbarer Internet-Zugang, der in
diesem konkreten Fall den Einsatz einer neueren Version des Internet-Protokolls (IPv6) bedingt.
In dem Projekt 6WINIT, das von der Europäischen Kommission im fünften Rahmenprogramm gefördert wird
und dem führende Telekommunikationsunternehmen
und Universitätskliniken angehören, sollen Konferenzanwendungen zur Unterstützung von Spezialisten bei
der Erstversorgung in medizinischen Notfällen
demonstriert werden. Neben Robustheit und Zuverlässigkeit der Übertragung steht dabei die Unterstützung
mobiler Endgeräte im Vordergrund. Sie sind über
drahtlose Zugangsnetze an das Internet angebunden,
so dass ein transparenter Übergang zum Festnetz
möglich ist.
20
Abbildung 1: Anrufspezifische Steuerung eines Transcoding Gateways
Neben dem Transcoding Gateway ist hier eine weitere
Komponente zu erkennen, die in den Datenstrom für
die Konferenzsignalisierung eingebunden ist. Dieses
Signaling Gateway ermöglicht die dynamische Umsetzung verschiedener Signalisierungsmechanismen und
-protokolle (wie z.B. ISDN, H.323 und SIP) sowie eine
auf den jeweils signalisierten Anruf zugeschnittene
Behandlung der Mediendaten durch das Transcoding
Gateway.
Da die mobilen Geräte oftmals über sehr eingeschränkte Rechenkapazitäten verfügen und die drahtlosen Netze geringe Bandbreiten und hohe Latenzzeiten aufweisen, erfordern Konferenzanwendungen
besonders angepasste Medienkodierungen, deren
Bild- und Klangqualität im allgemeinen vergleichsweise niedrig ist.
Bei größeren Konferenzen mit Teilnehmern, deren
Endpunkte nicht den zuvor erwähnten Beschränkungen unterliegen, ist es nicht wünschenswert, ein in
dieser Weise optimiertes Medienformat für alle Beteiligten verwenden zu müssen. Daher werden oftmals
sogenannte Transcoding Gateways eingesetzt, die eine
Umwandlung von Medienströmen nahezu in Echtzeit
ermöglichen. Die Steuerung dieser Komponenten
erfolgt über eine standardisierte Schnittstelle, um eine
Einbindung in beliebige Anwendungsgebiete zu
ermöglichen. Abbildung 1 zeigt schematisch die Architektur eines solchen Gateways.
Jahresbericht 2001
Im Rahmen des Projekts 6WINIT werden diese Komponenten vom TZI für den Einsatz mit der beschriebenen
heterogenen Netzarchitektur erweitert. Als erstes
Ergebnis wurde zum Ende des ersten Berichtsjahrs
eine erste Version des modularen Transcoding Gateway fertiggestellt. Die Steuerung erfolgt über den im
TZI entwickelten Message Bus, einem international
standardisierten Protokoll für den lokalen Nachrichtenaustausch in verteilten Systemen. Das Gateway ist
in der Lage, Mediendatenströme in Echtzeit in unterschiedliche Formate umzuwandeln und zwischen IPv4
und IPv6 zu vermitteln.
21
WLAN-Infrastruktur für den „Mobilen Campus“
Ein weiteres Tätigkeitsfeld war der bereits im Vorjahr
begonnene Aufbau einer campusweiten drahtlosen
Vernetzung auf der Basis der sogenannten WiFi-Technologie. In einem vom BMBF und dem Land Bremen
geförderten Projekt wurden die meisten zentralen
Universitätsgebäude an ein drahtloses Netz („Wireless
LAN“, WLAN) gemäß IEEE 802.11b angebunden (siehe
auch Abbildung 2). Die Integration von WLAN und
drahtgebundenem Campus-Netz ermöglicht den häufig als „Mobiler Campus“ bezeichneten Einsatz von
Notebook-Computern zur Unterstützung von Lehre
und Forschung.
Das TZI ist an diesem mit mehr als 900.000 DM (ca.
460.000 EUR) geförderten Projekt insbesondere an der
technischen Konzeption und dem Aufbau der notwendigen Sicherheitsinfrastruktur beteiligt. Darüber hinaus wurde mit dem „Wireless Backbone“ (WBone) eine
organisationsübergreifende drahtlose Vernetzung des
Bremer Technologieparks konzipiert, die eine neue
Form der mobilen Zusammenarbeit ermöglicht. Unterstützt werden diese Aktivitäten durch zahlreiche weitere Initiativen des TZI, in denen bestehende Anwendungen an die spezifischen Eigenschaften der drahtlosen Kommunikationsnetze angepasst werden. Ein Beispiel hierfür ist die Untersuchung von IP-TelefonieKomponenten im Hinblick auf die Einsetzbarkeit in
diesem Umfeld. In weiteren Arbeiten wird derzeit eine
Architektur entwickelt, die bundesweit eine Anbindung von WLAN-Installationen an die IP-Telefonie-Infrastruktur des Deutschen Forschungsnetzes WIN
ermöglicht.
Content Distribution
Neben der Erschließung neuer Anwendungsfelder im
Bereich der drahtlosen Kommunikation wurden im
Jahr 2001 die bestehenden Aktivitäten auf dem Gebiet
der Datenverteilung über IP-Multicast vertieft. Im Projekt MDiS wurde im Auftrag des Deutschen Wetterdienstes (DWD) ein bestehendes Kommunikationsprotokoll für die besonderen Erfordernisse des Auftraggebers weiterentwickelt. So müssen im täglichen Betrieb
bis zu 12 GByte Wetterdaten pro Stunde an entfernte
Zweigstellen des DWD übertragen werden. Die Multicast-Technologie ermöglicht eine kosteneffiziente
Übertragung dieser Daten, die prinzipiell jedoch nicht
fehlergesichert ist. Eine der wesentlichen Anforderungen dieses Projekts war daher die Sicherstellung einer
zuverlässigen Datenübertragung über IP-Multicast, um
so eine möglichst effiziente Nutzung der zur Verfügung stehenden Bandbreite zu bewirken.
Abbildung 3 zeigt schematisch den Übergang von
einer Datenübertragung über eine Vielzahl von Punktzu-Punkt-Verbindungen hin zu einer optimierten Distribution über IP-Multicast. Im Projekt MDiS wurde
dazu das bestehende Programm rdist so erweitert,
dass möglichst viele Dateien gleichzeitig an eine Gruppe von Zielrechnern übertragen werden können.
Neben der zuverlässigen Kommunikation über IP-Multicast musste insbesondere ein Mechanismus zur Bildung von Dateigruppen zur Übertragung an mehrere
Zielrechner hinzugefügt werden. Für Umgebungen
ohne Multicast-Unterstützung wird auf die von rdist
ermöglichten Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zurückgegriffen, um eine zuverlässige Übertragung zu
gewährleisten.
Abbildung 2: Funktechnische Abdeckung des Bremer Campus
(Abgedeckte Bereiche sind umkreist.)
22
Standardisierungsaktivitäten
Im Rahmen der Arbeit in der Internet Engineering Task
Force (IETF) wurden im vergangenen Jahr die wesentlichen Standardisierungsvorhaben des Vorjahres weiter
ausgebaut. Ein wesentliches Ergebnis war die Fertigstellung einer in RFC 3095 festgeschriebenen Spezifikation für die Kompression von Paketköpfen in
bestimmten Kommunikationsprotokollen, um die
Datenübertragung für Links mit geringer Bandbreite
und hohen Latenzzeiten zu optimieren.
Abbildung 3: Schematische Darstellung der Datenübertragung über
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und über IP-Multicast
Die Wichtigkeit dieses Standards in Mobilfunknetzen
der dritten Generation zeigt sich insbesondere in neueren Aktivitäten zur Kompression des Anrufsignalisierungsprotokolls SIP (Session Initiation Protocol). Ein
entsprechender IETF-Standard soll unter Beteiligung
des TZI bis zum Ende des ersten Quartals 2002 für das
3rd Generation Partnership Project (3GPP) – eine Dachorganisation verschiedener Standardisierungsgremien
im Mobilfunkbereich – ausgearbeitet werden.
Die Erkenntnisse aus der Standardisierungsarbeit
konnten von Mitarbeitern des TZI zudem in zahlreiche
Workshops über Multimedia-Kommunikation eingebracht werden. Dabei hat sich gezeigt, dass Unternehmen insbesondere im Hinblick auf die vielerorts
anstehende Restrukturierung ihrer Telekommunikationsinfrastruktur zunehmend auf Standard-basierte
Lösungen setzen, um so die Nachhaltigkeit ihrer Investitionen zu gewährleisten.
Organisatorisches
Im Berichtsjahr 2001 wurden zwei Mitarbeiter im Rahmen eines Überlastprogramms der Universität vorwiegend zur Unterstützung der Lehrtätigkeit in den Studiengängen Informatik, Medieninformatik und Elektrotechnik eingesetzt, so dass die Neueinwerbung von
Projekten entsprechend geringer ausfallen musste. Die
Gesamtmittel des Bereichs beliefen sich damit auf
etwa 545.000 DM (ca. 278.700 EUR), von denen 78 %
auf Drittmittelprojekte und projektspezifische Fördervorhaben entfielen.
Im Laufe des Jahres wurden zwei weitere Mitarbeiter
eingestellt, so dass am Jahresende neun InformatikerInnen in diesem Bereich beschäftigt waren.
Jahresbericht 2001
23
Ausgründungen aus dem TZI
Im Folgenden werden die bisherigen Ausgründungen
des TZI mit Namen, Gründungsdatum und den
Schwerpunkten ihrer Tätigkeit beschrieben. Bei den
Ausgründungen unterscheiden wir in Unternehmen
und Vereine.
Unternehmen
Verified Systems International GmbH, Bremen,
gegründet Oktober 1998
Verifikation, Validierung und Test sicherheitsrelevanter
Systeme (Hard- und Softwaresystemlösungen)
Tellique Kommunikationstechnik GmbH, Berlin,
gegründet Februar 1998
Schlüsseltechnologien zur Content-Distribution in
neuen Netzen
akziv GmbH, Bremen,
gegründet April 2000
Usability-Engineering und Software-Ergonomie
i2dm consulting & development GmbH, Bremen,
gegründet April 2000
Entwicklung komplexer Datenbankanwendungen im
Internet für kommunale und kommerzielle Nutzung
encoway GmbH & Co. KG, Bremen,
gegründet Juni 2000
Wissensbasierte Systeme und Werkzeuge für
Konfiguration, Diagnose und Wissensmanagement
iSenseIt AG, Bremen,
Aufnahme der Geschäftstätigkeit im Oktober 2000
Entwicklung und Vertrieb von intelligenten
Sensorsoftwaresystemen, Unterstützung der Kunden
bei deren Einsatz
b-novative GmbH, Bremen,
gegründet im Dezember 2000
Spezialist für innovative IT-Produkte wie ProgrammGeneratoren und Graphvisualisierungstools
Vereine
S3 Schul-Support-Service e.V., Bremen,
gegründet Dezember 2000
Technischer Support für Schulen beim Einsatz von
Computern und Internet im Unterricht
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Kooperationspartner
Projektpartner aus der Wirtschaft
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6WIND, Paris, Frankreich
ACAD-Systemhaus Bremen, Bremen
Airbus Deutschland GmbH, Hamburg-Finkenwerder
Airbus Frankreich, Toulouse, Frankreich
Airbus UK Ldt., Bristol, Großbritannien
akziv GmbH, Bremen
A.L.P. PECA d.o.o., Ravne na Koroskem, Slowenien
AOL Deutschland
APPI, Associacio para la Promocion e Insercion
Profesional, Spanien
Arster Schnelldruck, Bremen
Astrium AG, Bremen
Berufsförderungswerk Düren GmbH, Düren
BIAS, Bremer Institut für angewandte Strahltechnik
GmbH, Bremen
b-novative GmbH, Bremen
Boldsoft, Klasse Objecten, Rational, Stockholm,
Schweden
Bosch Telecom GmbH, Salzgitter
Bremen Briteline Projekte GmbH, Bremen
bremen online services GmbH & Co. KG, Bremen
British Telecommunications plc, Großbritannien
Buth Graviersysteme, Bassum
CET Media Service, Weyhe
DaimlerChrysler Aerospace AG, Raumfahrt
Infrastruktur, Bremen
DBS GmbH / Your Imaging Source GmbH, Bremen
DBSV, Deutscher Blinden und Sehbehinderten
Verband e.V., Bonn
Delphi IMM GmbH, Magdeburg
Deutsche Telekom AG, Niederlassung Bremen/
Bremerhaven
D.I.A.S. GmbH, Daten, Informationssysteme und
Analysen im Sozialen, Hamburg
EADS AG, Bremen und Hamburg-Finkenwerder
Ecolo – Ökologie und Kommunikation, Bremen
E.I.S. Electronics GmbH, Bremerhaven
encoway GmbH & Co. KG, Bremen
engram AG, Bremen
Ericsson, Polen
Ericsson Radio Systems AB, Schweden
Ericsson Telebit A/S, Dänemark
F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG, Schwerte
FlyLine Telesales & Services GmbH, Bremen
Gesellschaft Angewandte Informatik und
Mikroelektronik GmbH, Freiburg
HANEG - Hanseatische Naturentwicklung GmbH,
Bremen
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Jahresbericht 2001
hanke multimediahaus AG, Bremen
hanseWasser GmbH, Bremen
Hoppenbank e.V., Deutschland
IBM Informationssysteme GmbH, Stuttgart
Indugrav Industriegravuren T. Fröhling, Bremen
Industrieanlangen-Betriebsgesellschaft mbH,
Ottobrunn
Insiders Information Management GmbH,
Kaiserslautern
Interactive STAR Bordeaux, Frankreich
Intier Automotive Eybl GmbH, Straubing
iSenseIt – Intelligente Sensorsoftware und
Bioinformatik AG, Bremen
Klasse Objecten, Niederlande
kognita GmbH, Bremen
Körting Hannover AG, Hannover
LEAR Corporation GmbH & Co. KG, Bremen
Lenze GmbH & Co KG, Hameln
LFG, Local Futures Group, London, Großbritannien
Magna Eybl Systemtechnik GmbH, Straubing
Matra Systèmes et Information, Frankreich
megatel – Informations- und
Kommunikationssysteme GmbH, Bremen
Meyra Rollstühle, Wilhelm Meyer GmbH & Co. KG,
Vlotho
Moser Reiser GmbH, Linz, Österreich
NETU Concultants, Nicosia, Zypern
Nippon Telegraph and Telephone Corporation –
Information Sharing Platform Laboratories, Japan
Omega Generation, Bologna, Italien
PDV-Systeme GmbH, Goslar
PicoRapid Technologie GmbH, Bremen
Porsche Engineering Services GmbH, BietigheimBissingen
PRODUTEC, Ingenieurgesellschaft mbH, Bremen
ProfiCall Bremen GmbH & Co. KG., Bremen
ProPlant GmbH, Münster
Public Voice Lab, Wien, Österreich
Rational, Cupertino, USA
Schuricht GmbH & Co. KG., Bremen
Siemens AG, Salzgitter
Siemens Medical Systems, Siegen
Sparkasse Bremen
Stahlwerke Bremen GmbH, Bremen
TEAM – Technologia Ebergia Ambiente Materiali
S.r.I., Ispra, Italien
Telefónica Investigación y Desarrollo, Madrid,
Spanien
Telepolis, Antwerpen, Niederlande
25
Kooperationspartner
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Tellique Kommunikationstechnik GmbH, Berlin
TELSCOM AG, Bern, Schweiz
TERMA Elektronik AS, Birkerod, Dänemark
T-Nova, Deutsche Telekom Innovationsgesellschaft
mbH, Berlin und Darmstadt
TREBAG Property and Project Management Ltd.,
Budapest, Ungarn
Verified Systems GmbH, Bremen
Visto Media GmbH, Hannover
wear-a-brain, Hamburg
White Balance – projects pool agency GmbH,
Bremen
Wintersteiger GmbH, Ried/I., Österreich
Xybernaut GmbH, Böblingen
YANA Research, Pisa, Italien
Kooperationspartner aus Behörden
und staatlichen Einrichtungen (ohne
Universitäten)
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26
Aktion Mensch, Bonn
Amt für Stadtplanung und Bauordnung, Bremen
Arbeitnehmerkammer Bremen
BIA, Bremer Innovations-Agentur, Bremen
BMBF, Bundesministerium für Bildung und
Forschung, Berlin
bremen initiative, Bremen
Bundesministerium des Innern, Berlin
Bundesministerium für Arbeit und
Sozialordnung, Berlin
Bundesministerium für Wirtschaft und
Technologie, Berlin
Comune Di Scopello, Scopello, Italien
DAAD, Deutscher Akademischer Austauschdienst,
Bonn
Daresbury Laboratory Center for Instrumentation,
Daresbury, Großbritannien
Deutsches Elektronen Syncrotron, Hamburg
DFG, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn
Direccio General de Serveis Penitenciaris, Spanien
DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.,
Braunschweig
DWD, Deutscher Wetterdienst, Offenbach
Edinburgh City Council, Großbritannien
ELETTRA Synchrotrone, Triest, Italien
ESRF, Grenoble, Frankreich
Federatie van Nederlandse Blindenbibliotheken,
Niederlande
FiT, Verein Frauen in der Technik e.V., Darmstadt
Fundació Autònoma Solidària, Spanien
• Gemeinde Nisko, Polen
• Initiative „Internet für Alle“ des Bundesministeriums
für Wirtschaft, Berlin
• JUDIT, Justizdienstleistungen, Bremen
• Kompetenzzentrum Frauen in der
Informationsgesellschaft und Technologie, Bielefeld
• Land Bremen
• LIS, Landesinstitut für Schule, Bremen
• LernNetzWerkBremen
• National Council for the Blind of Ireland, Irland
• National Open College Network, Großbritannien
• Prison Service, Großbritannien
• Radio Bremen
• RAND Europe, Leiden, Niederlande
• Senator für Arbeit, Bremen
• Senator für Bau und Umwelt, Bremen
• Senator für Bildung und Wissenschaft, Bremen
• Senator für Finanzen, Bremen
• Senator für Justiz, Bremen
• Senator für Wirtschaft und Häfen, Bremen
• Stadt Bologna, Italien
• Stadt Bonn
• Stadt Frankfurt am Main, Stadtschulamt
• Stadt Groningen, Niederlande
• Stadt Wien, Österreich
• Stadtbildstelle Bremerhaven
• SWR, SüdWestRundFunk, Baden-Baden
• Unione Italiana Ciechi di Verona, Italien
Hochschulen und
Forschungseinrichtungen
• Archivio Piacentini, Bologna, Italien
• AWI, Alfred-Wegner-Institut für Polar- und
Meeresforschung, Bremerhaven
• Beverley College, Großbritannien
• Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
• CAVILAM, Centre Audio-Visuel de Langues
Modernes, Vichy, Frankreich
• City University London, Großbritannien
• Czech University of Agriculture, Prag, Tschechien
• DFKI, Deutsches Forschungszentrum für künstliche
Intelligenz, Saarbrücken
• DFN, Deutsches Forschungsnetz e.V., Berlin
• DTI, Danish Technology Institute, Aarhus, Dänemark
• Eberhard-Karls-Universität Tübingen
• Ecole Normale Supérieure de Cachan, Frankreich
• Electronics and Telecommunications Research
Institute, Daejeon, Korea
• Ernst Moritz Arndt Universität Greifswald
• Fachhochschule – University for Applied Sciences
Frankfurt am Main
• Fachhochschule Wedel
• Fernuniversität Hagen
• Freie Universität Amsterdam, Niederlande
• Fremdsprachenzentrum der Hochschulen des
Landes Bremen
• Friedrich-Schiller-Universität Jena
• GIAPEL, Grup d’Investigació i Aplicacions
Pedagògiques en Llengües, Universitat Jaume I,
Castelló de la Plana, Spanien
• Hanse Wissenschaftskolleg, Delmenhorst
• Hochschule Bremen
• Hochschule Bremerhaven
• Indiana University – Purdue University, Indianapolis,
USA
• Institut Français, Bremen
• Instituto Cervantes, Bremen
• International Teledemocracy Centre, Napier
University, Edinburgh, Großbritannien
• ITA, Institut für Technikfolgenabschätzung der
Österreichischen Akademie der Wissenschaften,
Wien, Österreich
• King’s College, University of London, Großbritannien
• Ludwig-Maximilians-Universität München
• Medizinische Fakultät Charité, Medizinische Klinik II,
Berlin
• MLRC, Queensland University of Technology,
Machine Learning Research Centre, Brisbane,
Australien
• MPI, Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie,
Bremen
• OFFIS, Oldenburg
• Rechenzentrum der Hochschule Bremen
• Studentenwerk Bremen
• Technical University of Kosice, Slowakei
• Technische Universität Berlin
• Technische Universität Darmstadt
• UCL, University College London, Großbritannien
• Umeaa Universitet, Schweden
• Universitário de Santiago, Aveiro, Portugal
• Universität Aarhus, Dänemark
• Universität Antwerpen, Belgien
• Universität Bergen, Norwegen
• Universität Braunschweig
• Universität Bremen, verschiedene Arbeitsgruppen,
Fachbereiche, Zentren und Institute der Universität
Bremen
• Universität Dortmund
• Universität Dresden
• Universität Edinburgh, Großbritannien
• Universität Erlangen-Nürnberg
• Universität Genua
• Universität/GH Essen
• Universität/GH Paderborn
• Universität Groningen, Niederlande
• Universität Hamburg
• Universität Hannover
• Universität Karlsruhe
Jahresbericht 2001
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Universität „La Sapienza”, Rom, Italien
Universität Leiden, Niederlande
Universität Magdeburg
Universität Manchester, Großbritannien
Universität Münster
Universität Nancy, Frankreich
Universität Nantes, Frankreich
Universität Nijmegen, Niederlande
Universität Oslo, Norwegen
Universität Osnabrück
Universität Paris Orsay, Frankreich
Universität Pisa, Italien
Universität Rostock
Universität Saarbrücken
Universität Siegen
Universität Stuttgart
Universität Ulm
Universität Warschau, Polen
Universität Würzburg
Universitätsklinikum Aachen
Universitätsklinikum Essen
Universitätsklinik Münster
Universitätsklinikum Ulm
Universitat Autònoma de Barcelona, Spanien
Universitat Polytécnica de Catalunya, Barcelona,
Spanien
Université de Franche-Compté, Besançon,
Frankreich
University of Fairfax, VA., USA
University of Manchester, Großbritannien
University of Mining and Metallurgy, Krakau, Polen
University of Southampton, Großbritannien
University of Technology, Sydney, Australien
University of Triest, Italien
VTT, Technical Research Centre of Finland, Espoo,
Finland
Kooperationspartner
27
Beirat
Das TZI wird in seiner Arbeit durch einen Beirat
unterstützt, der aus Wissenschafts- und Wirtschaftsvertretern besteht.
Prof. Dr. Hans-Jürgen Appelrath
OFFIS, Oldenburg
Heiko Aschenbeck
DaimlerChrysler AG, Werk Bremen
Prof. Dr. Wilfried Brauer
Technische Universität München
Willi Breuer
Deutsche Telekom AG,
Entwicklungszentrum Nord, Bremen
Prof. Manfred Fuchs
OHB System GmbH, Bremen
Prof. Dr.-Ing. Reinhard Keil-Slawik
Universität-GH Paderborn
Rolf E. Kirchhoff
IBM Deutschland Informationssysteme GmbH, Bremen
Prof. Dr. Hans Langmaack (Sprecher)
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Walter Messerknecht
messerknecht-meister informationssysteme GmbH,
Bremen
Prof. Dr. Heinrich Niemann
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg
Prof. Dr. Reinhard Wilhelm
Universität des Saarlandes
28
Struktur des TZI
Mitarbeiter/innen
A
Antoni, Jörg
B
Bausch, Anne
Bayarou, Kpatcha, Dr.
Bergmann, Olaf
Bisanz, Stefan
Blöchl, Oliver
Bohnebeck, Uta, Dr.
Bormann, Carsten, Dr.-Ing.
Bormann, Ute, Prof. Dr.-Ing.
Boronowsky, Michael, Dr.
Bredereke, Jan, Dr.
Breiter, Andreas, Dr.
Busatto, Giorgio
Büsching, Andreas
Buth, Bettina, Dr.
F
Fathi, Rachid
Forgber, Uwe
Friedrich, Jürgen, Prof. Dr.
G
Germeier, Markus
Gogolla, Martin, Prof. Dr.
Gottfried, Björn
H
Dahlweid, Markus
Drouineaud, Michael
Hagen, Martin, Dr.
Härtel, Steffen, Dr.
Hederich, Marlott
Hermes, Thorsten, Dr.-Ing.
Herzog, Otthein, Prof. Dr.
Hinrichs, Joachim
Hoffmann, Berthold, Dr.
Hohn, Bettina, Dr.
Hübner, Kai
Hummels, Sabine
E
I
Eckert, Claudia, Prof. Dr.
Espitalier, Frédéric
Ihlenfeldt, Ute
Ioannidis, George, Dr.
C
Cimander, Ralf
D
Jahresbericht 2001
29
K
Klempien-Hinrichs, Renate
Knirsch, Peter
Kollmann, Ralf
Kreowski, Hans-Jörg, Prof. Dr.
Krieg-Brückner, Bernd, Prof. Dr.
Kubeja, Jochen
Kubicek, Herbert, Prof. Dr.
Kuske, Sabine, Dr.
Kutscher, Dirk
L
Landau, Veronika
Langhans, Uwe
Lankenau, Axel
Lattner, Andreas
Limberg, Karin
Lindow, Arne
Lüth, Christoph, Dr.
M
Mastmeyer, Andre
Melchert, Sabine
Meyer, Dirk
Meyer, Oliver, Dr.
Michaelis, Birgit
Miene, Andrea
Moratz, Reinhard, Dr.
Mossakowski, Till, Dr.
S
Schäffer, Christian
Schlieder, Christoph, Prof. Dr.
Schlingloff, Holger, Dr.
Schmidt, Stefan
Schmidtke, Achim
Scholz, Thorsten
Schottmüller, Helmut
Schröder, Lutz, Dr.
Schümann, Stefan
Schulte, Beate
Schuster, Stefan
Schwedes, Kai
Shi, Hui, Dr.
Sielken, Karin
Stolpmann, Björn Eric
Stuckenschmidt, Heiner
T
Theißing, Florian
Timm, Ingo J.
Tsiolakis, Aliki
Twele, Lutz
N
V
Neumann, Holger
Nölte, Manfred
Novopashenny, Igor, Dr.
Vierhuf, Tillmann
Visser, Ubbo, Dr.
Vögele, Thomas
Volkmann, Gerald
Voogd, Anke
O
Oechtering, Veronika
Oster, Oliver
Ott, Jörg, Dr.-Ing.
P
Peleska, Jan, Prof. Dr.
Pfoh, Annegret
Pollem, Niels
Post-Gonzales, Renate
Prasse, Doreen
Prelle, Stefan
Pribbenow, Simone, Dr.
R
Radfelder, Oliver
Rauer, Sylvie
Rauner, Stefan
Redeke, Ingo
Reinermann, Helga
Richters, Mark, Dr.
Röfer, Thomas, Dr.
30
Roggenbach, Markus, Dr.
Romppel, Rebecca
Rügge, Ingrid
Rugen, Gwendolin
Russell, George E., Dr.
W
Wache, Holger
Wagner, Thomas
Welling, Stefan
Werner, Anke
Werner, Mattias
Westholm, Hilmar, Dr.
Wetjen, Tom
Wiedwald, Christian
Wiesner, Heike, Dr.
Wind, Martin, Dr.
Winter, Andreas
Wischnewsky, Manfred B., Prof. Dr.
Wölm, Julia
Z
Zhao, Jun, Dr.
Ziemann, Paul
Messebeteiligungen,
Ausstellungen, Workshops
• MILIA, Cannes, Frankreich, Februar 2001 (1 Exponat)
• Bildungsmesse 2001, Hannover, Februar 2001
(1 Exponat)
• Wissensmanagement 2001 (WM 2001) in
Baden-Baden, März 2001 (1 Exponat)
• CeBIT in Hannover, März 2001 (3 Exponate)
• Day chair bei der Konferenz „SIP 2001“ in London,
Großbritannien, März 2001
• National Association of Broadcasters (NAB 2001),
Las Vegas, USA, April 2001 (1 Exponat)
• Veranstaltung des TZI-Infotags „Arbeiten und Lernen
mit Informationstechnologien“, Juni 2001
• Mittelstand-online 2001 in Bremen, August 2001
(2 Exponate)
• Leitung des Workshops von RAG Informatik zum
„Session Initiation Protocol“ in Schlepzig,
September 2001
• „Internet für Alle – Chancengleichheit im Netz“,
Berlin, September 2001 (1 Exponat)
• 5. International Conference on Wearable Computing
(ISWC 2001) in Zürich, Oktober 2001 (1 Exponat)
• Umweltinformatik 2001 (UI 2001) in Zürich,
Oktober 2001 (1 Exponat)
• „<<UML>> 2001“, Vorsitz des Programmkomitees,
Toronto, Kanada, Oktober 2001
• Jahreskongress der Initiative D 21, Nürnberg,
November 2001 (Informationsstand des Netzwerks
Digitale Chancen)
• Veranstaltung des Workshops „Sicherheit in Unternehmenskommunikation und -infrastruktur“,
Bremen, November 2001
• Bremer Krebskongress, Organisation der Session
„Medizinische Informatik in der Onkologie“, Bremen,
November 2001,
• Mitorganisation der Konferenz „Methods for
Modalities 2“, Amsterdam, November 2001
• Organisation der Workshops „Web-Zugänglichkeiten
für Menschen mit Behinderungen“ vom Forum
Informationsgesellschaft, AG Demokratie und
Verwaltung, Berlin, November + Dezember 2001
• Organisation des Workshops „Online-Wahlen“ im
Auftrag des Bundesministeriums des Innern, Berlin,
Dezember 2001
Jahresbericht 2001
31
Publikationen
Bredereke, J.: Generating Specifications from a Family of Formal
Requirements (Zusammenfassung). In: Jähnichen; Kramer;
Lemoine; Wirsing (Hrsg.): Can Formal Methods Cope with
Software-Intensive Systems? Dagstuhl-Seminar-Report.
ISSN 0940-1121. No. 308. Juni 2001
Bredereke, J.; Schlingloff, H.: Specification Based Testing of the UMTS
Protocol Stack. In: Proc. 14th Int. Software & Internet Quality
Week - QW2001. SR (Software Research Institute).
San Francisco, CA. Mai 2001,
Veröffentlichungen oder Herausgabe von Büchern
Bayarou, K.: Entwicklung einer Methode zur parallelen verteilten
ereignisgesteuerten Simulation von stochastischen Petri
Netzen. Dissertation, Universität Bremen 2001
Beckert, B.; Breiter, A.; Hagen, M.; Kubicek, H.: Staatliche Initiativen auf
dem Weg in die Informationsgesellschaft: Ein Vergleich von
Multimedia-Pilotprojekten in ihrem politischen Kontext:
Deutschland, EU und USA. Schlussbericht an die
Volkswagenstiftung. Universität Bremen 2001
Bohnebeck, U.: mRNA-Signalstrukturerkennung mittels Knowledge
Discovery. DISKI 249. infix Verlag, Berlin 2001
Boronowsky, M.: Diskretisierung reellwertiger Attribute mit
gemischten kontinuierlichen Gleichverteilungen und ihre
Anwendung bei der zeitreihenbasierten
Entscheidungsbauminduktion. DISKI 246. 2001
Breiter, A.: IT-Management in Schulen. Pädagogische Hintergründe,
Planung, Finanzierung und Betreuung des
Informationstechnikeinsatzes. Luchterhand, Neuwied 2001
Buth, B.: Formal and Semi-Formal Methods for the Analysis of
Industrial Control Systems. Habilitation Thesis, Mai 2001
Hagen, M.: Ein Referenzmodell für Online-Transaktionssysteme im
Electronic Government. Rainer Hampp Verlag, München und
Mering 2001
Kubicek, H.; Hagen, M.: One Stop Government in Europa. Stand,
Probleme, Perspektiven. Universität Bremen 2001
Meyer, O.: Structural Decomposition of Timed CSP and its
Application in Real-Time Testing. Dissertation, Universität
Bremen 2001
Richters, M.: A Precise Approach to Validating UML Models an OCL
Constraints. Dissertation, Universität Bremen 2001
Schlingloff, H.: Partial State Space Analysis of Safety-Critical Systems.
BISS Monographs. Universität Bremen, Habilitations Thesis,
2001
Veröffentlichungen in Büchern, Sammel- oder
Konferenzbänden
Boronowsky, M.; Nicolai, T.; Schlieder, C.; Schmidt, A.: Winspect: A
Case Study for Wearable Computing Supported Inspection
Tasks. In: Proceedings of the Fifth International Symposium on
Wearable Computers (ISWC’01). IEEE-Press, 2001
Boronowsky, M.; Rügge, I.; Werner, A.: Trends im Wearable
Computing. In: Oberquelle, H.; Oppermann, R.; Krause, J. (Hrsg):
Mensch und Computer 2001. Teubner: Stuttgart, Leipzig,
Wiesbaden 2001, S. 421-426
Bredereke, J.: A Tool for Generating Specifications from a Family of
Formal Requirements. In: Kim; Chin; Kang; Lee (Hrsg.): Formal
Techniques for Networked and Distributed Systems. Kluwer:
Boston, August 2001, S. 319-334
Bredereke, J.: Ein Werkzeug zum Generieren von Spezifikationen aus
einer Familie formaler Anforderungen. In: Fischer; Jung (Hrsg.):
Formale Beschreibungstechniken. 11. GI/ITG-Fachgespräch.
Bruchsal, Juni 2001
32
Breiter, A.: IT-Management: Planung, Organisation und Steuerung
des integrierten Einsatzes digitaler Medien als
Schulleitungsaufgabe. In: Buchen, H.; Horster, L.; Rolf, H.-G.
(Hrsg.): Schulleitung und Schulentwicklung. Ein Reader.
Raabe: Berlin 2001, S. 1-14
Breiter, A.; Stolpmann, B. E.; Wilcke, S.: IT-Plan für Schulen und
Kindertagesstätten der Stadt Frankfurt am Main. Bericht im
Auftrag des Stadtschulamtes. Bremen 2001
Buth, B.: PA-Oriented Metrication During the Development Lifecycle.
In: Proceedings of SQM’2001 – Software Quality Management,
Bonn, SQS., 2001
Drewes, F.; Kreowski, H.-J.: Reading Words in Graphs Generated by
Hyperedge Replacement. In: Martin-Vide; Mitrana (Hrsg.):
Where Mathematics, Computer Science, Linguistics and
Biology Meet. Kluwer Academic Publishers 2001, S. 243-252
Drücker, C.; Hübner, S.; Visser, U.; Weland, H.-G.:“As time goes by’” Using time series based decision tree induction to analyze the
behaviour of opponent players. In: Proceedings of the 5th
International Workshop RoboCup. Springer 2001
Fischer, K.; Moratz, R.: From Communicative Strategies to Cognitive
Modelling. In: Proceedings of the Workshop on Epigenic
Robotics, Lund 2001
Födisch, A.; Winter, A.; Hermes, Th.: Modellbasierte
Raumlageerkennung von Objekten auf Tiefenbildern. In: Paul,
L.; Stanke, G.; Pochanke, M. (Hrsg.): 3D-NordOst 2001,
Tagungsband 4. Anwendungsbezogener Workshop zur
Erfassung, Verarbeitung, Modellierung und Auswertung von
3D-Daten, Berlin, GFaI. Polyprint GmbH, 2001, S. 5-12
Ghani, N.; Lüth, C.; de Marchi, F.; Power, J.: Algebras, Coalgebras,
Monads and Comonads. In: Montanari (Hrsg.) In: Electronic
Notes in Theoretical Computer Science. Vol. 44. No. 1, 2001
Gogolla, M.: Formal Methods versus UML’s OCL. In: Jähnichen;
Kramer; Lemoine; Wirsing (Hrsg.): Can Formal Methods Cope
with Software-Intensive Systems. Dagstuhl-Seminar-Report
308, 2001, S. 19-20
Gogolla, M.: Using OCL for Defining Precise, Domain-Specific UML
Stereotypes. In: Aurum; Jeffery (Hrsg.): Proc. 6th Australian
Workshop on Requirements Engineering (AWRE’2 001). Centre
for Advanced Software Engineering Research (CAESER),
University of New South Wales, Sydney 2001, S. 51-60
Gomez-Perez, A.; Gruninger, M.; Stuckenschmidt, H.; Uschold, M.:
Ontologies and Information Sharing Proceedings of the IJCAI01 Workshop on Ontologies and Information Sharing. In:
CEUR-Workshop Proceedings No. 47, 2001
Hoffmann, B.: Shapely Hierarchical Graph Transformation. In: Proc.
IEEE Symposia on Human-Centric Computing Languages and
Environments. IEEE Computer Press, 2001, S. 30-37
Kollmann, R.; Gogolla, M.: Application of UML Associations and Their
Adornments in Design Recovery. In: Aiken; Burd (Hrsg.): Proc.
8th Working Conference on Reverse Engineering (WCRE). IEEE:
Los Alamitos 2001, S. 81-90
Kollmann, R.; Gogolla, M.: Capturing Dynamic Program Behaviour
with UML Collaboration Diagrams. In: Sousa; Ebert (Hrsg.): Proc.
5th European Conference on Software Maintenance and
Reengineering. IEEE: Los Alamitos 2001, S. 58-67
Kollmann, R.; Gogolla, M.: Selektive Darstellung von
Programmstrukturen mit UML. In: Ebert; Lehner (Hrsg.): Proc.
3rd Workshop on Software-Reengineering (WSR), Bad Honnef,
Deutschland. Technischer Bericht. Universität Koblenz 2001
Miene, A.; Dammeyer, A.; Hermes, Th.; Herzog, O.: Advanced And
Adapted Shot Boundary Detection. In: Fellner, D.W.; Fuhr, N.;
Witten, I. (Hrsg.): Proceedings of ECDL WS Generalized
Documents. 2001, S. 39-43
Kubicek, H.: Das Verhältnis von E-Commerce und E-Government Die Notwendigkeit, das Unterschiedliche zu integrieren. In:
Fuchs,G.; Teutsch, B. (Hrsg.): Regulationsdefizite bei Electronic
Commerce? Workshopdokumentation. Akademie für
Technikfolgenabschätzung: Stuttgart 2001, S. 45-56
Miene, A.; Hermes, Th.; Ioannidis, G.: Automatic Video Indexing with
the ADViSOR System. In: Proceedings of the International
Workshop on Content-Based Multimedia Indexing. 2001,
S. 427-433
Kubicek, H.: Die digitale Kluft - auch eine Herausforderung für die
Gewerkschaften. In: Sommer, M.; Schröder, L.; Schwemmle, M.
(Hrsg.): Neu denken – Neu handeln. Arbeit und Gewerkschaften
im digitalen Kapitalismus. Festschrift für Kurt van Haaren. VSA:
Hamburg 2001, S.137-149
Kubicek, H.: Die digitale Signatur zwischen Bürger und Verwaltung Erleichterung oder Erschwernis? In: Bundesamt für Sicherheit
in der Informationstechnik (Hrsg.): 2001 – Odyssee im
Cyberspace? Sicherheit im Internet! SecuMedia: Ingelheim
2001, S. 11-22
Kubicek, H.: Media@Komm. Rechtsverbindliche OnlineTransaktionen als wirtschaftliche Herausforderung - Das
Beispiel Bremer Online Service. In: Picot, A.; Quadt, H.-P. (Hrsg.):
Verwaltung ans Netz! Neue Medien halten Einzug in die
öffentlichen Verwaltungen. Springer: Berlin und Heidelberg
2001, S. 99-116
Kubicek, H.; Breiter, A.: Organisationsübergreifendes IT-Management
im Bildungsbereich. In: Griesche, D.; Meyer, H.; Dörrenberg, F.
(Hrsg.): Innovative Managementaufgaben in der nationalen
und internationalen Praxis. Anforderungen, Methoden,
Lösungen, Transfer. Deutscher Universitäts-Verlag: Wiesbaden
2001, S. 315-335
Kubicek, H.; Hagen, M.: Integrating E-Commerce and E-Government.
The Case of Bremen Online Services. In: Prins, J.E.J. (Hrsg.):
Designing E-Government. On the Crossroads of Technological
Innovation and Institutional Change. Kluwer: Den Haag 2001,
S. 177-196
Kubicek, H.; Haslbeck, R.: Wo bleiben die Informatiker und
Informatikerinnen? In: Bolder, A.; Heinz, W. R.; Kutscha, G. (Hrsg.):
Jahrbuch Bildung und Arbeit 99/00: Deregulierung der Arbeit –
Pluralisierung der Bildung? Leske + Budrich: Opladen 2001,
S. 149-165
Kubicek, H.; Welling, S.: Internet für alle durch institutionelle
Förderung. Zur Rolle von Stiftungen, öffentlichen Bibliotheken
und anderen gemeinnützigen Einrichtungen in einer
diversifizierten Informationsordnung. In: Kops, M.; Schulz, W.;
Held, T. (Hrsg.): Von der dualen Rundfunkordnung zur
dienstespezifisch diversifizierten Informationsordnung?
Nomos: Baden-Baden 2001, S. 217-248
Kubicek, H.; Welling, S.: Öffentliche Internet-Zugangs- und Lernorte
als Sprungbretter in die digitale Welt. Pilotstudie zum Aufbau
einer Online-Datenbank. Universität Bremen 2001
Kubicek, H.; Welling, S.: Studie zur betreuten Internetnutzung im
Land Bremen. Bestandsaufnahme - Defizitanalyse Handlungsoptionen. Universität Bremen 2001
Kubicek, H.; Wind, M.: Wie „modernisiere“ ich Wahlen? Der lange Weg
vom Pilotprojekt zum Online Voting bei einer Bundestagswahl.
In: Filzmaier, P. (Hrsg.): Internet und Demokratie. The State of
Online Politics. Innsbruck: Studien-Verlag, S. 107-129
Lankenau, A.: Avoiding Mode Confusion in Service-Robots. In:
Mokhtari (Hrsg.): Integration of Assistive Technology in the
Information Age. Proc. of the 7th Int. Conference on
Rehabilitation Robotics. IOS Press: Amsterdam, Evry April 2001,
S. 162-167
Lindow, A.; Gogolla, M.; Richters, M.: Ein formal validiertes
Metamodell für die Transformation von Schemata in
Informationssystemen. In: Bauknecht; Brauer; Mück (Hrsg.):
Proc. GI Jahrestagung (GI’2001), Band 1. Workshop Integrating
Diagrammatic and Formal Specification Techniques. Austrian
Computer Society: Wien 2001, S. 662-669
Jahresbericht 2001
Miene, A.; Hermes, Th.; Ioannidis, G.: Extracting Textual Inserts from
Digital Videos. In: Proceedings of the Sixth International
Conference on Document Analysis and Recognition
(IDCAR’01), Seattle, Washington, USA. IEEE Computer Society:
2001, S. 1079-1083
Miene, A.; Visser, U.: Interpretation of spatio-temporal relations in
real-time and dynamic environments. In: Proceedings of the
RoboCup 2001 International Symposium. 2001, in print
Neumann, H.; Schuster, G.; Stuckenschmidt, H.; Visser, U.; Vögele, T.;
Wache, H.: Intelligent Brokering of Environmental Information
with the BUSTER System. In: Proceedings of the International
Symposium Informatics for Environmental Protection. Oktober
2001
Redeke, I.: Hierarchical Interpretation of Business Charts for Blind
Computer Users using UML. In: Fourth IAPR International
Workshop on Graphics Recognition, Kingston, Ontario, Canada.
2001, S. 440-454
Redeke, I.: Image and Graphic Reader. In: Proceedings of
International Conference on Image Processing 2001,
Thessaloniki, Griechenland. IEEE Signal Processing Society:
2001, S. 806-809
Röfer, T.: Konsistente Karten aus Laser Scans. In: Levi; Schanz (Hrsg.):
Autonome Mobile Systeme 2001. Informatik aktuell. Springer
2001, S. 171-177
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Publikationen
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Publikationen
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Timm, I.J.; Tönshoff, H.-K.; Herzog, O.; Woelk, P.-O.: Adaptive
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Analyse von Entfernungsbildern industrieller Fertigungsteile.
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Moratz, R.; Fischer, K.; Tenbrink, T.: Cognitive Modelling of Spatial
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Bormann, C.; Kutscher, D.; Ott, J.: Requirements for Session
Description and Capability Negotiation. draft-ietf-mmusicsdpng-req-01.txt. April 2001
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Negotiation. draft-ietf-mmusic-sdpng-03.txt. November 2001
Bormann, C.; Kutscher, D.; Ott, J.; Trossen, D.: Simple Conference
Control Protocol. Draft-ietf-mmusic-sccp—01.txt. Mai 2001
Burmeister, C.; Fukunaga, S.; Hakenberg, R.; Hata, K.; Miyazaki, A.; Ott,
J.; Sato, N.; Wenger, S.; Yano, K.: Extended RTP Profile for RTCPbased Feedback (RTP/AVPF). draft-ietf-avt-rtcp-feedback-00.txt.
November 2001
Burmeister, C.; Fukunaga, S.; Hakenberg, R.; Miyazaki, A.; Ott, J.; Sato,
N.: Extended RTP Profile for RTCP-based Feedback — Results of
the Timing Rule Simulations. draft-burmeister-avt-rtcpfeedback-sim-00.txt. November 2001
Rügge, I.: Dass es mit Hand einiges auf sich hat, liegt schnell auf der
Hand. In: Frauenarbeit und Informatik (23). 2001, S. 50
Rügge, I.:„Echte“ interdisziplinäre Lehre in der Informatik? Konzepte
und Erfahrungen. In: FiFFKo: Frauen in der
Informationsgesellschaft? Von der Nutzung zur Gestaltung (3).
2001, S. 8-11
Jahresbericht 2001
Publikationen
35
Publikationen
Kutscher, D.: The Message Bus: Guidelines for Application Profile
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2001
Kutscher, D.; Meyer, D.; Ott, J.: An Mbus Profile for Call Control. draftietf-mmusic-mbus-call-control-00.txt. February 2001
Kutscher, D.; Ott, J.: An Mbus Profile for Internet Appliance Control.
draft-kutscher-mbus-ipac-00.txt. February 2001
Kutscher, D.; Ott, J.; Perkins, C.: A Message Bus for Local Coordination.
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Peleska, J.: Testing Safety-Critical Embedded Systems – Theoretical
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International Conference on Software Testing, Bonn. April 2001
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Bormann, C. (ed.): RObust Header Compression (ROHC). RFC 3095.
July 2001
Sonstige Veröffentlichungen
Bohnebeck, U.; Drutschmann, D.; Wetjen, T.: Determination of
Classificatory Motifs for the Identification of Organisms Using
DNA. Poster abstracts of ISMB’01, 2001
Bohnebeck, U.; Wetjen, T.: Effective Pre- and Post-Processing for the
Determination of Highly Sensitive Oligonucleotides to be Used
on DNA Microarrays. Online Proceedings of GCB’01, 2001
Herzog, O.; Timm, I.J. (Hrsg.): Proceedings des 3. Kolloquiums des
Schwerpunktprogramms „Intelligente Softwareagenten und
betriebswirtschaftliche Anwendungsszenarien“. 10.-12. März in
Hameln. TZI-Bericht Nr. 23/2001, Bremen 2001
Herzog, O.; Tönshoff, H.K.; Timm, I.J.; Woelk, P.-O.: Adaptives und
kooperatives Verhalten in Agentensystemen. Proceedings des
3.SPP-Kolloquiums „Intelligente Softwareagenten und
betriebswirtschaftliche Anwendungsszenarien“ in Hameln.
TZI-Bericht Nr. 23/2001, Bremen 2001
Tönshoff, H.K.; Woelk, P.-O.; Herzog, O.; Timm, I.J.: Konzept eines
innerbetrieblichen Anwendungsszenarios am Beispiel einer
Verdichterbaugruppe. Proceedings des 3.SPP-Kolloquiums
„Intelligente Softwareagenten und betriebswirtschaftliche
Anwendungsszenarien“ in Hameln. TZI-Bericht Nr. 23/2001,
Bremen 2001
Westholm, H.: Highlights of EU current best practice in service
delivery and research methods (interim report) (editor of the
deliverable D3.1 within the EU-Project PRISMA-Providing
Innovative Service Models and Assessments), 2001
Westholm, H.: Local administrations networking. Article for
Inter-IT.COM (www.Inter-It.com), 2001
36
Projekte des TZI
Bereichsübergreifende
Projekte
Die Projekte sind chronologisch nach dem Anfangsdatum
sortiert, die jüngsten stehen am Anfang.
SBW-AG7.COM – InformatikArbeitsgemeinschaften für die 7. Klassen
Technologietransfer und Nachwuchsförderung einmal anders! Im
Rahmen einer Initiative des Bremer Senators für Bildung und Wissenschaft, Willi Lemke, für mehr Computereinsatz an Bremer Schulen, organisiert das TZI zwölf Informatik-Arbeitsgemeinschaften
für Schülerinnen und Schüler der siebten und achten Jahrgangsstufe. Das Vorhaben ist ein Pilotprojekt für die Einführung von Informatik an allgemeinbildenden Schulen, so wie sie von der Gesellschaft für Informatik in einer bundesweiten Richtlinie empfohlen wurde. Für das Projekt werden vom TZI Software und zentrale
Unterrichtsmaterialien erarbeitet, die dann von studentischen
LehrassistentInnen und LehrerInnen der beteiligten Schulen im
Unterricht umgesetzt werden. Inhaltliche Schwerpunkte sind der
Begriff von Information und Algorithmus, Strukturierung und Repräsentationsformen von Informationen, Kommunikation, Spezifikationen und gesellschaftliche Bezüge der Informatik. Nach einer
erfolgreichen Startphase im ersten Halbjahr 2001 wurde das Projekt im zweiten Halbjahr in verdoppeltem Umfang wiederholt. Im
ersten Halbjahr 2002 wird es auf Schülerinnen und Schüler der
achten Jahrgangsstufe ausgeweitet.
Auftraggeber: Senator für Bildung und Wissenschaft, Bremen
Projektleitung: Dr. Holger Schlingloff
Mitarbeiter/innen: Wolfgang Frauenkron, Iris Walter, studentische
LehrassistentInnen
Laufzeit: 12.2000-06.2002
TZI im WWW
Im Jahr 2001 wurde mit dem Aufbau einer Infrastruktur begonnen, mit der sich die in der ersten Projektphase formulierten Anforderungen an eine Erweiterung der Präsenz des TZI im World
Wide Web (WWW) umsetzen lassen. Um vor dem Hintergrund der
dezentralen Struktur des Instituts eine effiziente Wartung zu ermöglichen, ergaben sich weitere technische Anforderungen, die
die endgültige Fertigstellung verzögert haben. Aufgrund der strikten Modularisierung konnten mittlerweile große Teile dieser Infrastruktur in Betrieb genommen werden, ohne dass alle Teile bereits
fertiggestellt sein mussten.
Einen wesentlichen Bestandteil der neuen Infrastruktur nimmt die
Unterstützung einer formalen Beschreibung der Site-Struktur ein.
Um größtmögliche Flexibilität zu erlangen, verwendet der bestehende Ansatz die vom World Wide Web Consortium standardisierte XML Linking Language (XLink), die zum einen eine Aufteilung
der Beschreibung von Verweisstrukturen in unabhängige Module
erlaubt und zum anderen neuen Browser-Implementierungen die
Möglichkeit gibt, komplexe Verknüpfungen zwischen Dokumenten in geeigneter Weise zu visualisieren. Im allgemeinen Fall bleiben diese nicht auf einfache gerichtete Kanten beschränkt, wie sie
derzeit im WWW ausschließlich verwendet werden.
Des weiteren wurden zusätzliche Mechanismen eingeführt, um
die Wartung der Inhalte zu vereinfachen. Neben der Dezentralisierung ist hier insbesondere die Unterstützung von Versionskontrollmechanismen zu nennen, die eine verteilte Bearbeitung von
Dokumenten ermöglichen.
Im Zuge der Einführung eines neuen Corporate Design der Universität Bremen wurde zudem das Layout der TZI-Webseiten überarbeitet, um die Nähe zur Universität herauszuheben. Bei der Umsetzung wurde besonderes Augenmerk auf die Darstellbarkeit der
Seiten in unterschiedlichen Web-Browsern gelegt. Der Verzicht auf
proprietäre Kodierungen für Mediendaten und Client-seitig auszuführende Skripte gewährleistet zudem eine weitgehende Kompatibilität mit älteren Browsern.
Förderer: ISP, Infrastruktur-Sonderprogramm des Landes Bremen
Projektleitung: Olaf Bergmann
Mitarbeiter/innen: Olaf Bergmann, Dr. Simone Pribbenow, Ingrid
Rügge, Ute Ihlenfeldt
Laufzeit: 05.2000-06.2001
Frauen in der Geschichte der Informationstechnik
Frauen haben auf vielfältige Weise Anteil an der Entwicklung und
Anwendung von Informationstechnik. Oftmals wurden sie jedoch
im historischen Rückblick vergessen oder ihre Leistungen wurden
unterschätzt. Im Rahmen des Projekts wird ein Multimediaangebot, bestehend aus einer Internetpräsentation, einer CD-ROM mit
umfangreichem Begleitheft sowie einem Plakat entwickelt, durch
das Leistungen von Frauen an der Entstehung sowie an der historischen und aktuellen Anwendung von Informationstechnik sichtbar gemacht und gewürdigt werden sollen. Neben Einzelporträts
von Computerfachfrauen wird die historische Bedeutung der Informationstechnik im Wandel von klassischen Frauenerwerbsbereichen dargestellt. Zugleich wird ein möglichst allgemein verständlicher Gang durch die Geschichte der Informatik unternommen. Die Materialien sind insbesondere für den Einsatz in Schulen
sowie für die Mädchenarbeit gedacht und sollen kostenlos zur
Verfügung gestellt werden.
Projektpartner: Verein Frauen in der Technik e.V. – FiT, Darmstadt;
Kompetenzzentrum Frauen in der Informationsgesellschaft und
Technologie, Bielefeld
Förderer: Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und
Jugend
Projektleitung: Veronika Oechtering
Laufzeit: 01.11.1999-31.12.2001
Projekte
Jahresbericht 2001
37
Projekte
WinSpect – Wearable Computing in Inspection
Die Instandhaltung von Produktionsanlagen ist eine wesentliche
Voraussetzung für effiziente industrielle Produktion, aber auch ein
wesentlicher Kostenfaktor: Das Vorhaben WinSpect zielt darauf ab,
die Produktivität bei der Bearbeitung der an der Instandhaltung
beteiligten Prozesse bei steigender Qualität zu verbessern. Bisher
beschränkt sich der Einsatz von Informationstechnologien in der
Instandhaltung auf die Planung von Instandhaltungsvorhaben,
das Erstellen der Wartungsberichte oder die Analyse von Schadensfällen für das Aufdecken von Schwachstellen.
Der Einsatz mobiler Computer, die am Körper getragen werden
und die Hände für Inspektion, Wartung und Instandsetzung freilassen, bietet hier erhebliches innovatives Potenzial, das es für
eine Verbesserung der Produktivität zu nutzen gilt. Um tragbare
Computer im industriellen Bereich für tägliche Aufgaben einsetzen zu können, sind Benutzungsschnittstellen und Interaktionsmechanismen nötig, die es dem Benutzer dieser Technologie
erlauben, auch unter erschwerten Bedingungen (z.B. beim Tragen
von Schutzbekleidung, bei gleichzeitiger Ausführung anderer
Arbeitsvorgänge) möglichst einfach und aufgabenangemessen
mit dem Computer zu interagieren.
Um tragbare Computer in bestehende IT-Infrastrukturen einbetten zu können, aber auch um die technische Grundlage für neue
Anwendungen zu schaffen, wurde im Projekt WinSpect an Konzepten zur drahtlosen Vernetzung der tragbaren Computer gearbeitet. Hierfür wurden zahlreiche Tests mit der gleichzeitig in Teilen der Universität aufgebauten drahtlosen Netz-Infrastruktur
durchgeführt und erste Prototypen für Anwendungen zur Übertragung von Messdaten im Rahmen von Inspektionen erstellt. Die
Erfahrungen dienten zudem als Grundlage für die Einwerbung
des aus Bundesmitteln geförderten Projekts „Campus-WLAN“ zum
Aufbau einer drahtlosen Netz-Infrastruktur an ausgewählten deutschen Hochschulen.
Im weiteren Projektverlauf soll die Erprobung von WinSpect-Prototypen im täglichen Einsatz weitere Ergebnisse für die Gestaltung von Ein- und Ausgabeverfahren liefern und das bestehende
System um die Möglichkeit zur Anbindung externer Messsysteme
erweitert werden. Hierfür soll eine flexible Infrastruktur für kleine,
lokal begrenzte und kurzfristig bestehende Netze entwickelt werden, die es einem tragbaren Computer erlaubt, im Rahmen einer
Inspektion Messwerte von in diesen Netzen erreichbaren Messsystemen zu übertragen.
Dieses Projekt ist ein bereichsübergreifendes Vorhaben der TZIBereiche DMN (Digitale Medien und Netze) und IS (Intelligente
Systeme).
Projektpartner: Stahlwerke Bremen GmbH, Bremen
Förderer: ISP, Land Bremen
Projektleitung: Dr. Carsten Bormann, Dr. Michael Boronowsky
Mitarbeiter: Olaf Bergmann, Thorsten Scholz
Laufzeit: 10.1999-09.2002
38
TeDUB – Technical Drawings Understanding for the
Blind
Ziel des Projektes ist es, ein System zu entwickeln, welches technische Zeichnungen interpretiert und für Blinde zugänglich macht.
Dabei wird eine Umgebung speziell für blinde NutzerInnen entwickelt, ein Bildverarbeitungsmodul, welches technische Zeichnungen analysiert, und die hierzu geeigneten Schnittstellen, damit
Blinde die extrahierten Informationen verarbeiten können. Das
System wird Bilder aus verschiedenen Quellen wie z.B. Festplatte,
web, ftp, E-mail einlesen können und wird in bestehende Software
(screen reader) für Blinde integriert werden, um die Einarbeitungszeit so gering wie möglich zu halten. Das Projektkonsortium besteht aus zwei Blindenverbänden aus Italien und Irland, einem
Industriepartner aus Deutschland, zwei Forschungspartner aus
Großbritannien und einem Anwendungspartner aus den Niederlanden.
Förderer: EU (IST Programm)
Projektpartner: Federatie van Nederlandse Blindenbibliotheken,
Niederlande; City University London, Großbritannien; Institute of
Science and Technology, University of Manchester, Großbritannien;
Unione Italiana Ciechi di Verona, Italien; F.H. Papenmeier GmbH &
Co. KG, Deutschland, National Council for the Blind of Ireland, Irland
Projektleitung: Prof. Dr. Christoph Schlieder
Mitarbeiter: Mike Födisch
Laufzeit: 01.10.2001-30.09.2004
PHASY – Phase Analyser System for medical images
Im Projekt PHASY wird eine neue Technik zur Bildakquisition mit
Hilfe von Röntgenstrahlen entwickelt und evaluiert. Diese Technik
basiert auf der Beobachtung von Phasenverschiebungseffekten,
die durch räumliche Variationen des Röntgenstrahl-Brechungsindexes erzeugt werden. Insbesondere ist es möglich, im Unterschied zu herkömmlichen Röntgenverfahren, auch weiches Gewebe sehr genau visuell zu erfassen. Es ist ein Tool zu entwickeln, das
unter Eingabe mehrerer Bilder, die durch verschiedene Aufnahmeeinstellungen entstanden sind, das Zielbild erzeugt. Unter Berücksichtigung der bei dieser Aufnahmetechnik entstehenden Bildqualität sind geeignete Bildverbesserungs- und Merkmalsextraktionsverfahren zu entwickeln. Des weiteren sind Messverfahren für
eine Studie zum Vergleich verschiedener Bildakquisitionssysteme
zu entwickeln.
Projektpartner: ELETTRA Synchrotrone, Triest, Italien; ESRF, Grenoble, Frankreich; Daresbury Laboratory Center for Instrumentation,
Daresbury, Großbritannien; Deutsches Elektronen Syncrotron,
Hamburg; University of Triest, Italien; Universität Siegen; Siemens
Medical Systems, Siegen
Förderer: EU (IHP Programm)
Mitarbeiter: Björn Gottfried
Laufzeit: 01.06.2001-31.05.2003
Orasis3D – Präzise Auswertung von 3D-Bildern
Neue Entwicklungen im Bereich der digitalen Bildaufnahme verlangen nach innovativen Softwareentwicklungen, um den erweiterten Anforderungen an die Präzision der erfassten Daten gerecht zu werden. Insbesondere moderne bildgebende Verfahren
für Tiefenbilder erfordern diese Genauigkeit. Neben der Rechenpräzision zeichnet sich das Programm durch die Unterstützung
von diversen Peripheriegeräten aus. Ein weiteres Augenmerk des
Systems liegt auf dem Gebiet der Steuerung von Robotern und
autonomen Fahrzeugen. Um die Erstellung von Analysen zu erleichtern, verfügt Orasis3D bereits über eine umfangreiche Bibliothek von Standardbildoperatoren. Orasis3D kann auf einfache
Weise über eine offene Schnittstelle erweitert werden. Die Kommunikation zu den neuen Komponenten erfolgt dabei über DLLs,
welche die AnwenderIn dem System über eine Konfigurationsdatei bekannt machen. Dadurch kann Orasis3D an beliebige Probleme angepasst werden, ohne die notwendigen Funktionen für einfachere Aufgaben jeweils neu entwickeln zu müssen. Auf neue
Komponenten kann dabei auf die gleiche Weise zugegriffen werden, wie auf die bereits mitgelieferten. Auf der grafischen Benutzungsoberfläche können atomare Operationen mit Makros zu
komplexen Operationen zusammengefügt werden oder mit Ablaufsteuerungen verknüpft werden.
Das System wird auch in der Bildverarbeitungs-Vorlesung und
-Übung sowie im studentischen Projekt TAKE eingesetzt.
Förderer: Senator für Bildung, Wissenschaft und Kunst, Bremen
Projektleitung: Dr.-Ing. George Ioannidis
Mitarbeiter: Dr.-Ing. Thorsten Hermes, Andreas Winter
Laufzeit: 01.01.2001-31.12.2002
TAKE – Auswertung von Entfernungsbildern zur
Ansteuerung eines Roboterarmes
Das studentisches Projekt TAKE beschäftigt sich mit dem Thema
„CAD-Modell basierte Analyse von Entfernungsbildern industrieller Fertigungsteile“. Ziel ist es, ein System zu schaffen, das die
Raumlage sortenreinen Schüttguts in einem Behälter bestimmt.
Als Sensor wird eine Laserentfernungskamera genutzt. Die gewonnenen Daten werden vorverarbeitet und die Merkmale mit
Hilfe von kanten- und flächenbasierten Verfahren extrahiert. Aus
den CAD-Daten der Objekte werden in einer Offline-Phase die
entsprechenden Modellmerkmale gewonnen. Diese werden in
einer Datenbank abgelegt und in der Online-Phase mit den Objektmerkmalen verglichen. Als Ergebnis bekommt man die 3DLageinformation des Objektes und es wird noch der optimale
Greifpunkt bestimmt. Mit diesen Informationen kann anschließend ein Roboter die Objekte greifen und einem Verarbeitungsprozess zuführen. In diesem Projekt wird die im TZI entwickelte
Bildverarbeitungsumgebung Orasis3D genutzt.
Mitarbeiter/innen: 15 Studierende des Studiengangs Informatik,
Andrea Miene und Andreas Winter als BetreuerInnen
Laufzeit: 15.10.2000-30.10.2002
Projekte
Jahresbericht 2001
39
Projekte
ADViSOR – Advanced Digital Video Storage and
Online Retrieval System
Die Archivierung von Videodokumenten stellt eine extrem zeitintensive Aufgabe dar, da eine effektive Recherche dieser Dokumente nur nach vorheriger Annotation, d.h. inhaltlicher Beschreibung
und Dokumentation, möglich ist. Das Projekt ADViSOR hat die
Schaffung eines semi-automatischen Systems zur inhaltlichen
Erschließung und Archivierung und zum Retrieval von Videodokumenten zum Ziel. Das System wird im Rahmen eines von der Europäischen Union finanzierten Projektes in Zusammenarbeit mit
verschiedenen Europäischen Partnern und dem SüdWestRundFunk Baden-Baden und Interactive STAR, als Anwendungspartner
entwickelt. Die Forschungsschwerpunkte liegen in der Entwicklung von Verfahren zur syntaktischen und semantischen Videoanalyse. Der zweite Prototyp des Systems wird gerade von den
Anwendungspartnern evaluiert und getestet.
Projektpartner: MATRA Systèmes & Information, Frankreich; White
Balance – projects pool agency GmbH, Bremen; Interactive STAR,
Bordeaux, Frankreich; SWR – SüdWestRundFunk, Baden-Baden;
UPC – Universitat Polytécnica de Catalunya, Barcelona, Spanien;
RWTH Aachen, Lehrstuhl für Informatik VI; CL&KI Universität Osnabrück
Förderer: EU (IST Programm)
Mitarbeiter/innen: Rachid Fathi, Andre Mastmeyer, Andrea Miene,
Ingrid Rügge, Holger Wache
Laufzeit: 01.01.2000-31.05.2002
Modellbasierte 3D-Objektlageerkennung auf Basis
der optischen Erfassung von 3D-Szenen
In dem Projekt 3D-Objektlageerkennung wurde ein Verfahren zur
„Modellbasierten Raumlageerkennung von Objekten auf Tiefenbildern“ entwickelt. Dieses Verfahren baut auf den Arbeiten zur
Segmentierung von Tiefenbildern aus dem Projekt ISP 1.1 auf.
Neben den Tiefenbildern wird ein „Infrarotbild“, das von der Laserkamera mitgeliefert wird und ein Farbbild, das von einer externen
CCD-Kamera geliefert wird, ausgewertet, um die Merkmale der
Szene zu bestimmen. Die so gewonnenen Merkmalsinformationen werden mit den Modellmerkmalen, die in einer Datenbank
abgelegt sind, verglichen, und mit Hilfe eines „Interpretation Trees“
wird eine Hypothese erstellt, welches Objekt gerade untersucht
wird. Diese Hypothese wird anschließend in einer Verifikationsphase geprüft. Anschließend werden die Transformationsmatrizen
bestimmt. Das Ergebnis kann dann in VRML begutachtet werden.
Im Rahmen dieses Projektes wurde die Bildverarbeitungsumgebung Orasis3D weiter entwickelt. Neben vielen Verbesserungen
der Oberfläche (Spalten-/Zeilenprofil, Fenstermanagement, Parameterdialoge usw.) wurden auch die Funktionalität z.B. auf Farbbildverarbeitung erweitert.
IGR – Image & Graphic Reader
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen assistierenden Softwaresystems für blinde und stark sehbehinderte ComputernutzerInnen. Es erzeugt eine für diese Personengruppe verständliche Beschreibung von grafischen Darstellungen in digitalen
Bildern, wie sie in Präsentationsvorlagen oder Webseiten vorkommen. Der Forschungsschwerpunkt liegt auf der Untersuchung und
Entwicklung neuer Methoden zur automatischen Bild- und Grafikanalyse und deren inhaltsbezogener Interpretation. Die Domäne
der Objekte umfasst zunächst Geschäftsgrafiken mit tabellarischem
Aufbau. Beispiele sind etwa Aktienkurse, Balken- oder Tortendiagramme. Die Diagramme werden mit Hilfe von Bildverarbeitungsmethoden analysiert, klassifiziert und ihr tabellarischer Informationsgehalt extrahiert. Anschließend werden die Daten so aufbereitet, dass ein blinder Computernutzer per Tastatur und Sprachausgabe durch die Beschreibungsebenen der Grafik navigieren kann.
Förderer: Bundesministerium für Arbeit und Sozialordnung, Bonn
Mitarbeiter: Ingo Redeke
Laufzeit: 01.12.1999-30.11.2002
AuKRA – Akquisition und Konturextraktion
Rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen
Am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung werden Proben küstennaher Tiefseesedimente mittels eines Rasterelektronenmikroskops erfasst, um das Bildmaterial umfangreichen
Untersuchungen bezüglich der Entwicklung der Populationen
und der Formveränderungen solcher Sedimente zu unterziehen.
Hierzu wurde ein Bildanalysesystem zur Akquisition und Bildanalyse rasterelektronischer Aufnahmen entwickelt, das mit dem Rasterelektronenmikroskop über eine softwaregesteuerte Schnittstelle
interagiert. Das entwickelte System wurde erfolgreich von dem Auftraggeber evaluiert und abgenommen. Weitere Entwicklungen,
um das System auch in anderen Zentren einzusetzen werden zur
Zeit diskutiert.
Auftraggeber: Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
Laufzeit: 01.11.1999-30.04.2001
Förderer: ISP II/1, Land Bremen
Mitarbeiter: Andreas Winter
Laufzeit: 01.01.2000-31.12.2002
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AUTOZELL – Automatisches Zelltracking
Im Rahmen dieses Projekts ist ein vollautomatisches Zellverfolgungssystem entwickelt worden, das die digitale Erfassung der
Migration einer großen Anzahl von Zellen in einer 3D-Zellkultur
für größere Untersuchungsserien gestattet. Damit können statistisch relevante Ergebnisse mit hoher Aussagekraft für den Menschen im In-Vitro-Experiment statt im Tierversuch gewonnen werden. Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung des
Systems war die Dreidimensionalität der verwendeten Kollagenmatrix für die Zellkultur. Im Gegensatz zu bisher entwickelten Zellverfolgungssystemen, die meist nur auf 2D-Zellkulturen anwendbar sind, sind bei diesem System auch die Probleme von Verdeckungen, des Auf- und Abtauchens von Zellen und der damit verbundenen Defokussierung gelöst. Eine weitere Besonderheit ist
die Anwendbarkeit auf verschiedene Zelltypen, die außerdem ihre
optische Erscheinung während einer Versuchsreihe verändern
können.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung sind Bildverarbeitungsalgorithmen mit wissensbasierten Methoden verknüpft worden. Ein
Schwerpunkt lag dabei auf der Entwicklung eines flexiblen Bildvorverarbeitungsmoduls und einer adaptiven Segmentierung. Ein
zweiter war das Verfolgen der Zellbewegungen. Hier gilt es, Trackingalgorithmen durch die Einbringung von Vorwissen so zu
verbessern, dass sie für unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeiten und Veränderungen und Begegnungen von Zellen anwendbar sind.
PictureFinder – Ein schnelles und effizientes
Bildretrieval in digitalen Archiven
Das Bildretrievalsystem PictureFinder ermöglicht eine schnelle
und effiziente Bildrecherche in großen Archiven auf der Basis
einer automatischen Bildbeschreibung (Annotation). Bei Aufnahme eines Bildes in das Archiv werden zunächst die Farb- und Texturmerkmale des Bildes analysiert und automatisch annotiert.
Eine neue Methode zur inhaltsbasierten Bildanalyse über Datenbankanfragen erlaubt die automatische Erkennung einfacher Objekte und Szenen. Zusätzlich zur automatisch generierten Annotation hat der Archivar die Möglichkeit, eine Textbeschreibung des
Bildes anzufertigen und das Bild in Photoalben einzusortieren.
Dieser Archivierungsprozess bildet die Grundlage der einzelnen
Retrievalkomponenten des PictureFinder-Systems. Es besteht eine
Vielzahl an Möglichkeiten, die verschiedenen Beschreibungskonzepte zu einer Anfrage für die Suche zu kombinieren. Eine Schnittstelle für das Retrieval über das Internet ist entwickelt worden und
das System in eine E-Commerce Lösung eingebunden.
Auftraggeber: Visto Media GmbH, Hannover
Projektleitung: Dr. George Ioannidis
Mitarbeiter/innen: Dr.-Ing. Thorsten Hermes, Andrea Miene
Laufzeit: 01.01.1998-31.12.2001
Projektpartner: Universität Würzburg, Dr. Friedl
Förderer: BMBF
Laufzeit: 01.04.1999-30.06.2001
AVAnTA – Automatische Videoanalyse und
textuelle Annotation
Ziel des Projekts AVAnTA im DFG-Schwerpunkt V3D2 ist die Erforschung und Entwicklung von Algorithmen und Methoden zur
automatischen Analyse von Videosequenzen und die Schaffung
eines semi-automatischen Systems zur unterstützenden inhaltlichen Annotation und zum Retrieval von Videodokumenten in einem Fernseharchiv. Schwerpunkt der zweiten Projektphase, die
am 01.01.2000 begonnen hat, war die Erforschung und Entwicklung von Verfahren zur Analyse und Interpretation von Bewegung
in Bildfolgen. Hierzu gehört die Erkennung bewegter Objekte, die
Beschreibung der Bewegung und der raum-zeitlichen Beziehungen zwischen den Objekten und die inhaltliche Interpretation von
Bewegung. Darüber hinaus wurde ein verbessertes Verfahren zur
Generierung von Mosaikbildern entwickelt, das auch auf Kameraschwenks, die bewegte Objekte enthalten, anwendbar ist.
Förderer: DFG
Projektleitung: Prof. Dr. Otthein Herzog
Mitarbeiter/innen: Dr. Steffen Härtel, Andrea Miene
Laufzeit: 01.01.1998-31.12.2001
Projekte
Jahresbericht 2001
41
HasCASL – Algebraische Spezifikation +
Funktionale Programmierung = Umgebung für
formale Softwareentwicklung
Ziel des Projektes HasCASL ist es, die Spezifikationssprache CASL
(Common Algebraic Specification Language) mit der funktionalen Programmiersprache Haskell zu verbinden. Dazu muss CASL
um eine Logik höherer Stufe (mit Syntax, formaler Semantik und
Werkzeugunterstützung) erweitert werden, so dass eine ausführbare Teilsprache mit Haskell korrespondiert. Somit entsteht
erstmals eine Entwicklungsumgebung zur Spezifikation und formalen Entwicklung von Software, die es erlaubt, formale Spezifikationen und ausführbare funktionale Programme in einem einheitlichen Rahmen zu erstellen.
Projektbeginn war der Juli 2001. Der syntaktische und semantische Entwurf der Sprache ist in einer ersten Version im wesentlichen abgeschlossen. Die Anpassung der bestehenden CASLWerkzeuge soll ab Beginn des nächsten Jahres folgen.
Förderer: DFG
Projektleitung: Prof. Dr. Bernd Krieg-Brückner, Dr. Lutz Schröder
Mitarbeiter: Dr. Christian Mäder
Laufzeit: 07.2001-06.2003
Multiple – Multi-Logik-Systeme als Basis für
heterogene Spezifikation und Entwicklung
Formale Methoden sind für die Entwicklung korrekter Software
insbesondere in sicherheitskritischen Bereichen bedeutsam. Bei
Softwareentwicklungsprojekten werden oft für verschiedene
Zwecke mehrere Sprachen und Werkzeuge gleichzeitig in die Entwicklung eingebracht. Um die Wirksamkeit vielfältiger Konzepte
und Methoden innerhalb einer Systementwicklung zu gewährleisten, müssen sie semantisch verträglich sein. Im Projekt MULTIPLE wird eine heterogene Spezifikationssprache entwickelt, in der
Spezifikationen aus verschiedenen Spezifikationslogiken kombiniert werden können. Die heterogene Spezifikationssprache ist
generisch und wird mithin mit einem beliebigen Graphen von
Logiken parametrisiert. Nachdem der Sprachentwurf und die Festlegung der Semantik größtenteils abgeschlossen worden sind, soll
nun eine heterogene Kombination von Methoden und Werkzeugen vorgenommen werden. Dabei werden sowohl Werkzeuge für
die heterogene Sprache entwickelt als auch bestehende Werkzeuge für einzelne Sprachen eines bestimmten Logik-Graphen integriert. Hierdurch entsteht ein Logik-, Methoden- und Werkzeuggraph.
Projektpartner: DFKI, Deutsches Forschungszentrum für künstliche
Intelligenz, Saarbrücken
Projektleitung: Prof. Dr. Bernd Krieg-Brückner, Dr. Till Mossakowski
Mitarbeiter: Klaus Lüttich
Laufzeit: 07.2001-12.2004
sowie an anderen deutschen Universitäten, im europäischen
Raum und für industrielle Weiterbildungsmaßnahmen eingesetzt
werden. Es bietet dabei eine konsistente hypermediale Aufbereitung von klassischen Vorlesungsmaterialien (Folien, Büchern,
Skripten, Übungsaufgaben etc.) und eine Integration von Werkzeugen zur formalen Entwicklung korrekter Software und ist damit sowohl zur Unterstützung der Präsenzlehre, zum Fernstudium
als auch zum interaktiven, betreuten und kooperativen Selbststudium geeignet. Besonderer Wert wird auf Kohärenz und Konsistenz durch umfassende semantische Vernetzung, ferner auf ein
aus der formalen Softwareentwicklung entlehntes semantisch
geprägtes Vorgehensmodell zur Erweiterung der Wissensbasis mit
Versions- und Konfigurationsmanagement gelegt, damit die
Nachhaltigkeit der Lehrinhalte gewährleistet ist. So ist eine deutliche Förderung sowohl des Lehrgebiets als auch der damit verbundenen Lehrmethodik mit Neuen Medien zu erwarten.
In der ersten Projektphase im Jahr 2001 wurden Architektur und
Inhalte des Systems konkretisiert, und es fanden die ersten speziell auf diese Inhalte zugeschnittenen Lehrveranstaltungen statt.
Förderer: BMBF, Bundesministerium für Bildung und Forschung
Projektpartner: Universität Saarbrücken; Fernuniversität Hagen;
Ludwig-Maximilians-Universität München; Universität Freiburg;
DFKI, Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz,
Saarbrücken
Projektleitung: Prof. Dr. Bernd Krieg-Brückner, Dr. Holger Schlingloff
Mitarbeiter/innen: Arne Lindow, Michael Drouineaud, Renate
Klempien-Hinrichs
Laufzeit: 04.2001-12.2003
SafeRobotics – Formale Fehlerbaumanalyse,
Spezifikation und Testen von hybriden
Echtzeitsystemen in Anwendung auf die
Servicerobotik
In diesem Forschungsprojekt werden formale Methoden entwickelt bzw. angepasst, die geeignet sind, eine große Klasse von Servicerobotik-Anwendungen als Sichere Systeme zu gestalten. Das
Verfahren lässt sich allgemein nutzen, um Sicherheitsanforderungen an hybride Echtzeitsysteme zu spezifizieren und deren Einhaltung nachzuweisen. Die Anwendung der Methode auf den Bremer
Autonomen Rollstuhl Rolland ist zentraler Bestandteil des Vorhabens. Auf dem zukunftsträchtigen Gebiet der Rehabilitationsrobotik ist die Idee des beweisbar korrekten Systemverhaltens bisher
nur in Ansätzen vorhanden. Dies gilt insbesondere für Fälle, in
denen die Anforderungen der gemeinsamen Steuerung durch
Mensch und Maschine zu berücksichtigen sind.
Förderer: DFG, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn
Projektleitung: Prof. Dr. Bernd Krieg-Brückner, Prof. Dr. Jan Peleska
Mitarbeiter: Axel Lankenau
Laufzeit: 02.2001-01.2004
MMiSS – Multi-Media Instruktion in Sicheren
Systemen
Das Projekt MMiSS ist ein Verbundprojekt im Rahmen des BMBFProgramms „Neue Medien in der Bildung“, an welchen neben der
Universität Bremen (Projektleitung) noch die Universitäten Saarbrücken, Hagen, München und Freiburg beteiligt sind. Ziel des
Projektes ist die Erstellung eines multimedialen, internetgestützten, adaptiven Lehr- und Lernsystems, welches das gesamte Curriculum des Fachgebiets „Sichere Systeme“ abdeckt. Das System
wird im regelhaften Lehrangebot der beteiligten Universitäten
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FNT – Bremer Verbundprojekt Frauen studieren
Naturwissenschaft und Technik
Das Verbundprojekt der Universität Bremen und der Hochschulen
in Bremen und Bremerhaven zielt auf die nachhaltige Steigerung
des Frauenanteils in den naturwissenschaftlich-technischen und
ingenieurwissenschaftlichen Fächern ab. In einem Maßnahmenpaket werden die Motivation von Schülerinnen, die Weiterbildung
von Lehrenden, vielfältige Unterstützung von Studentinnen in
allen Studienphasen bis hin zur Planung des beruflichen Übergangsprozesses und der Karriereentwicklung in Kooperation mit
der Wirtschaft integriert. Als erstes Bundesland hat Bremen damit
konkrete Umsetzungsschritte in einem hochschulübergreifenden
Gesamtkonzept zusammengefasst, um damit die Bemühungen
um Chancengleichheit insbesondere für Studentinnen dieser Fächer in die Breite zu tragen. Die Federführung innerhalb der Universität Bremen liegt bei der Informatik.
Projektpartner: Universität Bremen, FB1 und FB4; Hochschule
Bremen; Hochschule Bremerhaven
Projektleitung: Prof. Dr. Helga Meyer, Sprecherin des Gesamtprojektes; Prof. Dr. Hans-Jörg Kreowski, Leiter des Teilprojektes; Veronika
Oechtering, Geschäftsführerin des Gesamtprojektes
Mitarbeiterinnen: Veronika Oechtering
Laufzeit: 01.2001-12.2003
VICTORIA – Validation Platform for Integration of
Standardised Components, Technologies and Tools
in an Open, Modular and Improved Aircraft
Electronic System
Die Entwicklungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass die Komplexität und die Einsatzgebiete von Elektronik an Bord von zivilen
Mittel- und Langstrecken-Flugzeugen stark zugenommen haben.
Dies betrifft einerseits sicherheitskritische Systeme wie beispielsweise Rauch-Detektoren, andererseits auch jegliche Form von
Crew- und Passagier-Informationssystemen. Die Zielsetzung des
EU-Luftfahrtprojektes VICTORIA, das im Januar 2001 begonnen
hat, ist die Entwicklung und Validation von Prototypen für die einzelnen Avionik-Systeme und deren Anwendungen. Dabei soll
durch Zusammenarbeit der 33 europäischen Projektpartner eine
experimentelle Validationsplattform entstehen, welche die neu
entwickelten Hardware- und Software-Komponenten integriert.
Die Hauptbeiträge des TZI im VICTORIA-Projekt sind die Entwicklung von Teststrategien zur umfassenden automatisierten Prüfung
integrierter modularer Avionik (d.h. Avionik sowohl im System- als
auch im Anwendungsbereich) und die Entwicklung eines HardReal-Time Testsystems zur Anwendung dieser Teststrategien beim
Integrationstest von Airbus-Kabinensystemen sein.
Projektpartner: Airbus Deutschland GmbH, Hamburg-Finkenwerder; Airbus Frankreich, Toulouse, Frankreich; Airbus UK Ldt, Bristol,
Großbritannien
Förderer: EU
Projektleitung: Prof. Dr. Jan Peleska, Dr. Holger Schlingloff
Mitarbeiter/innen: Dirk Meyer, Aliki Tsiolakis
Laufzeit: 01.2001-12.2003
VEST – Visueller Entwurf formaler Modelle für
Simulationen und Test
einwirken und gleichzeitig das gewünschte Verhalten – die Reaktionen des Controllers auf Eingaben von außen – angeben kann.
Neben der Praxisrelevanz enthält das Vorhaben technische und
wissenschaftliche Herausforderungen:
· Typischerweise bieten heute verfügbare Werkzeuge zur Entwicklung virtueller Welten gute Unterstützung zur Darstellung
und Animation, es fehlen jedoch ausreichende Möglichkeiten,
als NutzerIn auf die virtuelle Umgebung einzuwirken. Diese
Möglichkeit ist für unser Vorhaben aber gerade wesentlich, da
das Sollverhalten des Controllers erst durch die Interaktion in
der VR-Umgebung schrittweise definiert wird. Aus diesem
Grund wird eine geeignete virtuelle Umgebung in Java3D modelliert. Java3D bietet zu diesem Zweck eine gleichzeitig
mächtige und handhabbare Programmierschnittstelle.
Demgegenüber hat sich VRML als zu wenig konfigurierbar
gezeigt.
Ein wichtiger Aspekt bei der Verwendung von VR sind die Kosten spezieller Hardware: Obwohl spezielle VR-Geräte wie Head
Mounted Displays und Datenhandschuhe wie andere Hardware immer erschwinglicher werden, stellen sie für kleinere
Unternehmen durchaus noch größere Anschaffungen dar.
Deswegen sollen die Vorteile der VR-Umgebung auch bei der
Verwendung mit einem Standard-PC zum Tragen kommen. In
diesem Zusammenhang werden sowohl mausbasierte Eingabemethoden als auch Ausgabemethoden mit kostengünstigen Stereobrillen evaluiert.
Unter dieser Voraussetzung werden auch multimodale Herangehensweisen auf ihre Verwendbarkeit hin untersucht.
Beispielsweise bietet sich die Spracheingabe an, um Kommandos an die VR zu schicken, welche nicht durch realitätsnahe
Metaphern wie direkte Manipulation realisierbar sind.
·
Während die Interaktion in einer VR-Umgebung wegen ihrer
Anschaulichkeit besonders attraktiv ist, werden hierdurch
auch Grenzen gesetzt, die für die Entwicklung von Testspezifikationen zu eng sind: Beispielsweise können parallele zeitgenaue Abläufe nicht durch den Menschen in der VR-Umgebung
initiiert und gesteuert werden. Weiterhin erlaubt die VR-Umgebung zunächst nicht die Erstellung generischer, d. h. hinsichtlich gewisser Parameter konfigurierbarer Spezifikationen.
Hier wird die virtuelle Welt durch UML-Diagramme erweitert,
welche die Beschreibung dieser Aspekte ermöglicht. Darüber
hinaus bietet sich UML aus zwei weiteren Gründen zur Ergänzung der VR an:
1. UML ist zum großen Teil grafischer Natur, so dass es die Anschaulichkeit der VR-Spezifikation trotz der abstrakten Sicht
auf deren Inhalte nicht vermindert.
2. UML hat einen sehr großen Verbreitungsgrad und ist folglich vielen Benutzern der VR-Spezifikationsmethode schon
bekannt, was sowohl wenig Einarbeitungsaufwand als auch
hohe Akzeptanz verspricht.
Das Projekt wurde im Rahmen einer ISP-Förderung initiiert.
Das Interesse am Einsatz der Projektergebnisse im Luftfahrtbereich ist sehr groß, so dass sich KID-Systeme mit dem Erweiterungsprojekt GenSpez an diesem Vorhaben beteiligt: Hier werden die allgemein anwendbaren Ergebnisse auf den Test von
Kabinencontrollern der Airbus-Familie spezialisiert.
Auftraggeber: EADS AG, Bremen und Hamburg-Finkenwerder
Projektleitung: Prof. Dr. Jan Peleska
Mitarbeiter: Stefan Bisanz, Markus Dahlweid
Laufzeit: 07.2000-02.2003
Im Rahmen von VEST und GenSpez entwickelt das TZI theoretische Grundlagen und ein für den Test von Luftfahrt-Controllern
einsetzbares System zur Entwicklung von Testspezifikationen
unter Zuhilfenahme von Techniken der Virtuellen Realität (VR)
und weiterer grafischer Schnittstellen: Spezialisten bzgl. der geforderten Funktionalität eines Controllers können damit Tests entwerfen, ohne eine formale Spezifikationssprache zur Formulierung der Testabläufe und der dabei erwarteten Resultate erlernen
zu müssen. Die Testspezifikation erfolgt durch Interaktion in einer
virtuellen Welt, in der man auf den Controller und seine Peripherie
Projekte
Jahresbericht 2001
43
Projekte
STDINT – Standardisierte Integration von
Methoden und Werkzeugen für Sichere Systeme
Die UniForM Workbench ist eine offene Integrationsumgebung, in
der formale Programmierwerkzeuge zu einer integrierten Software-Entwicklungsumgebung kombiniert werden können. Im Rahmen des durch das ISP geförderten Projektes 2.1 wird die UniForM-Workbench weiterentwickelt und mit verschiedenen, algebraisch orientierten Entwicklungsmethodologien instanziiert. Im
Jahr 2001 wurde die Workbench um ein versionierendes Objektsystem ergänzt. Dieses erlaubt die generische Verwaltung von
Objekten, indem ein Typsystem definiert wird, in welchem die Typen über die graphische Darstellung parametrisiert werden. Der
so definierte Graph von Objekten kann durch ein Graphvisualisierungssystem dargestellt werden (z.B. daVinci). Das Objektverwaltungssystem soll die Basis eines Systems zur versionierten Verwaltung von formalen Entwicklungen werden, welches in Zusammenarbeit mit der Universität Saarbrücken und dem Deutschen
Forschungszentrum für künstliche Intelligenz (DFKI) entwickelt
wird. Es ist ferner geplant, das Objektverwaltungssystem zur Verwaltung von XML-Repräsentationen von mathematischen Objekten und Beweisen zu nutzen, welches im Rahmen des BMBF-Projektes MMISS als zentrales Repository für die Darstellung der
Grundlagen der formalen Programmentwicklung sicherer Systeme (MMiSS: Multimedia Instruction in Safe and Secure Systems)
dient.
Projektleitung: Prof. Dr. Bernd Krieg-Brückner
Mitarbeiter: Dr. George E. Russell
Laufzeit: 03.2000-12.2002
UML-AID – Abstrakte Implementierung und
Dokumentation mit UML (ISP); Objektorientierte
Analyse mit der UML (DFG)
Das Projekt UML-AID beschäftigt sich vornehmlich mit der Unified
Modeling Language (UML), einer Sprache, die dem Entwurf und
der Dokumentierung von Software-Elementen dient und durch
verschiedene Diagrammarten Mittel zur Verfügung stellt, um
diese graphisch darzustellen.
Ein Ziel des Projektes besteht darin, – für ausgewählte Diagrammarten – einen eindeutigen Kern von Sprachkonstrukten zu beschreiben, aus dem die weiteren sprachlichen Mittel für die jeweilige Diagrammart abgeleitet werden können. Im Stil der UML Semantik-Dokumente soll die Beschreibung zunächst auf semi-formaler Ebene mittels UML durchgeführt werden. In einem weiteren
Schritt wird dann eine formale Semantik, basierend auf Graphtransformationsregeln, erstellt.
Die aktuelle Arbeit zielt vorwiegend auf die formale Beschreibung
von UML Statechart-Diagrammen mittels Graphtransformation ab.
Ausgehend von bestehenden Ansätzen für Klassendiagramme
wird zunächst untersucht, wie komplexe syntaktische Mittel der
Statechart-Notation durch die elementaren Sprachmittel – einen
Teil des bereits oben erwähnten Kerns – repräsentiert werden
können. Eine formale Untermauerung der aus diesem Ansatz hervorgehenden Regeln ist ebenso Ziel der Arbeit wie ein vollständiger Ansatz zur Erzeugung von korrekten Statecharts durch Graphtransformationsregeln. Die jüngsten Ergebnisse beinhalten neben
einer auf Graphtransformation beruhenden formalen Semantik für
Statechart-Diagramme einen Ansatz zur einheitlichen Verwendung von Klassen-, Objekt- und Statechart-Diagrammen.
Vorhandene Quellcodes sollen analysiert und zum Zwecke der
Dokumentation als UML-Diagramme dargestellt werden. Dabei ist
zu unterscheiden zwischen der statischen Struktur, welche durch
UML-Klassendigramme dargestellt wird, und den Aspekten des
dynamischen Verhaltens, welche durch Interaktionsdiagramme
repräsentiert werden können.
Von besonderer Bedeutung ist die korrekte und einheitliche Abbildung der durch den Quellcode gegebenen Spezifikation in entsprechende UML-Konstrukte, wobei auf eine möglichst gute Ausnutzung des vollständigen Satzes der UML-Sprachmittel Wert gelegt werden soll. Diese werden zur Repräsentation des abstrakten
Entwurfs verwendet, welcher aus dem Quellcode rekonstruiert
wird.
Darauf aufbauend sollen Techniken konzipiert werden, welche die
interaktive Analyse der mittels UML dokumentierten SoftwareArtefakte ermöglichen. Unter Verwendung von objektorientierten
Produktmetriken werden bestimmte Eigenschaften wie Kopplung
und Modularität untersucht. Die Ergebnisse können sowohl direkt
(durch Anreicherung der Diagramme um Metrikinformation) als
auch indirekt (z.B. bei der Bestimmung von Modulgrenzen) dargestellt werden.
Förderer: DFG; ISP II/6, Land Bremen
Projektleitung: Prof. Dr. Martin Gogolla, Prof. Dr. Hans-Jörg Kreowski
Mitarbeiter/innen: Ralf Kollmann, Dr. Sabine Kuske, Paul Ziemann
Laufzeit: 10.1999-10.2002
Siemens-UMTS
Das TZI ist an der Entwicklung einer neuen Generation von Endgeräten für die Mobilkommunikation durch die Siemens AG, Salzgitter (vormals Bosch Telecom GmbH), beteiligt. Neben digitalen
und multimedialen Anwendungen bieten diese Geräte eine sehr
viel höhere Bandbreite als herkömmliche Handys und werden
universal einsetzbar sein. Im TZI werden zunächst Arbeiten zur
Qualitätssicherung und automatisierte Tests der Software des Protokoll-Stacks durchgeführt. Das Projekt wurde mit Fertigstellung
und Auslieferung der Testumgebung im Herbst 2001 abgeschlossen.
Auftraggeber: Siemens AG, Salzgitter
Projektleitung: Dr. Holger Schlingloff
Mitarbeiter: Dr. Jan Bredereke
Laufzeit: 06.1999-09.2001
DFG-HYBRIS – Effiziente Analyse von hybriden
Systemen
In diesem Projekt im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms
„Integration von Techniken der Softwarespezifikation für ingenieurwissenschaftliche Anwendung“ werden ingenieurwissenschaftliche Beschreibungstechniken (Zeitdiagramme und Differentialgleichungen) mit formalen Spezifikationstechniken der
Informatik (Hybride Automaten und Timed CSP) in einen einheitlichen Formalismus integriert. Anhand einer Fallstudie aus dem
Gebiet der Bahnsteuerungssysteme wird die praktische Anwendbarkeit der kombinierten Spezifikationstechnik demonstriert.
Projektpartner: Universität Braunschweig; Universität Karlsruhe;
Universität Magdeburg; Universität Oldenburg; Universität
Stuttgart; Universität Ulm; Universität/GH Paderborn;
Universität/GH Essen; TU Berlin
Förderer: DFG, Deutsche Forschungsgesellschaft
Projektleitung: Prof. Dr. Jan Peleska; Dr. Holger Schlingloff
Mitarbeiter: Stefan Bisanz
Laufzeit: 04.1999-03.2001
Im Rahmen des Teilprojektes „Reverse Engineering und objektorientierte Analyse mit der UML“ werden Techniken des Reverse Engineerings bzw. der Redokumentation unter Verwendung der
UML untersucht und entwickelt.
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APPLIGRAPH – Applications of Graph
Transformation
In diesem internationalen Kooperationsprojekt soll nachgewiesen
werden, dass sich Graphtransformationen in verschiedenen Gebieten erfolgreich anwenden lassen. Die Graphtransformation
bildet einen regelbasierten Rahmen für die Spezifikation und Entwicklung von Systemen, Sprachen und Werkzeugen. Im Rahmen
des Projekts werden formale Graphtransformations-Methoden
und -Werkzeuge zur Verfügung gestellt, die den Softwareentwicklungsprozess unterstützen. Dies schließt die Spezifikation und
Implementierung von nebenläufigen und verteilten Systemen
ebenso ein wie Aspekte der Visualisierung, der Sicherheit und des
Prototyping. Die von der EU geförderte APPLIGRAPH Working
Group wird von der Universität Bremen koordiniert. Als Teilprojekt
wird in Bremen besonders die auf Graphtransformationen basierende Spezifikationssprache GRACE untersucht.
Förderer: EU
Projektpartner: RWTH Aachen; Universität Antwerpen, Belgien;
Technische Universität Berlin; Universität Leiden, Niederlande;
Universität Nijmegen, Niederlande; Universität Paderborn;
Universität Pisa, Italien; Universität „La Sapienza”, Rom, Italien
Projektleitung: Prof. Dr. Hans-Jörg Kreowski
Mitarbeiter: Renate Klempien-Hinrichs, Peter Knirsch, Dr. Sabine
Kuske
Laufzeit: 04.1997-04.2002
Navigation – Bildfolgenbasierte semilokale 3DLandmarken zur Navigation in dynamischen
Umgebungen
Das DFG-Schwerpunktprogramm „Raumkognition“ beschäftigt
sich mit den Grundlagen räumlicher Repräsentation und Navigation. Zur Untersuchung der theoretischen Grundlagen der Navigation wurde in Zusammenarbeit mit anderen Teilgruppen des
Schwerpunktprogramms ein Modell entwickelt, das auf Routengraphen basiert und Aspekte der Navigation von Menschen,
Tieren und künstlichen Agenten (z.B. Robotern) vereint. Ziel der
Arbeiten ist ein computergestützter, teilautonomer Rollstuhl zur
Unterstützung älterer und behinderter Menschen. Als Experimentierplattform dient ein sensorikbestückter Elektro-Rollstuhl vom
Typ Meyra Genius 1.522.
CoFI – Common Framework Initiative
Die Common Framework Initiative (COFI) der IFIP WG 1.3 besteht
aus einem Verbund verschiedener Forscher/innen europäischer
Universitäten und Forschungsinstitute. Aufgabe von CoFI ist die
Entwicklung eines einheitlichen, international standardisierten
Rahmenwerks für Spezifikationssprachen. Die wesentliche Idee ist
dabei, statt einer allumfassenden Sprache eine Familie von Spezifikationssprachen zu entwickeln, die als Teilsprachen oder Erweiterungen der Basissprache in Beziehung zueinander stehen. Als
erstes Ergebnis dieser Standardisierungsbemühungen ergab sich
als Basis der Sprachfamilie die Spezifikationssprache CASL (Common Algebraic Specification Language), an deren Entwicklung das
BISS maßgeblich beteiligt war. Auch im Jahr 2001 wurden im BISS
die Werkzeuge für CASL wesentlich weiterentwickelt. Zum ersten
Mal wurden größere Beweisskripte für die CASL-Standardbibliotheken geschrieben. Ein weiterer Schwerpunkt war die Arbeit an
der Sprache HasCASL, die zur Spezifikation und Entwicklung von
Haskell-Programmen entworfen wurde (siehe Projekt HasCASL).
Im Bereich der Kombination von CSP und CASL wurden erste
Werkzeuge erstellt.
Darüber hinaus wurden im Rahmen von CoFI Werkzeuge des BISS
und des DFKI Saarbrücken zusammengeführt. So kann jetzt das
Bremer HOL-CASL Werkzeug direkt aus dem Saarbrücker Entwicklungsgraph-Werkzeug gestartet werden. Diese Integration soll zu
einer Umgebung für heterogene Spezifikationen (über verschiedene Logiken hinweg) und Beweise (über mehrere Werkzeuge
hinweg) ausgebaut werden (siehe Projekt MULTIPLE).
Förderer: CoFI; EU; ESPRIT Working Group; DFG; Projekt MULTIPLE
Projektartner: DFKI, Deutsches Forschungszentrum für künstliche
Intelligenz, Saarbrücken; Ecole Normale Supérieure de Cachan,
Frankreich; Universität Nancy, Frankreich; Universität Nantes,
Frankreich; Universität Paris Orsay, Frankreich; Universität Edinburgh, Großbritannien; Universität Warschau, Polen; Universität
Genua, Italien; Universität Aarhus, Dänemark; Universität Amsterdam, Niederlande; Universität Oslo, Norwegen; Universität Bergen
Mitarbeiter: Dr. Till Mossakowski, Dr. Markus Roggenbach,
Dr. Lutz Schröder, Morten Lindegaard (Gastwissenschaftler
15.11.2001-31.1.2002)
Laufzeit: 01.1996-12.2004
Im Jahr 2001 wurde ein aus dem Vorjahr stammendes Verfahren
so weiterentwickelt, dass sich damit konsistente Karten auch größerer Umgebungen erstellen lassen. Diese Karten werden – bereits
während ihres Aufbaus – verwendet, um die metrische Position
des mobilen Systems kontinuierlich weiterzuführen. Diese Methode zur Lokalisation dient u. a. als Referenz zur Evaluation des 2001
entwickelten Verfahrens zur probabilistischen Selbstlokalisation
in Routengraphen. Letzteres kann einen mit minimaler Sensorik
ausgestatten mobilen Roboter mit geringem Rechenaufwand in
großen Umgebungen lokalisieren, die durch eine graphartige
Beschreibung repräsentiert werden.
daVinci – Graph-Visualisierungssystem
Förderer: DFG, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn
Projektpartner: Meyra Rollstühle, Wilhelm Meyer GmbH & Co. KG,
Vlotho; 14 deutsche Universitäten im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms „Raumkognition“
Projektleitung: Prof. Dr. Bernd Krieg-Brückner, Dr. Thomas Röfer
Mitarbeiter: Axel Lankenau, Dr. Reinhard Moratz, Tilman Vierhuff
Laufzeit: 02.1997-01.2003
Projektpartner: b-novative GmbH, Bremen
Mitarbeiter: Matthias Werner
Laufzeit: 01.1995-12.2002
daVinci ist ein Programmsystem zur hierarchischen Darstellung
gerichteter Graphen. Dabei sind verschiedene ästhetische Kriterien wie zum Beispiel die Minimierung der Anzahl der Kantenkreuzungen berücksichtigt. Mit Hilfe eines fortschrittlichen API (Application Programmer Interface) kann daVinci als generelle Benutzungsschnittstelle in beliebigen Anwendungsprogrammen verwendet werden. daVinci wird derzeit weltweit in ca. 3.500 Installationen, darunter vielen industriellen Projekten, eingesetzt; die
nichtkommerzielle Nutzung ist dabei kostenfrei.
Projekte
Jahresbericht 2001
45
Bereich Software-Ergonomie und
Informationsmanagement
Evaluation von fraline: Wissenschaftliche
Begleitung des Aufbaus eines Schul-SupportService für die Schulen der Stadt Frankfurt am
Main
Die Stadt Frankfurt am Main hat auf Basis der Erfahrungen mit
den Schulen aus den letzten Jahren beim intensiven Einsatz neuer
Medien die Notwendigkeit für einen technischen Support
erkannt und bereits im Rahmen der Entwicklung eines IT-Plans
konkrete Projektideen zu einer nachhaltigen und kostengünstigen Realisierung formuliert. Mit der Fachhochschule Frankfurt
wurde ein kompetenter Partner für die Realisierung eines SchulSupport-Service durch Studierende gefunden. Diese Dienstleistung von Studierenden für Schulen lehnt sich an das TZI-Projekt
S3 (Schul-Support-Service für Bremer Schulen) an, das seit Anfang
2001 als gemeinnütziger Verein organisiert ist. Die Aufgabe der
wissenschaftlichen Begleitung ist die qualitative und quantitative
Erhebung und Auswertung (Kundenzufriedenheit, Akzeptanz und
Effektivität des Angebots). Dafür werden sowohl Interviews mit
Pilotschulen als auch eine Vollerhebung unter den Frankfurter
Schulen durchgeführt.
Auftraggeber: Stadtbildstelle Bremerhaven
Projektleitung: Dr. Andreas Breiter
Mitarbeiter: Björn Eric Stolpmann
Laufzeit: 01.09.2001-30.06.2002
Auftraggeber: Fachhochschule Frankfurt am Main – University for
Applied Sciences
Mitarbeiter: Björn Eric Stolpmann, Christian Wiedwald
Laufzeit: 01.12.2001-31.07.2003
Auftraggeber: Bundesministerium des Innern, Berlin
Projektleitung: Prof. Dr. Herbert Kubicek
Mitarbeiter: Dr. Martin Wind
Laufzeit: 01.08.2001-31.01.2002
Kooperations- und Beratungsnetzwerk für die
Internet-Zugangs- und Lernorte in Bremen
Das im Oktober 2001 gestartete Kooperations- und Beratungsnetzwerk (KuBNet) wird die über 80 Internetzugangs- und Lernorte im Land Bremen dabei unterstützen, ihre Angebote zu verbessern und zu verstetigen. Das geschieht durch Beratung und
Unterstützung bei der Angebotsentwicklung, dem IT-Management, der Beschaffung erforderlicher Ressourcen sowie der Evaluation der bestehenden Angebote. In Zukunft soll das KuBNet in
das Lernnetzwerk Bremen, dem Bremer Beitrag zum Bundesprogramm Lernende Regionen integriert werden. Mit diesem Projekt
soll dazu beigetragen werden, dass alle BremerInnen für sie geeignete Möglichkeiten finden, das Internet kennen zu lernen, auszuprobieren und dauerhaft zu nutzen.
Projektpartner: LernNetzWerkBremen
Mitarbeiter/innen: Stefan Welling, Anke Voogd
Laufzeit: 01.10.2001-31.12.2001
ASP-Lösungen in Schulen: Wissenschaftliche
Begleitung und Evaluation eines Modellversuchs
zur Erprobung wartungsarmer Netzwerkkonzepte
in den Schulen der Stadt Bremerhaven
Die Bremerhavener Schulen sind über T-DSL an das Internet
angeschlossen (sechs davon breitbandig über einen T-Interconnect-Zugang der Telekom) und in einem Bildungsnetz zusammengefasst. Die Stadtbildstelle Bremerhaven ist für die Planung,
den Aufbau und den Betrieb der Netze zuständig. Zur Erprobung
eines wartungsarmen Netzbetriebes soll in der Stadtbildstelle ein
ASP-Server installiert werden, über den an den sechs breitbandig
angebundenen Standorten die Anwendungssoftware zentral zur
46
Verfügung gestellt wird. Zusätzlich sollen in allen Schulstandorten
Terminalserver auf Basis Windows XP („Whistler“) zum Einsatz
kommen, über die modernste Software auch mit älteren Geräten
genutzt werden kann. Um die Wirksamkeit dieses technischen
Konzeptes im Hinblick auf eine Reduzierung des Wartungsaufwandes sowie die Akzeptanz bei den Abnehmern – den Schulen –
zu evaluieren, werden qualitative Interviews an den Projektschulen im Rahmen einer Interventionsstudie durchgeführt und ausgewertet.
Online-Wahlen – eine Zwischenbilanz
Seit einiger Zeit wird darüber diskutiert, ob zukünftig auch die
Stimmabgabe zu politischen Wahlen übers Internet möglich sein
soll. Im Auftrag des Bundesinnenministeriums hat das TZI den
Stand der internationalen Entwicklung recherchiert und anschließend einen Workshop mit Experten aus Wissenschaft, Verwaltung
und Politik durchgeführt und dokumentiert. Die Ergebnisse werden in die weiteren Planungen des Bundes zur Modernisierung
der bei Wahlen eingesetzten technischen Infrastruktur einfließen.
Usability-Review der Web Site „Internet für Alle“
Der Internetauftritt der Initiative „Internet für Alle“ sollte unter
Usability-Gesichtspunkten untersucht werden. Dazu wurden die
Seiten zunächst einem Experten-Review unterzogen, ein Usability-Test mit Benutzern soll im nächsten Jahr folgen. Zusätzlich wurde
das Angebot einer Bank zur Erlangung eines Web-Führerscheins
hinsichtlich der Möglichkeit zu seiner Integration in die Seite „Internet für Alle“ untersucht.
Auftraggeber: Projekt „Netzwerk Digitale Chancen“, Universität
Bremen
Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Friedrich
Mitarbeiterin: Karin Sielken
Laufzeit: 01.08.2001-31.08.2001
Usability-Review der Web-Seite der Stadt Bonn
„bonn.de“
Der Internetauftritt der Stadt Bonn sollte unter den Gesichtspunkten „Informationsarchitektur“ und „Usability“ untersucht werden.
Dazu wurde das Angebot anhand der Checklisten des TULab und
auf Basis von vier typischen Benutzungsszenarien überprüft. Das
Angebot wurde darüber hinaus mit den Angeboten von Städten
mit verwandter Wirtschafts- und Sozialstruktur verglichen.
Auftraggeber: Stadt Bonn
Laufzeit: 01.08.2001-30.11.2001
Usability-Review bremen online services – bos
Die Firma bremen online services entwickelt Dienstleistungsangebote der Stadt Bremen für die Bremer Bürger. Die Angebote in den
Bereichen „Wohnen und Umzug“ sowie „Immatrikulation der Studierenden an den Bremer Hochschulen“ sollen einer softwareergonomischen Prüfung unterzogen werden.
Auftraggeber: bremen online services GmbH & Co. KG, Bremen
Laufzeit: 15.07.2001-15.03.2002
bremen online services – Marktanalysen im Bereich
Electronic Government
Im Rahmen des Bremer Beitrags zum Bundesprojekt
MEDIA@Komm hat die Entwicklungs- und Betriebsgesellschaft
bremen online services (bos) eine Middleware-Komponente für
die Verwendung elektronischer Signaturen bei Internet-Transaktionen realisiert. Das TZI hat im Auftrag von bos die Einsatzmöglichkeiten dieses Produkt im Bereich elektronischer Verwaltungsdienstleistungen (Electronic Government) untersucht.
Auftraggeber: bremen online services GmbH & Co. KG (bos), Bremen
Mitarbeiter/innen: Oliver Blöchl, Julia Wölm
Laufzeit: 01.07.2001-31.10.2001
Usability-Review der Web Site der Aktion Mensch
Die Aktion Mensch erweitert ihr Webangebot um einen Webshop,
in dem Lose gekauft werden können. Es sollte untersucht werden,
ob das gewählte Ablaufmodell für die BenutzerInnen UsabilityProbleme aufwirft und welche Vorschläge ggf. zur Verringerung
der Benutzungsprobleme enwickelt werden können. Der Auftrag
beinhaltete sowohl ein Expertenreview wie auch einen initialen
Usability-Test, der in der weiteren Zusammenarbeit noch vertieft
werden soll.
Projektpartner: hanke multimediahaus AG, Bremen
Auftraggeber: Aktion Mensch, Bonn
Laufzeit: 15.06.2001-30.11.2001
Physik Multimedial – Entwicklung und
Implementation von Multimedia-Modulen für das
Studium der Physik als Nebenfach
Ziel des Vorhabens ist der Aufbau eines strukturierten Angebots
von Multimedia-Modulen, die didaktisch und methodisch auf die
Lehre und das Studium der Physik als Nebenfach abgestimmt sind
(Physik für Chemiker, für Mediziner, für Elektrotechniker usw.). Die
Module – multimediale Skriptbausteine, Visualisierungen, tutorielle Selbstlerneinheiten, virtuelle Labore – können von den Dozenten flexibel in unterschiedliche Veranstaltungskonzeptionen eingepasst werden und stehen gleichzeitig den Studierenden zum
Selbststudium zur Verfügung. Durch eine starke Differenzierung
des Modul-Sets und eine adressatenspezifische Rekonfigurierung
zu Lerneinheiten werden die unterschiedlichen Strukturen der
Nebenfachausbildung unterstützt (1 bzw. 2 Semester Physik mit 2
bis 4 Wochenstunden Vorlesung, zuzüglich Praktika und Übungen).
Im Jahr 2001 wurden folgende Arbeiten durchgeführt: Spezifikation der Plattform auf Basis einer empirischen Erhebung sowie
eigener Vorarbeiten, Entwicklung eines interaktiven Experiments
aus dem Gebiet der Mechanik, Anpassung und Bereitstellung
eines Inhalts-Editors, Entwicklung des Styleguides und des SeitenDesigns.
Projektpartner: Universität Bremen (Physik); Ernst Moritz Arndt
Universität Greifswald; Universität Hamburg; Carl von Ossietzky
Universität Oldenburg; Universität Rostock
Förderer: Programm „Neue Medien in der Bildung“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung
Mitarbeiter: Helmut Schottmüller
Laufzeit: 01.04.2001-31.12.2003
Methodenlehre-Baukasten – Modulares LehrLernprogramm für Psychologie,
Erziehungswissenschaft, Soziologie, Medizin und
Wirtschaftswissenschaft
Das Projekt Methodenlehre-Baukasten ist ein Forschungs- und
Entwicklungsprojekt im Rahmen des Fördervorhabens „Neue
Medien in der Bildung“ des BMBF. Ziel des Projektes ist die Realisierung eines multimedialen, modularen Lehr-Lernsystems für die
Methodenausbildung folgender Fachbereiche: Psychologie, Soziologie, Wirtschaftswissenschaften, Medizin und Erziehungswissenschaften. Die Innovation besteht darin, die Inhalte unter Berücksichtigung des Konzeptes des „entdeckenden Lernens“ aufzubereiten und durch die interdisziplinären Einsatzmöglichkeiten ein
sehr vielfältiges Inhaltsangebot zu ermöglichen. Das TZI ist zusammen mit der Universität Hamburg und der Universität Rostock
für die technische Entwicklung des Systems verantwortlich.
Im Jahr 2001 wurden die Architektur der Plattform vorgeschlagen,
die Plattform ausgewählt, Prototypen interaktiver Übungen im
Internet realisiert, erste Template-Entwürfe entwickelt sowie ein
Editor für die Inhaltserfassung bereit gestellt.
Projektpartner: Universität Bremen (Psychologie, Soziologie); Universität Greifswald; Universität Hamburg; Universität Rostock
Förderer: Programm „Neue Medien in der Bildung“ des BMBF
Mitarbeiter/innen: Frédéric Espitalier, Gwendolin Rugen
Laufzeit: 01.03.2001-29.02.2004
Netzwerk Digitale Chancen. „Digitale Integration“
– Internet für Alle
Das Projekt Netzwerk Digitale Chancen wurde im März 2001 im
Rahmen der Initiative zur Digitalen Integration des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie an der Universität Bremen
gestartet. Ziel des Netzwerks ist es, Menschen für die Möglichkeiten des Internet zu interessieren und sie beim Einstieg zu unterstützen, damit sie die Chancen dieses digitalen Mediums erkennen und für sich nutzen können.
Das Netzwerk Digitale Chancen arbeitet zu diesem Zweck auf
mehreren Ebenen: In einer Datenbank werden bundesweit alle
Einrichtungen verzeichnet, die Computer mit Internetanschluss
öffentlich anbieten. Internet-Einsteiger können so über eine Hotline (01805-383725 = 01805-FUERALLE) erfahren, wo sie das Internet kennen lernen können – z.B. in einem Internetcafé, einer Bibliothek oder in einem Jugendzentrum – und wer bei den ersten
Schritten ins Internet hilft. Auf der Website
www.internet.fuer.alle.de finden Einsteiger darüber hinaus Hinweise, wie sie das Internet konkret nutzen können.
Das Wissensportal des Netzwerks bietet unter
www.digitale-chancen.de umfangreiche Daten und Analysen zur
„Digitalen Spaltung“. Erkenntnisse und Erfahrungen werden
gebündelt und Fachleuten aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft sowie Vertretern von Bevölkerungsgruppen, die bei der
Internetnutzung unterrepräsentiert sind, zugänglich gemacht.
Dabei geht es vor allem darum, die Ursachen der Nichtnutzung zu
ergründen und praktische Unterstützung bei der Überwindung
der „Digitalen Spaltung” der Gesellschaft zu leisten.
Projekte
Jahresbericht 2001
47
Projekte
Am Beginn des Jahres 2002 wird das Netzwerk in die Rechtsform
einer gemeinnützigen Stiftung überführt. Stifter sind AOL
Deutschland und die Universität Bremen. Der Sitz der Stiftung
wird in Berlin sein, die redaktionellen Aufgaben werden vorläufig
weiter an der Universität Bremen wahrgenommen.
Projektpartner: AOL Deutschland
Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie,
Berlin
Mitarbeiter/innen: Anne Bausch, Dr. Bettina Hohn, Sabine Hummels, Rebecca Romppel, Stefan Welling
Laufzeit: 01.03.2001-31.01.2002
E.D.E.N. – Electronic Democracy European Network
Mit dem E.D.E.N.-Projekt soll die Kommunikation zwischen öffentlichen Verwaltungen und den BürgerInnen in Entscheidungsprozessen verbessert werden. Dies geschieht aus drei Perspektiven:
· Qualitativ, indem der Zugang zu Verwaltungsdaten durch Alltagssprache vereinfacht werden soll (Natural Language Processing) und verschiedene Möglichkeiten geboten werden,
elektronisch auf Stadtportale zuzugreifen (über Web, E-Mail,
Telefon...)
· quantitativ, indem verschiedene Medien (Web, E-Mail, Telefon...) zur Verfügung gestellt werden, um so größere Beteiligung an Regierungs- und Verwaltungsprozessen zu erreichen
· ökonomisch, indem die Kosten für Bürgerbeteiligung gesenkt
werden
Dieses ambitionierte Ziel soll erreicht werden, indem Tools entwickelt und in vorhandene Infrastrukturen integriert werden, die es
den Bürgern ermöglichen, in ihrer Alltagssprache mit der Verwaltung zu kommunizieren. Die für E.D.E.N. zu entwickelnden Applikationen werden sich auf kommunale (Bauleit-) Planungsprozesse
beziehen, wobei unterschiedliche Interessengruppen wie Stadtplaner, Architekten, betroffene BürgerInnen einbezogen werden.
Deren Binnenkommunikation wird in existierende Arbeitsabläufe
integriert, indem auf IT-gestützte Gruppenarbeitsformen zurückgegriffen wird. In Bremen liegt der Schwerpunkt auf Instrumenten
zur Unterstützung von Online-Diskussionsplattformen und
-abstimmungen sowie zur Visualisierung von Planungen. Ende
2001 wurde ein erstes Tool für Online-Diskussionen im „Forum
Horn-Lehe“ angewendet.
Projektpartner: YANA Research, Pisa, Italien; Omega Generation,
Bologna, Italien; Telepolis, Antwerpen, Niederlande; Public Voice
Lab, Wien, Österreich; Amt für Stadtplanung und Bauordnung, Bremen; Stadt Bologna, Italien; Verwaltung der Stadt Wien, Österreich;
Gemeinde Nisko, Polen; Archivio Piacentini, Bologna, Italien; International Teledemocracy Centre, Napier University, Edinburgh,
Großbritannien
Förderer: IST-Programm (Information Society Technologies) der
Europäischen Union
Projektleitung: Prof. Dr. Herbert Kubicek, PD Dr. Hilmar Westholm
Mitarbeiter: Dr. Martin Hagen, Ralf Cimander
Laufzeit: 01.02.2001-31.07.2003
ProWis – Projektübergreifendes Wissen im
technischen Bereich
Die Informations- und Dokumentenverwaltung erweist sich in
vielen Unternehmen als Engpassfaktor für eine effektive Planungs- und Entwicklungsarbeit. Im Projekt ProWis soll auf der
Basis eines Dokumenten-Management-Systems ein Ansatz für
Dokumentenverwaltung und Archivierung in KMU umgesetzt und
die eingesetzte Anwendungssoftware zu einem Wissensmanagementsystem weiterentwickelt werden. Es wird angestrebt, in den
beteiligten Unternehmen die betriebliche Wissensbasis zu
erschließen, zu erweitern und Voraussetzungen für eine übergreifende Kooperation zu schaffen. Ziel ist es, die Einführung des technischen Systems unter Berücksichtigung arbeitsgestalterischer
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und -organisatorischer Aspekte zu organisieren und die beteiligten Akteure durch speziell entwickelte Methoden zu befähigen,
betriebliche Veränderungsprozesse selbstständig zu gestalten.
ProWis zielt insgesamt darauf ab, durch neuartige Arbeits- und
Kooperationsformen die Dienstleistungsqualität im technischen
Bereich zu verbessern.
Im Jahr 2001 wurde durch eine breit angelegte Erhebung die IstSituation in den Betrieben erfasst und für die Entwicklung eines
Sollkonzepts aufbereitet. Die technischen Voraussetzungen für die
Systementwicklung sowie erste prototypische Implementierungen wurden durchgeführt.
Projektpartner: hanseWasser GmbH, Bremen; Indugrav Industriegravuren T. Fröhling, Bremen; Buth Graviersysteme, Bassum; Arster
Schnelldruck, Bremen; CET Media Service, Weyhe; ACAD-Systemhaus Bremen, Bremen; Forschungszentrum Arbeit – Umwelt –
Technik, artec, Universität Bremen
Förderer: Bremer Landesprogramm Arbeit und Technik
Mitarbeiter: Joachim Hinrichs
Laufzeit: 01.01.2001-15.06.2003
Umfrage zur Ausstattungs- und Nutzungssituation
von Computern und Internet in Bremer Schulen
Der Senator für Bildung und Wissenschaft des Landes Bremen hat
zum zweiten Mal das TZI mit einer Vollerhebung der PC- und Netzwerk-Ausstattung seiner 180 Schulstandorte beauftragt. Mit Hilfe
von studentischen Interviewern wurden alle Standorte abgefragt
und auch die Nutzung von Software im Unterricht erfasst. Zusätzlich wurde ein Kurzfragebogen für Lehrkräfte über ihre Mediennutzung im schulischen Kontext entwickelt und ausgewertet.
Auftraggeber: Senator für Bildung und Wissenschaft des Landes
Bremen
Mitarbeiter/innen: Björn Eric Stolpmann, Doreen Prasse
Laufzeit: 01.01.2001-30.04.2001
MediaCoop – Hochschulübergreifende
Kooperation im internationalen Studiengang
Digitale Medien
Im Projekt MediaCoop soll die Kooperation im Studiengang Digitale Medien auf drei Ebenen entwickelt werden. Durch Kooperation zwischen den Hochschulen im Land Bremen sollen die jeweiligen inhaltlichen Stärken der einzelnen Hochschulen in den Studiengang eingebracht werden. Durch Kooperation des Studiengangs mit regionalen und überregionalen Multimediabetrieben
in Form von Praktika und durch die gemeinsame Gründung des
MediaLab Bremen soll der Praxisbezug in Ergänzung zum wissenschaftlichen Charakter des Studiengangs entwickelt werden.
Durch Kooperation des Studiengangs mit ausländischen Partneruniversitäten in Form von gegenseitigem Studierenden- und
Dozentenaustausch soll die Internationalisierung des Studiengangs gestärkt werden. Die Kooperation zwischen den Bremer
Hochschulen und mit den Partneruniversitäten soll auch durch
die Entwicklung und Erprobung von E-Learning-Konzepten
unterstützt werden.
Im Jahr 2001 wurden vorbereitende Arbeiten durchgeführt: das
gemeinsame Curriculum wurde erarbeitet, ausländische Partneruniversitäten wurden gewonnen und die ersten Studierenden
haben ihr Auslandsstudium absolviert. Die Entwicklung eines
internationalen Portals für die Kooperation mit den ausländischen
Partneruniversitäten wurde in Angriff genommen.
Projektpartner: Hochschulen des Landes Bremen; Ausländische
Partneruniversitäten
Förderer: Bund-Länder-Kommission (BLK) für Bildungsplanung
und Forschungsförderung
Laufzeit: 01.2001-12.2004
Software-Ergonomie-Review von Call-CenterSoftware
SIAL – Support Informatique pour l’Apprentissage
auto-dirigé des Langues
Im Rahmen des Auftrags sollte ein Software-Ergonomie-Review
einer Call-Center-Software durchgeführt werden. Dazu musste das
System der anzuwendenden Prüfkriterien um solche Kriterien
erweitert werden, die die spezifische Situation der Agenten-Kunden-Beziehung unter Usability-Aspekten zu überprüfen gestattet
(Interaktionsangemessenheit).
Im Rahmen des Projekts wird eine Lernplattform für die Vermittlung von Fremdsprachenkompetenz (Französisch, Spanisch,
Deutsch) entwickelt. Das System soll in den Sprachzentren der
Partner eingesetzt, aber auch als Selbstlernprogramm von den
Kursteilnehmern über das Internet oder offline genutzt werden
können. Dabei kommt der Berücksichtigung der Voice-Komponente besondere Bedeutung zu, um neben der schriftlichen auch
die mündliche Sprachfähigkeit zu trainieren.
Auftraggeber: akziv GmbH, Bremen
Mitarbeiter: Florian Theißing
Laufzeit: 15.12.2000-15.03.2001
BOnSAI – Benutzbarkeit von Online-Informationsund Service-Angeboten im Internet
Professionelle Internetauftritte bieten neben der reinen Informationsvermittlung zunehmend die Abwicklung mehr oder weniger
komplexer Transaktionen, etwa im Rahmen des E-Commerce oder
bei der Erbringung von Online-Verwaltungsdienstleistungen. War
schon bei der reinen Informationspräsentation die Art der Darbietung und ein benutzungsgerechtes Angebot von Navigationsund Auswahlfunktionen erfolgskritisch, so kommt der Benutzbarkeit heute bei komplizierteren Vorgängen wie z.B. beim Abschluss
rechtswirksamer Online-Geschäfte oder bei Antragstellungen bei
Behörden eine wesentlich größere Bedeutung zu. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines standardisierten und übertragbaren
Prüfverfahrens für die Benutzbarkeit und Informationsqualität von
professionellen privaten wie öffentlichen Online-Informationsund -Service-Angeboten im Internet sowie deren Akzeptanz
durch die Benutzer. Dazu werden zum einen die klassischen Verfahren des Usability-Engineerings angewendet sowie neue Verfahren des Online-Usability-Tests im häuslichen Umfeld, am
Arbeitsplatz und an öffentlichen Zugangssystemen entwickelt
und erprobt. Zum anderen werden sozialwissenschaftliche und
ökonomische Verfahren zur Bestimmung der Akzeptanz dieser
Technologien angewendet.
Im Jahr 2001 wurden folgende Aufgaben durchgeführt: Es wurde
eine Systematik interaktiver Webangebote entwickelt, darüber
hinaus wurden Prüfkriterien für die software-ergonomische Analyse untersucht und an drei öffentlichen Internetauftritten erprobt.
Einen weiteren Schwerpunkt bildete die Einbeziehung von Aspekten der Barrierefreiheit von Internetangeboten, ein in Anbetracht
des gegenwärtigen Gesetzgebungsverfahrens zu einem Antidiskriminierungsgesetz wichtiger Forschungsaspekt.
Projektpartner: bremen online services GmbH & Co. KG (bos), Bremen; Stadt Bonn; Initiative „Internet für Alle“ des Bundesministeriums für Wirtschaft
Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Friedrich, Prof. Dr. Herbert Kubicek
Mitarbeiterinnen: Beate Schulte, Karin Sielken
Laufzeit: 01.12.2000-30.04.2003
Im Jahr 2001 wurde die Ist-Analyse durchgeführt und das Sollkonzept abgestimmt.
Projektpartner: Astrium, Bremen; Institut Français, Bremen; Instituto Cervantes, Bremen ; Fremdsprachenzentrum der Hochschulen
des Landes Bremen; GIAPEL – Grup d’Investigació i Aplicacions
Pedagògiques en Llengües, Universitat Jaume I, Castelló de la Plana, Spanien; CAVILAM – Centre Audio-Visuel de Langues Modernes, Vichy, Frankreich; CLA – Centre de linguistique appliquée, Université de Franche-Compté, Besançon, Frankreich
Förderer: EU-Programm Leonardo da Vinci
Mitarbeiter/innen: Gwendolin Rugen, Frédéric Espitalier
Laufzeit: 01.12.2000-30.11.2003
PRISMA – Providing Innovative Service Models and
Assessment
PRISMA versteht sich als Projekt, das ein bürgerorientiertes Europa
vorantreiben möchte, indem es innovative technikgestützte Herangehensweisen an öffentliche Dienstleistungen in den Bereichen „Gesundheit“, „Besondere Gruppen (wie Ältere und
Behinderte)“,„Verwaltung“,„Umwelt“,„Verkehr“ und „Tourismus“
untersucht. Dabei wurden zunächst übergreifende (sozio-ökonomische) Trends und Veränderungen erkundet, die solche öffentlichen Dienstleistungen in den nächsten zehn Jahren beeinflussen
werden, um nach Sichtung von gegenwärtigen „best practices“ in
den genannten Dienstleistungsbereichen Szenarien zu entwickeln, wie diese Dienste nach einem Zehnjahreszeitraum europaweit genutzt werden und welche veränderten Bürgerservices sich
bis dann voraussichtlich entwickeln werden. Die Forschungsstelle
Telekommunikation arbeitet schwerpunktmäßig in den Dienstleistungssektoren „Administration“ und „Tourismus” (in enger Kooperation mit den österreichischen Projektpartnern).
Projektpartner: Local Futures Group (LFG), London, Großbritannien;
Telefónica Investigación y Desarrollo, Madrid, Spanien; NETU Concultants, Nicosia, Zypern; TREBAG Property and Project Management Ltd., Budapest, Ungarn; A.L.P. PECA d.o.o., Ravne na Koroskem, Slowenien; Danish Technology Institute (DTI), Aarhus,
Taastrup, Dänemark; Institut für Technikfolgenabschätzung der
Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ITA), Wien, Österreich; Universitário de Santiago, Aveiro, Portugal; Czech University
of Agriculture, Prag, Tschechien; Technical University of Kosice,
Kosice, Slowakei; RAND Europe, Leiden, Niederlande
Förderer: IST-Programm (Information Society Technologies) der
Europäischen Union
Projektleitung: Prof. Dr. Herbert Kubicek, PD Dr. Hilmar Westholm
Mitarbeiter: Martin Hagen
Laufzeit: 01.09.2000-28.02.2003
Projekte
Jahresbericht 2001
49
Projekte
Web.Punkte – Internet-Cafés in Bremer Schulen.
Einrichtung und Evaluation von 25
Schulstandorten mit Internet-Cafés im Lande
Bremen.
Ein Viertel der Bevölkerung Deutschlands droht von der Informationsgesellschaft dauerhaft abgehängt zu werden. Als eine Maßnahme zur Reduzierung des „digital divide“ wurde ein für Deutschland einmaliges Kooperationsprojekt zwischen der Deutschen
Telekom AG und dem Senator für Bildung und Wissenschaft
(SfBW) des Landes Bremen gestartet. Im Schuljahr 2000/2001 werden 25 weiterführende Schulen in Bremen und Bremerhaven mit
Internet-Cafés ausgestattet und ihre Nutzung begleitend evaluiert. Die Besonderheit des Projekts liegt in der Kombination einer
schulinternen Nutzung des Raumes am Vormittag und der Öffnung des Web.Punktes für schulexterne Personen und Institutionen aus dem Stadtteil am Nachmittag. Ziel ist es, verschiedenen
potenziellen Nutzergruppen im Stadtteil die Möglichkeit eines
betreuten Zuganges zum Internet zu geben. Die Chance für die
Schulen liegt darin, über den Web.Punkt Kooperationen mit Personen und Institutionen des Stadtteils zu entwickeln. Das TZI hat im
Auftrag des Senators für Bildung und Wissenschaft (SfBW) des
Landes Bremen die Gesamtleitung für das Projekt und führt die
wissenschaftliche Evaluation durch.
Projektpartner: Deutsche Telekom AG, Niederlassung Bremen/Bremerhaven; Landesinstitut für Schule (LIS), Bremen
Auftraggeber: Senator für Bildung und Wissenschaft des Landes
Bremen
Mitarbeiter/innen: Doreen Prasse, Björn Eric Stolpmann
Laufzeit: 15.06.2000-14.06.2003
IDLEP – Interactive Distance Learning for European
Prisoners
Primäres Ziel des IDLEP-Projektes ist es, europäische Strafgefangene, die außerhalb ihres Heimatlandes in einem europäischen
Gefängnis ihre Strafe verbüßen, die Rahmenbedingungen für einen Zugriff auf berufliche Aus- und Weiterbildung in ihrer jeweiligen Muttersprache zu ermöglichen.
Die berufsqualifizierte Ausbildung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Reintegration von Strafgefangenen in die Erwerbstätigkeit und somit zur erfolgreichen gesellschaftlichen Wiedereingliederung. Ausländische Strafgefangene können zwar an berufsqualifizierenden Maßnahmen in ihrem Gefängnis teilnehmen, jedoch sind mangelnde Sprachkenntnisse, fehlende Lernmaterialien
in der Muttersprache und unterschiedlich sprachstrukturierte
Klassen oft unüberwindliche Hindernisse bei der beruflichen Weiterbildung.
IDLEP möchte Strafgefangenen derselben Nationalität aus unterschiedlichen europäischen Gefängnissen den Zugriff auf Lernmaterialien in ihrer jeweiligen Muttersprache ermöglichen. Kleinere
Lerngruppen aus unterschiedlichen Ländern können dabei mittels Informationstechnologien transnational interaktiv an beruflichen Unterrichtseinheiten in virtuellen Klassenzimmern teilnehmen.
Im Jahr 2001 wurde das Konzept implementiert und anhand einer
Lernsoftware aus dem Bereich „Gesundheit im Lebensmittelbereich“ erprobt. Das Projekt wurde im August 2001 erfolgreich
abgeschlossen.
Projektpartner: Prison Service, Großbritannien; Universitat Autònoma de Barcelona, Spanien
Förderer: EU-Programm Leonardo da Vinci
Mitarbeiter: Uwe Langhans
Laufzeit: 01.12.1999-31.08.2001
Strategischer IT-Plan für die Schulen der Stadt
Frankfurt am Main
bremen online services – Signaturbasierte OnlineDienste für Studierende
Im Auftrag der Stadt Frankfurt am Main wird ein Grobkonzept für
einen strategischen IT-Plan zur Ausstattung der Schulen und
Kindertagesstätten mit Informations- und Kommunikationstechniken und zu ihrer nachhaltigen Nutzung erstellt. Dies schließt ein
Feinkonzept für dessen Implementierung sowie einen Vorschlag
für Ausstattungsmodelle und eine detaillierte Kostenkalkulation
ein. Basis ist die Konzeption und Auswertung einer Befragung
(Vollerhebung) bei Schulen und Kindertagesstätten über die Ausstattungs- und Nutzungssituation von Informations- und Kommunikationstechnik mit Hilfe von Interviewern.
Im Rahmen des Bremer Beitrags zum Bundesprojekt
MEDIA@Komm wird unter Federführung von bremen online services (bos) an der Realisierung sicherer und rechtsverbindlicher
Online-Transaktionen übers Internet gearbeitet. Seit Frühjahr
2001 können Studierende der Universität Bremen, der Hochschule
Bremen und der Hochschule Bremerhaven bereits erste der im
Laufe ihres Studiums anfallenden Verwaltungskontakte übers Internet abwickeln, weitere Angebote werden folgen. Das Sicherheits- und Authentifizierungskonzept baut auf der Verwendung
gesetzeskonformer digitaler Signaturen auf. Das TZI wurde von
bos mit der Leitung dieses Teilprojektes beauftragt.
Auftraggeber: Stadtschulamt der Stadt Frankfurt am Main
Mitarbeiter: Björn Eric Stolpmann
Laufzeit: 01.06.2000-31.03.2001
bremen online services – Koordination mit der
zentralen Begleitforschung zum Bundesprojekt
MEDIA@Komm
Projektpartner: Studentenwerk Bremen; Universität Bremen;
Hochschule Bremen; Hochschule Bremerhaven
Auftraggeber: bremen online services GmbH & Co. KG (bos),
Bremen
Laufzeit: 01.12.1999-31.08.2002
Die Freie Hansestadt Bremen gehört zu den insgesamt drei Preisträgern des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) durchgeführten Städtewettbewerbs MEDIA@Komm.
Die geförderten Projekte dienen der Erprobung und Verbreitung
gesetzeskonformer digitaler Signaturen. Mit der Begleitforschung
zu MEDIA@Komm wurde vom BMWi ein Konsortium unter Federführung des Deutschen Instituts für Urbanistik (difu) in Berlin
beauftragt. Das TZI koordiniert im Auftrag der für das Bremer Vorhaben gegründeten Entwicklungs- und Betriebsgesellschaft
bremen online services die Zusammenarbeit mit der zentralen
Begleitforschung.
Auftraggeber: bremen online services GmbH & Co. KG (bos), Bremen
Laufzeit: 01.01.2000-31.08.2002
50
EPPI – Educational Project for Penitentiary
Institutions
Ein entscheidender Grund für die nicht erfolgreiche berufliche
Aus- und Weiterbildung junger Strafgefangener im Strafvollzug ist
die oft fehlende bzw. ungenügende Grundbildung. Die vorhandenen Grundfertigkeiten der Inhaftierten (z.B. Lesen, Schreiben) in
der eigenen Muttersprache) differiert individuell stark. Neben
diesen Grundfertigkeiten benötigen die Strafgefangenen zur Ausund Weiterbildung auch Schlüsselfertigkeiten wie soziale Kompetenz, Fähigkeit zur Teamarbeit und zur Problembewältigung usw.
Gleichzeitig soll im Projekt neben dem oben aufgeführten Grundund Schlüsselwissen auch berufliche Aus- und Weiterbildung auf
dem Gebiet der Informations- und Kommunikationstechnologien
(in Form des Europäischen Computer-Führerscheins, ECDL) an die
Strafgefangenen über transnationale Serverplattformen vermittelt
werden.
Im Jahr 2001 wurde die Entwicklung des ECDL-Lernprogramms
abgeschlossen und sein Einsatz getestet. ECDL-Prüfungen wurden
nach dem internationalen Standard abgenommen. Das Projekt
wurde im Oktober erfolgreich beendet.
Projektpartner: JUDIT – Justiz Dienstleistungen der Freien Hansestadt Bremen; Direccio General de Serveis Penitenciaris, Spanien;
National Open College Network, Großbritannien; Associacio para
la Promocion e Insercion Profesional (APIP), Spanien; Hoppenbank
e.V., Deutschland; Fundació Autònoma Solidària, Spanien; Universitat Autònoma de Barcelona, Spanien; Beverley College, Großbritannien
Förderer: EU-Programm CONNECT
Mitarbeiter: Uwe Langhans
Laufzeit: 29.10.1999-30.10.2001
EcoDelphi – Entwicklung eines internetgestützten
Verfahrens zur systematischen Erfassung von
Bewertungskriterien am Beispiel komplexer
Nachhaltigkeitsprozesse
Für die Zusammenführung internationalen Wissens und zur
Bündelung diskursiver Prozesse wird die Experten-Befragungsmethode Delphi modifiziert. Am Beispiel der Entwicklung von Kategoriekriterien für einen Wettbewerb, der Beiträge von Kooperationsprojekten zur Ausgestaltung einer nachhaltigen Entwicklung
bewerten soll, wird die Delphi-Methode um praxisorientiertes
Fachexpertenwissen erweitert und für eine Anwendung im World
Wide Web modifiziert.
Der Forschungsgegenstand dieses Vorhabens besteht daher in
der Weiterentwicklung der Delphi-Methode zu einem Internetbasierten Partizipationsinstrument. In diesem Prozess sollen die
beteiligten Fach- und Praxisexperten selbst in die Anforderungsdefinition und die Softwareentwicklung einbezogen werden. Ein
weiterer Gegenstand der Entwicklungsarbeit besteht in der software-ergonomischen Gestaltung des Systems, der dritte Schwerpunkt liegt auf der Ausgestaltung eines Bewertungssystems für
zukunftsfähige Kooperationsprojekte zwischen Kommune und
Wirtschaft.
TeleMedia – Einsatz und Erprobung von
Telekooperationssystemen in der betrieblichen
Weiterbildung von Multimediaspezialisten
Das Projekt zielt auf die Entwicklung und Erprobung eines Telekooperationssystems für die betriebliche Weiterbildung von Multimediaspezialisten. Dafür wurde eine spezielle Oberfläche für multimediale Dienste im Lern- und Kommunikationsbereich entwickelt. Wissensvermittlung und die unmittelbare Anwendung im
Projektzusammenhang werden über dasselbe System organisiert.
Neben kooperativem Lernen im Shared Learnspace und integrativer Mediennutzung ist in TeleMedia auch die persönliche Lernbetreuung durch Tele-Tutoring vorgesehen. Die Stärke der Telemedia
E-Learning Plattform liegt in der Integration arbeitsorganisatorischer Abläufe in der Multimediaproduktion und neuester Technologien des E-Learnings zu einem didaktisch fundierten Gesamtsystem, das Aus- und Weiterbildung effizient unterstützt.
Im Jahr 2001 wurden die Content-Module „Web-Programmierung“
und „Projektmanagement“ bearbeitet und die Programmierung
der Plattform vorangetrieben.
Projektpartner: engram AG, Bremen; kognita GmbH, Bremen
Mitarbeiter: Frédéric Espitalier
Laufzeit: 01.03.1999-31.12.2001
ComCall – Computereinsatz und Arbeitsgestaltung
in Call-Centern
In Zusammenarbeit mit mehreren Bremer Call Centern entwickelt
ComCall beispielhafte Lösungen für Arbeitsorganisation, Software
und Qualifizierung im Call-Center, die den Anspruch der Beschäftigten auf attraktive und zukunftssichere Arbeitsplätze mit dem
Interesse der Betreiber an hoher Produktivität und Qualität der
Arbeit verbinden. Das Projekt wird je zur Hälfte durch TZI-ISI und
von der AG „Frauenforschung und Technik“ durchgeführt.
In 2001 wurden die im vorhergehenden Jahr erarbeiteten Analyseergebnisse hinsichtlich Arbeitsorganisation und Softwaregestaltung genutzt, um sowohl für die Arbeits- als auch für die Softwaregestaltung Konzepte zu erarbeiten, die die Interessen der
Beschäftigten mit den Anforderungen der Unternehmen in Einklang bringen. Gemeinsam mit einem Projektpartner wurden die
Softwarekonzepte prototypisch umgesetzt und erprobt. Unsere
Gestaltungsansätze wurden auf einer Reihe von Veranstaltungen
mit regionalen Akteuren und auf einer wissenschaftlichen Tagung
präsentiert. Mehrere Veröffentlichungen sind in Vorbereitung.
Projektpartner: FlyLine Telesales & Services GmbH, Bremen; ProfiCall Bremen GmbH & Co. KG., Bremen; Schuricht GmbH & Co. KG.,
Bremen; Arbeitnehmerkammer Bremen
Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Friedrich (ISI), Prof. Dr. Susanne Maaß
(Frauenforschung und Technik)
Mitarbeiter/innen: Florian Theißing (ISI), Margitta Zallmann (Frauenforschung und Technik)
Laufzeit: 01.03.1999-28.02.2002
Projektpartner: Ecolo – Ökologie und Kommunikation, Bremen;
bremen initiative, Bremen
Förderer: Ökologiefonds im Wirtschaftsaktionsprogramm (WAP),
Land Bremen
Mitarbeiter: Stefan Rauner
Laufzeit: 01.07.1999–31.12.2001
Projekte
Jahresbericht 2001
51
lung, Kooperation, Konkurrenz...) als auch im Bereich mobile computing, hier insbesondere im Bereich location-based services (lbs).
IDEAL – Individualisierte Darbietung elektronisch
abgelegten Lernmaterials
Projektpartner: DFG
Auftraggeber: DFG
Mitarbeiter: Thomas Wagner
Laufzeit: 01.09.2001-31.08.2003
Im Oktober 2001 hat das neue studentische Projekt IDEAL begonnen. In dem Projekt wird ein Konzept für die personalisierte Suche
und Integration von Inhalten aus dem Internet entwickelt und
umgesetzt, so dass gezielt auf Inhalte (z.B. Lernmaterialien) zugegriffen werden kann und diese gemäß den eigenen Anforderungen präsentiert werden. Hierzu muss das System mit Modellen
von relevanten Wissensgebieten ausgestattet werden, die es
ermöglichen, Anfragen der BenutzerIn zu verstehen und entsprechende Suchprozesse anzustoßen. Zusätzlich muss der Assistent
über ein Modell der jeweiligen BenutzerIn verfügen, der es ihm
erlaubt, dessen persönliche Interessen und Präferenzen bei der
Suche nach Material zu berücksichtigen. Zur Umsetzung des
Suchprozesses soll eine intelligente Suchmaschine entwickelt
werden, die mögliche Informationsquellen lokalisiert und im Hinblick auf die Benutzerpräferenzen bewertet. Voraussetzung hierfür
ist eine gewissen Kenntnis über die Inhalte einer Informationsquelle (z.B. eines Vorlesungsskripts). Hierzu muss die Suchmaschine entweder vorhandene Beschreibungen oder aber die eigentliche Informationsquelle analysieren und sie mit dem Informationsbedürfnis des Benutzers vergleichen. Gefundene Informationen
sollen der BenutzerIn in einer Form präsentiert werden, die ihm
ein möglichst gutes Bild der Inhalte und der individuellen Eignung bietet. Die BenutzerIn soll dabei die Möglichkeit haben, das
Suchergebnis nachträglich zu bewerten. Diese Bewertung soll als
Grundlage für eine Anpassung des Benutzermodells und speziell
der Benutzerpräferenzen und somit der Suchkriterien dienen.
Projektleitung: Prof. Dr. Christoph Schlieder, Prof. Dr. Otthein Herzog
Mitarbeiter/innen: 25 Studierende des Studiengangs Informatik,
Heiner Stuckenschmidt und Andreas Lattner als Betreuer
Laufzeit: 01.10.2001-30.09.2003
Automatische Diagnose von Strategien fremder
mobiler Roboter in einem kooperativen,
dynamischen Umfeld
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wird die automatische
Diagnose von Strategien mobiler Agenten in einem dynamischen
Umfeld untersucht. Angewendet werden die Ergebnisse auf das
RoboCup-Szenario. Dabei wird versucht sowohl die Strategien
kooperierender als auch konkurrierender Agenten zu erkennen.
Dabei sind die Rahmenbedingungen und Zielsetzungen der
beiden Szenarien sehr unterschiedlich. Während bei der Strategieerkennung kooperativer Agenten mit einem ,,good will’’ der jeweiligen Agenten gerechnet werden kann, mit dem Ziel der Optimierung kooperativer Handlungsziele, kann bei der Strategieerkennung konkurrierender Agenten davon ausgegangen werden, dass
dieser seine Intentionen ggf. verschleiert und sogar verfälscht.
Ziel ist es nicht direkt die unmittelbaren nächsten Handlungsschritte vorherzusagen, sondern durch erkennen der Intentionen
eines Agenten flexibel auf Änderungen in seinem Verhalten reagieren zu können. Ein solcher Ansatz ist gegenüber der Art der
Ausführung einer Handlung unabhängig. D.h., wenn die Intention
eines Agenten erkannt ist, kann die jeweilige Umsetzung von
Handlungsabsichten in Handlungen einfach kategorisiert werden,
auch wenn die Umsetzung selbst nicht vorhersehbar ist. Das Erkennen von Intentionen eines Agenten kann daher als eine Abstraktion der klassischen Planerkennung verstanden werden.
Smart Solutions for Mobile- and Wearable
Computing
Mobile Computing ist eines der aktuellen Schlagworte moderner
Informationstechnologie, unter dem bisher hauptsächlich der
Softwareeinsatz auf High-End-Notebooks und Handhelds mit entsprechend angepassten Betriebssystemen verstanden wird.
Demgegenüber stehen neueste Entwicklungen, die ein echtes
Tragen von Rechnersystemen am Körper ermöglichen und den
Ausdruck „wearable“ prägen. In diesem Zusammenhang steht der
Begriff der HardWEAR für eine neue Generation von Computersystemen, die den mobilen Einsatz komplexer Software unter extremen Bedingungen in vielfältigen Anwendungsgebieten ermöglichen. Diese sprachgesteuerten Rechner, am Körper getragen,
unterstützen BenutzerInnen bei Arbeiten wie Inventur, Inspektion
und Wartung komplexer Anlagen, also in allen Bereichen, in denen
herkömmliche Rechner bisher unhandlich und schlecht zu nutzen
sind.
Das TZI entwickelt in Zusammenarbeit mit verschiedenen Kooperationspartnern Softwaresysteme und Lösungen, die den Anforderungen einer komfortablen Handhabung von Computersystemen
in extremen Nutzungssituationen angepasst sind. Daneben werden Fallstudien in verschiedenen industriellen Anwendungsszenarien durchgeführt, die die Einsetzbarkeit und den wirtschaftlichen Nutzen des Wearable Computing untersuchen. In diesem
Kontext wird das Projekt „WinSpect“ in intensiver Zusammenarbeit mit dem Bereich Digitale Medien und Netze als Pilotvorhaben
bei den Stahlwerken Bremen durchgeführt.
Im dem Projekt MobileMentor entwickelt das TZI in Kooperation
mit der Astrium GmbH, Bremen, ein Konzept und einen Prototypen für die verteilte und drahtlose Messdatenakquisition, um über
mobile Endgeräte eine spontane Messdatenaufnahme zu realisieren.
Mit seinen Aktivitäten auf diesem Gebiet nimmt das TZI eine Vorreiterrolle ein, die auch in Zukunft weiter ausgebaut werden soll.
So war der Bereich Intelligente Systeme zu diesem Thema mit
seinen Exponaten auf zahlreichen Messen vertreten und hat das
Wearlab initiiert, um vorhandene Kompetenzen an der Universität
Bremen zu bündeln und den interdisziplinären Anforderungen
mobiler Informationstechnologien entsprechend zu begegnen.
Projektpartner: Xybernaut GmbH, Böblingen; Astrium AG, Bremen;
Stahlwerke Bremen GmbH; Wear-A-Brain, Bremen; PDV-Systeme,
Goslar; BIA – Bremer Innovationsagentur; artec – Forschungszentrum Arbeit, Umwelt, Technik der Universität Bremen
Projektleitung: Prof. Dr. Christoph Schlieder, Dr. Michael Boronowsky
Mitarbeiter/innen: Prof. Dr. Christoph Schlieder, Dr. Michael Boronowsky, Ingrid Rügge, Anke Werner
Laufzeit: 01.01.2001-31.12.2001
Die Ergebnisse dieses Projektes sollen jedoch keineswegs nur auf
das RoboCup-Szenario angewendet werden. Mögliche Anwendungsfelder liegen im Bereich E-Commerce sowohl bei der Erkennung von Intentionen von Partnern in B2B-Szenarien (Verhand-
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Vision 2003 – Lehr- und Lernsysteme in der
Medizin: Intelligent & Multimedial
Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung, Erprobung, Einführung, und langfristige Sicherung eines internetbasierten, adaptiven, intelligenten und offenen Lehr- /Lernsystems zur Verbesserung der Lehre im Medizinstudium (exemplarisch in den Fachgebieten Onkologie, Chirurgie, Kardiologie) unter Berücksichtigung
aktueller Standards sowie didaktischer Maßnahmen. Mit dem System sollen als Ergänzung und Unterstützung konventioneller
Lernverfahren deren Effizienz und Akzeptanz verbessert sowie
neue Methoden der Wissensvermittlung erschlossen werden. Mit
einem XML-basierten Sprachkonzept wird medizinisches Wissen
repräsentiert und zur semiautomatischen Generierung von Lerneinheiten herangezogen. Durch eine offene Systemarchitektur
werden diese in bereits vorhandene Lösungen in Kombination
mit gesammelten und inhaltlich aufbereiteten medizinischen
Daten zu intelligenten Autorensystemen integriert, über ein Internetportal zur Verfügung gestellt und in einer abschließenden Evaluation erprobt. Die flächendeckende und nachhaltige Sicherung
wird durch die breite Streuung der Projektpartner sowie durch
den Springer-Verlag, der einen internationalen Vertrieb garantiert,
gewährleistet.
Projektpartner: BIB, Bremer Institut für Bildungsforschung – Arbeitsbereich multimediales Lehren und Lernen, Bremen; ITGL, Zentrum für angewandte Informationstechnologien, Bremen; ZAIT,
Zentrum für angewandte Informationstechnologien, Bremen;
Medizinische Fakultät Charité, Medizinische Klinik II, Berlin; Klinik
und Poliklinik für Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Essen; Institut für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie, Universitätsklinikum Essen; Zentrum für Innere Medizin, Universitätsklinikum Essen; Tumorenzentrum, Universitätsklinikum Ulm; Institut für Medizinische Informatik, Technische Universität Braunschweig; Medizinische Klinik I, Universitätsklinikum der RWTH Aachen; Institut für Medizinische Informatik und Biometrie, Universität Rostock; Fachbereich Informatik, Carl von Ossietzky Universität
Oldenburg; Klinik und Poliklinik für Innere Medizin II, FriedrichSchiller-Universität Jena; Medizinische Klinik und Poliklinik Innere
Medizin C, Universitätsklinik Münster
Förderer: BMBF (Neue Medien in der Bildung – NMB)
Projektleitung: Prof. Dr. Manfred B. Wischnewsky
Mitarbeiter/innen: Salvatore-Pasquale Angilletta, Jörg Antoni,
Dr. Igor Novopashenny, Yildiray Ogurol, Kai Schwedes, Nicole
Voigtländer-Kunze
Laufzeit: 01.01.2001-31.12.2003
Technologische und anwendungsorientierte
Potenziale mobiler, tragbarer Computersysteme
Die rasanten Fortschritte bei der Miniaturisierung von Rechnern
bei gleichzeitiger Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit und die
drahtlose Vernetzung hat Computersysteme hervorgebracht, die
jederzeit und überall benutzt werden können, insbesondere auch
in der Bewegung. Diese Eigenschaften der Hardware eröffnen
neue Perspektiven für den gewinnbringenden Einsatz von
IT-Systemen zur Unterstützung von Tätigkeiten, für die herkömmliche stationäre Computertechnologie ungeeignet war. Eine in
diesem Sinne „mobile“ Tätigkeit ist beispielsweise die Inspektion
einer Industrieanlage, die Kommissionierung oder auch der Gang
durch ein Museum.
Was noch aussteht, sind geeignete Softwaresysteme, die eine
„beiläufige“ Benutzung des Computersystems ermöglichen, ist
doch eine Eigenschaft der mobilen Tätigkeiten, die sich als Anwendungsbereiche für Wearable Computing anbieten, die Tatsache, dass die primäre Aufgabe der BenutzerIn in der realen, physischen Welt verortet ist. Mobile Assistenzsysteme, die die vielfältigen Kontexte der mobilen Benutzung erfassen, mit intelligenten
Methoden auswerten und der BenutzerIn so wenig Aufmerksamkeit wie möglich abverlangen, stellen hier einen viel versprechenden und zukunftsweisenden Lösungsansatz dar.
Auftraggeber: BIA (Bremer Innovationsagentur), Bremen; Xybernaut GmbH, Böblingen
Mitarbeiter/innen: Dr. Michael Boronowsky, Ingrid Rügge, Anke
Werner
Laufzeit: 12.2000-12.2001
HANEG GeoDatenbank – Konzeption einer
Geodatenbank bei der Hanseatischen
Naturentwicklung GmbH
Im Mittelpunkt des Projektes steht die Konzeption einer integrierten Geodatenbank bei der Hanseatischen Naturentwicklung
GmbH (HANEG). Die Datenbank dient zur effektiven Verwaltung
und Pflege der naturschutzfachlichen Daten, die von der HANEG
und Abteilung 3 des Senators für Bau und Umwelt erhoben werden. Darüber hinaus bildet die Datenbank die Grundlage für die
Bereitstellung der Daten für andere Behördenteile, Firmen und
private NutzerInnen, die an das Bremer Behördennetz bzw. das
Internet angeschlossen sind.
Die Geodatenbank soll es der HANEG GmbH ermöglichen, naturschutzfachliche und andere Geodaten zentral zu führen und
bereitzustellen. Für die Konzeption der Geodatenbank wurde ein
Ansatz gewählt, der es erlaubt, Sachdaten und Geometriedaten
mit Hilfe eines einheitlichen Datenbank-Managementsystems zu
verwalten. Die in der Geodatenbank verwalteten Daten können
zum einen direkt über entsprechende GIS Clients bearbeitet und
fortgeführt werden. Zum anderen können auf Basis dieser Daten
digitale Karten erzeugt und über einen Map-Server ins Intranet
bzw. Internet eingespeist werden. Zur Visualisierung und Analyse
der Karten sind handelsübliche Web-Browser bzw. entsprechende
Erweiterungen (plug-ins) ausreichend. Damit können die naturschutzfachlichen Daten einem weiten Nutzerkreis, der vom Expertennutzer bis zum Laien reicht, rund um die Uhr zugänglich
gemacht werden.
Projektpartner: HANEG, Bremen; Senator für Bau und Umwelt,
Bremen
Auftraggeber: HANEG, Bremen; Senator für Bau und Umwelt,
Bremen
Mitarbeiter: Holger Neumann, Thomas Vögele
Laufzeit: 01.09.2000-30.10.2001
Das TZI hat eine Studie durchgeführt, die den Stand der Technik
bzgl. der Hardware-Komponenten darstellt und ihre Potenziale
hinsichtlich neuer Anwendungsfelder identifiziert. Für das so
genannte „Wearable Computing“ steht bereits ein umfangreiches
Sortiment an Rechnertechnologie, an Eingabe- und Ausgabedevices und an Sensorik zur Verfügung bzw. befindet sich gerade in
der Entwicklung. Auch an der Integration dieser Komponenten zu
anwendungsspezifischen Gesamtsystemen wird bereits gearbeitet, eine Marktreife ist allerdings erst in einigen wenigen Fällen
erreicht worden.
Projekte
Jahresbericht 2001
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Projekte
TourServ – Personalised Tourist Services Using
Geographic Information Systems via Internet
Im TourServ-Projekt wird ausgehend von einer verteilten Architektur für das Tourismusmanagement und modernster Internettechnologien ein Informations- und Datenübertragungssystem entwickelt, das alle relevanten Informationen eines alpinen Tourismusgebietes integriert und mit Mechanismen zur Online-Buchung
und -Bezahlung verbindet. Ein wichtiger Aspekt ist dabei der Einsatz mobiler Zugangstechnologien (PDAs oder Wearable Computer), die es erlauben, vor Ort auf aktuelle Informationen zuzugreifen.
Verknüpft mit einem GIS-System ermöglicht TourServ die multimediale Präsentation einer Region sowohl mit allgemeinen Informationen wie Unterbringung, Anreise, Veranstaltungen, Kultur-,
Sport- und Freizeitaktivitäten als auch mit ortsabhängigen Informationen wie dem aktuellen Zustand von Skipisten und Wanderwegen.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Personalisierung von
Informationsbereitstellung und angebotenen Dienstleistungen.
Kontexte, die sowohl die Vorlieben eines Touristen als auch regionale Besonderheiten beschreiben, werden genutzt, die potenziell
zur Verfügung stehende Informationsmenge zu reduzieren und
zielgerichtet zu präsentieren.
Projektpartner: megatel, Megatel Informations- und Kommunikationssysteme GmbH, Bremen; PRODUTEC, Produtec Ingenieurgesellschaft mbH, Bremen; Wintersteiger, Wintersteiger GmbH, Ried/I;
Moser, Moser Reiser GmbH, Linz, Österreich; TEAM, TEAM Technologia Ebergia Ambiente Materiali S.r.I., Ispra, Italien; Scopello, Comune Di Scopello, Scopello, Italien
Förderer: EU, IST-1999-20414
Mitarbeiterin: Anke Werner
Laufzeit: 01.09.2000-31.08.2002
Gensensorik
Mit dem Ziel, die Etablierung und Nutzung der Biotechnologie in
Bremen voranzutreiben, beteiligt sich der Bereich Intelligente Systeme (IS) seit 1997 mit anderen universitären und außeruniversitären Institutionen an der Gründung des Forschungs- und Entwicklungs-verbunds Gensensorik. Im Juli 2001 hat der akademische
Senat der Universität Bremen den Forschungsschwerpunkt Gensensorik für weitere 5 Jahre bestätigt und das Centrum für angewandte Gensensorik (CAG) gegründet.
Ziel des CAG ist die Entwicklung eines universell einsetzbaren
Gensensors auf der Basis der Mikroarray-Technologie, die auf der
Grundlage der Hybridisierungseigenschaften von Nukleinsäuren
(DNA, RNA) beruht. Mit diesem neuartigen Sensor-Chip ist es
möglich, jedes nukleinsäurehaltige Material massiv parallel, preiswert, sicher, hochspezifisch und in kürzester Zeit zu analysieren.
Das Einsatzgebiet des Gensensors ist sehr vielfältig und erstreckt
sich zum Beispiel über den hochspezifischen Nachweis von Krankheitserregern in Nahrungsmitteln, Körperflüssigkeiten und
Körpergeweben, der Biodiversität im Umweltschutz bis hin zur
Aufklärung von gentechnisch veränderten Inhaltsstoffen in Nahrungsmitteln. Der Anteil der Informatik umfasst dabei die Entwicklung von Softwaresystemen zur Bestimmung für den jeweiligen
Analysezweck bestgeeigneter Nukleinsäure-Fragmente (Oligos),
zur Konfiguration des Sensor-Chips sowie zur Auswertung und
Interpretation der Messdaten der vom Sensor gelieferten Signale.
Das Kernproblem dieser Anwendungen besteht in der Verwaltung, Analyse und Auswertung sehr großer genomischer Datenbestände, die aus den internationalen Sequenzierungsprojekten
stammen, und der Komplexität der biologischen Eigenschaften
der Nukleinsäuremoleküle.
Vom Bereich IS werden folgende Informatikaufgaben in zwei Teilprojekten bearbeitet:
· Recherche und Sequenzvorverarbeitung
· Sequenzanalyse zur Bestimmung von hochsensitiven und
hochspezifischen Oligokandidaten
· Optimierung der Oligokandidaten bezüglich der Sensitivität,
Spezifität und Hybridisierungsbedingungen
· Konfiguration des Gensensors
· Bestimmung der Messspezifikation
· Messwertanalyse und Interpretation
Zur Erstellung einer für jede Diagnoseaufgabe individuellen Oligobibliothek werden sowohl Standard-Bioinformatikverfahren
(Alignment- und Sekundärstrukturberechnungsalgorithmen) als
auch speziell für diese Anwendung weiterentwickelte und angepasste Informatik-Verfahren der kombinatorischen Optimierung
(genetische Algorithmen, Gradientenabstieg) und der intensiven
Stringverarbeitung (Suffixbäume) eingesetzt.
Im Frühjahr diesen Jahres wurden für beide Teilprojekte erste Prototypen an die iSenseIt AG übergeben.
Projektpartner: iSenseIt – Intelligente Sensorsoftware und Bioinformatik AG, Bremen; PicoRapid Technologie GmbH, Bremen; BIAS –
Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH, Bremen; MPI
– Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen; Institut
für Physikalische und Theoretische Chemie, Tübingen; Einrichtungen der Universität Bremen: IMSAS – Institut für Mikrosensoren,
-aktuatoren und -systeme, FB1; UFT-BMG – Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie, Abt. Biotechnologie und
Molekulare Genetik; ZHG –Zentrum für Humangenetik, Molekulare
Onkologie, FB2; UFT-MBA – Zentrum für Umweltforschung und
Umwelttechnologie, Abt. Molekularbiologie und Bioanalytik, FB2;
IOMC – Institut für Organische und Makromolekulare Chemie
Förderer: BMBF; Der Senator für Wirtschaft und Häfen, Bremen
Projektleitung: Prof. Dr. Christoph Schlieder, Prof. Dr. Manfred B.
Wischnewsky
Mitarbeiter/innen: Dr.-Ing. Uta Bohnebeck, Manfred Nölte, Gerald
Volkmann, Tom Wetjen
Laufzeit: 01.07.2000-30.06.2002
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KnowWork – Wissensmanagement zur
Unterstützung organisationsübergreifender
Prozesse in technischem Vertrieb, Konstruktion
und Fertigung
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Konzepten und prototypischen Werkzeugen für Wissensmanagement in den Bereichen
Vertrieb, Konstruktion und Fertigung. Die Aufnahme, Ergänzung,
Verteilung und Verwendung von Wissen ermöglicht es, dass Mehrfacharbeiten und Know-how-Verlust vermieden werden, dass Wissen erfahrener MitarbeiterInnen für andere nutzbar gemacht wird
und Entscheidungen auf einer besseren Informationsbasis getroffen werden können.
Es müssen sich verschiedene Informations- und Wissensarten aus
unterschiedlichen Quellen verwalten, klassifizieren, verknüpfen
und wiederauffinden lassen. Informationen müssen aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet und gesucht sowie kontextbezogen zur Verfügung gestellt werden können.
Neben einer Beschreibung von Dokumenten, organisatorischem
Wissen, Prozess- und Domänenwissen findet durch ontologiebasierte Metadaten eine Vernetzung dieser unterschiedlichen
Wissensarten statt. Dies ermöglicht die Erweiterung gebräuchlicher Suchmethoden um eine ontologie-basierte Suche sowie die
Navigation durch das vernetzte Wissen. Des weiteren werden im
Rahmen dieses Projekts Technologien zur automatischen Generierung von Metadaten und Unterstützung von schwach strukturierten Workflows, wie sie in den Bereichen Konstruktion und Fertigung gegeben sind, entwickelt.
Projektpartner: Insiders Information Management GmbH, Kaiserslautern; Körting Hannover AG, Hannover; Lenze GmbH & Co KG,
Aerzen; Intier Automotive Eybl GmbH, Straubing; Porsche Engineering Services GmbH, Bietigheim-Bissingen; IFW, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Universität Hannover
Förderer: BMBF
Mitarbeiter: Andreas Lattner, Christian Schäffer, Holger Wache
Laufzeit: 01.07.2000-30.06.2003
IntaPS – Integrierte agentenbasierte
Arbeitsplanung und Fertigungssteuerung
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Integration von Arbeitsplanung und Fertigungssteuerung in der industriellen Produktion
durch einen agentenbasierten Ansatz. Die Integration ermöglicht
die Berücksichtigung von Termin- und Kapazitätsaspekten bereits
in frühen Phasen der Arbeitsplanung. Ein Großteil der heute üblichen Aufwände für die Umplanung bereits in der Fertigung befindlicher Aufträge kann vermieden werden.
Projektpartner: IFW, Institut für Fertigungstechnik und Spanende
Werkzeugmaschinen, Universität Hannover
Förderer: DFG im Rahmen des SPP 1083 „Intelligente Softwareagenten und betriebswirtschaftlichen Anwendungsszenarien“
Projektleitung: Prof. Dr. Otthein Herzog, Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.
mult. Hans Kurt Tönshoff (IFW)
Mitarbeiter: Ingo J. Timm, Sven Werner, Peer-Oliver Woelk (IFW)
Laufzeit: 01.06.2000-31.05.2002
DataShare
DataShare ist ein von der EU gefördertes internationales Projekt,
das auf die Entwicklung einer Pilotstudie für eine integrierte und
nachhaltige Stadtplanung bzw. Stadtverwaltung abzielt. Mit dem
Ziel einer besseren Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Behörden und anderen öffentliche Institutionen, privaten
und gemeinnützigen Organisationen sowie der breiten Öffentlichkeit sollen neue Methoden und Technologien für den Austausch von Information und Daten entwickelt werden. Am Ende
steht eine „gemeinsame urbane Vision“, eine effektivere Bereitstellung von Dienstleistungen und Planungen und mehr Transparenz
bei der Verwaltung der Stadt.
In Bremen wird DataShare vom Technologiezentrum Informatik
(TZI) in Zusammenarbeit mit dem Senator für Bau und Umwelt
durchgeführt. Hauptziel des Bremer Teilprojektes ist es, neue und
innovative Technologien zum Austausch und zur gemeinsamen
Nutzung von Daten zu entwickeln. Ein besonderer Augenmerk
liegt dabei auf den sogenannten „Geodaten“, d.h. Daten, die einen
Raumbezug aufweisen und im allgemeinen mit Hilfe Geographischer Informationssysteme (GIS) verwaltet werden. Diese Daten
zeichnen sich durch überdurchschnittlich hohe Kosten sowohl bei
der Erstellung als auch bei der Pflege und Nutzung aus. Wenn es
gelingt, Zugriff, Nutzung und Pflege dieser Daten zu vereinfachen
und Redundanzen bei der Datenhaltung in verschiedenen Behördenteilen abzubauen, kann sich daraus ein hohes Potenzial für
Einsparungen und Effizienzsteigerungen ergeben. Dies gilt insbesondere im Bereich „Umwelt“, da hier die Mehrzahl der Geschäftsprozesse auf Geodaten in der einen oder anderen Form
zurückgreift.
Projektpartner: Senator für Bau und Umwelt der Stadt Bremen;
Edinburgh City Council und Edinburgh University, Großbritannien;
Stadt und Universität Groningen, Niederlande
Förderer: European Regional Development Fund INTERREG IIC
North Sea Region Programme
Mitarbeiter: Holger Neumann, Thomas Vögele
Laufzeit: 01.01.2000-30.06.2001
Die im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelten und zu
entwickelnden Methoden fließen in die Konzeption sowie prototypische Realisierung eines Software-Systems ein, anhand dessen
der verfolgte Lösungsansatz mit beispielhaften Daten eines realitätsnahen Anwendungsszenarios verifiziert wird.
Die Verwendung eines agentenbasierten Ansatzes mit autonom,
kooperativ und zielgerichtet agierenden Einheiten ermöglicht
dem System, wesentlich kurzfristiger und flexibler auf unvorhergesehene Ereignisse in der Fertigung zu reagieren. Änderungen
des vor Ort befindlichen Fertigungswissens können unverzüglich
in Planungswissen überführt werden und verbessern somit die
Qualität der Planungsergebnisse.
In diesem Jahr wurde ein erster Prototyp eines Multiagentensystems erstellt, das einen elektronischen Marktplatz realisiert und
auf diesem Aufträge zur Fertigung verhandelt. Die Implementierung der Agenten verfolgt eine deliberative Agentenarchitektur
(BDI) und basiert auf einer formalen Spezifikation. Das prototypische Agentensystem wurde mit einem Simulationssystem gekoppelt, so dass realistische Anwendungsszenarien simuliert und das
Systemverhalten in Rahmen dieser Fallbeispiele analysiert und
evaluiert werden kann.
Projekte
Jahresbericht 2001
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Projekte
RoboCup
RoboCup ist eine internationale Initiative zur Förderung der Forschung in den Bereichen „Künstliche Intelligenz“ und „autonome
mobile Roboter“. Roboterfußball wird als standardisiertes Problem
verwendet, an dem sich Ergebnisse aus den verschiedenen Forschungsdisziplinen direkt vergleichen lassen. Der RoboCup bietet
damit Forschern die Möglichkeit, das Erreichte im direkten internationalen Vergleich mit ihren Kollegen zu testen und so gemeinsam Fortschritte in den jeweiligen Fachdisziplinen zu erzielen. RoboCup besteht aus vier Fußballligen: der Simulation League, der
Small-Size League, der Middle-Size League und der Sony Legged
League. Die Idee dieser Initiative wird auch in dem studentischen
Projekt RoboCup behandelt.
Dem studentischen Projekt RoboCup gehören derzeit 29 Studierende an. Es gibt vier Gruppen, die sich auf die Simulationsliga
(zwei Teams), die Sony Legged League und die Small-Size League
aufteilen. Im Jahr 2001 sind Teams in der Simulationsliga und der
Sony Legged League bei den German Open in Paderborn und bei
der Weltmeisterschaft in Seattle mit Erfolg angetreten. In der Sony
Legged League hat sich ein nationales Team gebildet (German
Team), zu dem auch die Partneruniversitäten HU Berlin, TU Darmstadt, Universität Dortmund und FU Berlin gehören. Ein Ziel ist, im
Jahr 2002 erneut an den nationalen und internationalen Wettbewerben teilzunehmen.
Projektpartner: HU Berlin; TU Darmstadt; Universität Dortmund;
FU Berlin
Projektleitung: Dr. Ubbo Visser, Dr. Thomas Röfer
Laufzeit: 01.10.1999-30.09.2002
ViVa Libertas
Das studentische Projekt ViVa Libertas verfolgte ein innovatives
Konzept, in dessen Mittelpunkt die Vorbereitung der InformatikstudentInnen auf eine Existenzgründung nach dem Studium bzw.
aus dem universitären Umfeld heraus stand.
Bei ViVa ging es deshalb nicht nur um die Erlangung und Erweiterung von Kenntnissen in der Informatik und der teamorientierten
Softwareentwicklung, sondern auch sehr gezielt um die Vermittlung betriebswirtschaftlichen und unternehmerischen Denkens.
Dazu wurden im Rahmen des Projektes einige Veranstaltungen in
Zusammenarbeit mit dem Institut für Wirtschaftswissenschaften
(Prof. Dr. Haasis) angeboten. Zusätzlich zu diesem Angebot war es
für einige der Studenten möglich, an einem intensiven Existenzgründer-Trainingsprogramm der Bremer Innovationsagentur (BIA)
teilzunehmen.
Der Projektansatz zeitigte schon frühzeitig erste Früchte mit der
erfolgreichen Teilnahme des ViVa-Teams am Unternehmensgründerwettbewerb „promotion Weser Ems“. Dort wurde das ViVa-Unternehmen IMOST (Intelligent Mobile Services and Technologies)
als eines der besten 10 Unternehmenskonzepte mit einem Geldund Sachpreis ausgezeichnet.
Aus dem Gewinner des Unternehmensgründungswettbewerbs
wurde nach Abschluss des Projektes eine in Gründung befindliche
Firma, die ihren Kern-Geschäftsbereich in der Entwicklung innovativer Komponenten für den mobilen Zugriff auf Daten und Informationen sieht. Inzwischen gelang es IMOST erste Entwicklungsaufträge mit dem Bremer Schul-Support-Service (S3), dem Bremen
Online Service (BOS), und, in Zusammenarbeit mit der Fa. MCS
(Mobile Communication Services), dem Senator für Bau und Umwelt (SBU) abzuschließen.
BUSTER
Der Bremen University Semantic Translator for Enhanced Retrieval (BUSTER) greift Probleme bei der Suche und Integration von
Informationen in verteilten, heterogenen Datenbeständen auf.
Um möglichst effizient auf derartige Datenbestände zuzugreifen,
müssen technische, strukturelle und semantische Probleme beseitigt werden. Zunächst muss eine geeignete Datenquelle gefunden werden. Dieses technische Problem ist mit den vorhandenen
Protokollen (FTP, HTTP etc.) über das Internet gelöst. Als nächstes
müssen die Daten in dieser Datenquelle selektiert und so aufbereitet werden, dass das zugreifende System die Daten auch interpretieren kann. Hier finden sich strukturelle Probleme (z. B. Umstrukturierung einer relationalen Tabelle in mehrere andere oder
umgekehrt), die mit Hilfe von Mediatoren gelöst werden können,
und semantische Probleme (z. B. die Bedeutung von Daten in
einem aktuellen Kontext). Das BUSTER-System bietet eine integrierte Lösung zum Problem der intelligenten Suche und Informationsintegration, indem die o.g. Probleme durch eine Kombination
von verschiedenen Technologien wie z.B. Standard Markup Sprachen, Mediator Systeme, Ontologien und wissensbasierte Klassifizierer gelöst werden.
Projektpartner: Delphi IMM GmbH, Magdeburg; Freie Universität
Amsterdam, Niederlande; Universität Münster; Universität Manchester, Großbritannien; FH Wedel; AIFB – Universität Karlsruhe
Projektleitung: Dr. Ubbo Visser, Heiner Stuckenschmidt
Mitarbeiter: Holger Neumann, Thomas Vögele, Holger Wache
Laufzeit: 01.02.1999-31.12.2002
AIKuL – Agentenbasierte Integration und
Koordinierung unternehmensübergreifender
Logistikprozesse
Das Fortschreiten der informationstechnischen Vernetzung von
Unternehmen ermöglicht und erfordert in zunehmendem Maße
moderne Produktionsparadigmen wie z.B. Virtual Enterprise, Agile
Manufacturing oder auch ein unternehmensübergreifendes Supply-Chain Management. Das in diesem Projekt im Forschungsverbund Logistik betrachtete Problemfeld bezieht sich auf die unternehmensübergreifende Koordinierung des Entwurfs und der Produktion komplexer Unikate. Durch die räumliche Verteilung von
Entwurfs- und Produktionseinheiten müssen die beinahe zwangsläufig auftretenden Kommunikations- und Koordinationsprobleme mittels moderner IT-Infrastruktur gelöst werden. Eine solche
Infrastruktur muss einerseits das verteilte Management von Informationen und Dokumenten unterstützen und andererseits die in
den beteiligten Unternehmen existierenden IT-Systeme mit einbeziehen. Als Lösung dieser Probleme erscheint ein verteiltes System auf der Basis einer Multi-Agenten-Technologie adäquat und
nutzbringend. Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von Agenten ist die Flexibilität ihrer Kommunikation, die es erlauben soll,
durch Zusammenarbeit mit anderen, gegebenenfalls spezialisierten Agenten die existierenden semantischen Heterogenitäten
unter den IT-Systemen der beteiligten Unternehmen zu überbrücken und ein verteiltes Dokumentenmanagement zu ermöglichen.
In diesem Vorhaben soll diese Aufgabenstellung an den realen
Problemen der beteiligten Unternehmen Astrium (Herstellung
von Teilen der Ariane 4 und 5) und E.I.S. Electronics GmbH (Fertigung der Kabelbäume beider Trägerraketen) gelöst werden.
Projektpartner: E.I.S. Electronics GmbH, Bremerhaven; Astrium,
Bremen; BIBA – Bremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaften, Universität Bremen
Mitarbeiter: Holger Wache
Laufzeit: 09.1998-08.2001
Projektleitung: Prof. Dr. Christoph Schlieder, Prof. Dr. Otthein Herzog
Mitarbeiter/innen: Dr. Michael Boronowsky, Thomas Vögele,
10 Studierende des Studiengangs Informatik
Laufzeit: 10.1999-10.2001
56
EngCon 2 – Rechnergestütztes System zur Konfigurierung und Auslegung von Antriebssystemen
Enterprise Agents – Eine Referenzarchitektur für
Intelligente Agenten
Variantenreiche Produkte werden komplexer und ihre Konfigurierung immer zeitaufwendiger und fehleranfälliger. Das in dem Vorgängerprojekt am TZI entwickelte Konfigurierungswerkzeug EngCon (Engineering & Configuration), das mittlerweile von der Firma
encoway GmbH & Co KG vertrieben wird, wird in diesem Projekt
weiterentwickelt. EngCon basiert auf den Konzepten des Konfigurierungswerkzeugs KONWERK. Die Wissensrepräsentation erfolgt
in einer Begriffshierarchie, in der die Konzepte einer Konfigurationsdomäne in einer taxonomischen und partionomischen Hierarchie modelliert werden können. Abhängigkeiten zwischen Wissenskonzepten lassen sich durch Constraints und Regeln
beschreiben. Der Ablauf der Konfigurierung kann durch anwendungsspezifisches Kontrollwissen gesteuert werden. Im Fokus der
Erweiterungen für EngCon liegen intelligente Methoden zur Konfliktresolution bei der Konfigurierung. Hierbei werden sowohl
einfache Methoden wie ein Elaborationsnetz zur Verwaltung der
Konfigurationshistorie als auch komplexe Strukturen, wie ein um
Inkrementalität und Ordnung erweitertes Abhängigkeitsnetz, eingesetzt und weiterentwickelt.
Da in Agentenarchitekturen das Verhalten und die Steuerung von
Agenten meist unterspezifiziert ist, findet sich der entscheidende
Schritt für eine erfolgreiche Einführung von Agentensystemen in
betrieblichen Anwendungen in der Anpassung von ReferenzAgenten an eine Domäne sowie in der Individualisierung dieser
an konkretes Agentenverhalten und -Wissen. Innerhalb dieses
Forschungsvorhabens wurde eine Referenzarchitektur für deliberative Agenten entwickelt, die auf der Basis einer formalen Spezifikation auch in Projekten des TZI Anwendung findet.
Projektpartner: encoway GmbH & Co. KG, Bremen
Auftraggeber: encoway GmbH & Co. KG, Bremen
Mitarbeiter: Thorsten Scholz, Thomas Wagner
Laufzeit: 01.09.1998-31.08.2001
Koordinierung von Materialströmen in
internationalen Produktionsnetzen
In diesem Vorhaben wird untersucht, inwieweit sich ein zwischenbetriebliches, über nationale Grenzen hinweg operierendes
Management von Zulieferbeziehungen auf der Basis verhandlungsorientierter Methoden realisieren lässt. Hierzu wird exemplarisch die Zulieferkette zwischen der LEAR Corporation GmbH &
Co. KG und dessen internationalen Zulieferern untersucht. Ziel ist
insbesondere eine effiziente Abstimmung der einzelnen Produktionseinheiten, indem entsprechende Material- und Informationsflüsse bestmöglich miteinander abgestimmt werden.
Diese Architektur berücksichtigt notwendige Anpassungen an
vorhandene Agentenstandards, die ein optimiertes Verhalten von
Agenten in elektronischen Märkten sicherstellen sollen. Hierbei
werden drei neue Komponenten eingeführt:
Die Komponente „Konfliktbasierte Agentensteuerung (cobac)“
ermöglicht die explizite Behandlung von Zielkonflikten innerhalb
eines Agenten. Ziele werden vor ihrer Aktivierung paarweise in
einem Konfliktmanagement-Schritt evaluiert. Dieser berücksichtigt hierbei die Auswirkungen einer Aktivierung sowie einer NichtAktivierung eines Zieles.
Mittelfristige Strategien werden innerhalb der Agentensteuerung
durch die Komponente „Strategiedetermination“ angepasst. Diese
erlaubt die autonome Adaption der Zielbewertungsfunktionen
vom Agenten selbst zur Laufzeit.
Die Komponente „Offene, Adaptive Kommunikation (oac)“ stellt
einen neuen Ansatz zur Behandlung von Agentenkommunikationsprotokollen dar. Die Agenten verwenden intern individuelle
Protokolle, die je nach Situation angepasst, verfeinert oder generiert werden. Die Auswahl einer Verhandlungsstrategie erfolgt in
diesem Ansatz durch eine Konfliktklassifikation.
Projektpartner: CISC-IUPUI, Department of Computer & Information Science, Indiana University – Purdue University, Indianapolis,
USA
Förderer: FoLo, Forschungsverbund Logistik, Universität Bremen,
Bremen (1998-2000)
Projektleitung: Ingo J. Timm
Laufzeit: 01.01.1998-30.05.2002
Das Projekt verfolgt das Ziel, durch die Erarbeitung und Integration von intelligenten Softwarebausteinen die auftragsbezogene
Zusammenarbeit der LEAR Corporation mit den Zulieferbetrieben
zu verbessern, um die Gewährleistung einer Just-in-time Produktion zu sichern. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Lieferbeziehung zu den Kunden gelegt, die das Material- und Informationsmanagement des Unternehmens entscheidend beeinflussen. Das
Unternehmen soll somit in seinen Bestrebungen unterstützt werden, die Prozesse, die den Informations- und Materialaustausch mit
den Zulieferbetrieben betreffen, neu zu gestalten. Zugleich soll
das Projekt einen Beitrag zur Optimierung des Logistikmanagements und zur Stärkung der lokalen Automobilbranche auf regionalen und überregionalen Märkten liefern.
Projektpartner: LEAR Corporation GmbH & Co. KG, Bremen; Lehrstuhl für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, Produktionswirtschaft und Industriebetriebslehre, Universität Bremen
Projektleitung: Prof. Dr. Christoph Schlieder, Prof. Dr. H.-D. Haasis
(FB 7)
Mitarbeiter: Stefan Schuster
Laufzeit: 07.1998-06.2001
Projekte
Jahresbericht 2001
57
MDiS – Multicast Distribution Service
Das Projekt MDiS zielte darauf ab, die Verteilung großer Datenmengen an mehrere Empfänger zu vereinfachen, indem ein
bereits existierendes Protokoll für die zuverlässige Übertragung
von Daten über Multicast angepasst wurde. Der Hauptanwender
der entwickelten Technologie ist der Deutsche Wetterdienst
(DWD). Im täglichen Betrieb müssen dort 12 Gigabyte Wetterdaten an die wichtigsten Zweigstellen übertragen werden. Darüber
hinaus werden noch etwa 50 weitere Niederlassungen mit kleineren Datenmengen versorgt. Daher soll der im MDiS-Projekt entwickelte Multicast Distribution Service in die zentrale IT-Infrastruktur
des DWD eingebunden werden.
Eine weitere Installation wird im Deutschen Wissenschaftsnetz
(WiN) vorgenommen, um die MDiS-Infrastruktur in komplexeren
Netzen als dem internen Netz des DWD testen zu können. Nach
Projektende gehen die Nutzungsrechte an den Ergebnissen an
den DFN-Verein (Deutsches Forschungsnetz e.V.) über, um so eine
Nutzung innerhalb des WiN zu ermöglichen.
Ein wesentlicher Aspekt des Projekts MDiS umfasste die Implementierung eines zuverlässigen Übertragungsmechanismus für
Nutzdaten über IP-Multicast. Dies ermöglicht die Nutzung der Vorteile dieser Technologie – signifikant sinkende Anforderungen an
die verfügbare Bandbreite, niedrigere Latenzzeiten und geringere
Serverlast – in einem Bereich, der bislang Punkt-zu-Punkt-Verbindungen für den fehlergesicherten Datenaustausch erforderte. Das
Kernstück bildet MTP/SO, ein von der Tellique GmbH, Berlin, entwickeltes und bereits mehrfach erfolgreich eingesetztes Multicast
Transport Protokoll auf der Basis von RFC 1301.
SIPHON II – Aspekte beim Einsatz von SIP in der IPTelePHONie – Phase 2: SIP2Home
Die im Umfeld von Multimedia-Konferenzen und Internet-Telefonie entwickelten Technologien zur Konferenzsteuerung, hier vor
allem zur Anrufsignalisierung, gewinnen für Erbringer von Telefonie-Diensten immer mehr an Bedeutung. Um das Potenzial der
neuen Technologie einschätzen zu können, will die Deutsche Telekom AG das „Session Initiation Protocol“ (SIP) unter Berücksichtigung für den kommerziellen Einsatz wichtiger Aspekte auf seine
grundsätzliche Anwendbarkeit untersuchen. Im Projekt SIPHON
hat das TZI daher für die T-Nova GmbH wissenschaftliche Beratung für den Einsatz von SIP geleistet und darüber hinaus Testverfahren entwickelt, die dazu geeignet sind, SIP-Produkte in Bezug
auf ihre Anwendbarkeit in bestimmten Szenarien zu überprüfen.
Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Phase des Projekts
SIPHON (2000) hat das TZI in der zweiten Phase Konzepte für den
Einsatz von Internet-Telefonie unter Verwendung von Zugangstechnologien wie DSL untersucht, die z.B. für die Anbindung von
kleineren und mittleren Unternehmen, aber auch von Privathaushalten eingesetzt werden.
Das Ergebnis von SIPHON II sind Empfehlungen für die Funktionsspezifikation von Komponenten und für die Netzkonzeption im
Hinblick auf den Einsatz von Internet-Telefonie in den genannten
Bereichen.
Auftraggeber: T-Nova, Deutsche Telekom Innovationsgesellschaft
mbH, Darmstadt
Projektleitung: Dr.-Ing. Carsten Bormann
Mitarbeiter: Olaf Bergmann, Dirk Kutscher, Dr.-Ing. Jörg Ott
Laufzeit: 05.2001-08.2001
Auftraggeber: DWD, Deutscher Wetterdienst, Offenbach
Projektpartner: Tellique Kommunikationstechnik GmbH, Berlin;
DFN, Deutsches Forschungsnetz e.V., Berlin
Projektleitung: Dr.-Ing. Carsten Bormann
Mitarbeiter: Dirk Meyer, Dr.-Ing. Jörg Ott
Laufzeit: 05.2001-10.2001
58
6WINIT – IPv6 Wireless Internet Initiative
Die Mobilfunknetze der nächsten Generation werden durch ihre
Leistungsfähigkeit neue Dienste und Anwendungen ermöglichen,
die mit den heute verbreiteten GSM-Netzen noch nicht realisierbar
sind. Die Verfügbarkeit eines derartigen weitgehend flächendeckenden drahtlosen Netzes schafft erstmals die Möglichkeit, mobile
Anwendungen zu realisieren, die auf einen dauerhaften und universell verfügbaren Internet-Zugang angewiesen sind.
Da die neuen Mobilfunknetze ihrerseits auf Internet-Technologien
basieren, kommen hier zahlreiche bereits aus dem „konventionellen“ Internet bekannte Technologien zum Einsatz. Teilweise werden allerdings auch neue Technologien entwickelt, um den für die
drahtlosen Netze geltenden Anfordungen wie Mobilität, Sicherheit und Skalierbarkeit (in Bezug auf die Anzahl der Netzteilnehmer) Rechnung zu tragen.
Im Projekt 6WINIT erforscht der Bereich DMN in Zusammenarbeit
mit europäischen Telekommunikationsbetreibern, Geräteherstellern, Forschungseinrichtungen und Krankenhäusern neue Einsatzmöglichkeiten für IPv6 – Internet Protocol Version 6, die neue Version des Internet-Protokolls – in drahtlosen Netzen (Wireless LAN,
GPRS und UMTS). Ziel des Projekts ist es, im Vorfeld der Markteinführung der Mobilfunknetze der dritten Generation neue Lösungen für den Einsatz von Internet-Technologien zu entwickeln und
zu demonstrieren.
Der Anwendungshintergrund ist dabei der Einsatz in klinischen
Szenarien – ein Bereich, in dem sowohl hohe Anforderungen an
Mobilität als auch an Dienstgüte und Ausfallsicherheit gestellt
werden. Das TZI entwickelt im Rahmen von 6WINIT Technologien
für Multimedia-Kommunikation, beispielsweise Relays für IP-Telefonie.
Die Verwendung von Internet-Technologien in drahtlosen Netzen
ist deswegen interessant, weil diese Netze deutlich andere Eigenschaften als die sonst üblichen Zugangsnetze in Bezug auf Bandbreite, Latenzzeit und Bitfehlerrate aufweisen. Durch Mobilität
können sich diese Eigenschaften darüber hinaus noch laufend
ändern. Um Multimedia-Kommunikation über diese Netze betreiben zu können, ist daher zum einen ein ökonomischer Umgang
mit der zur Verfügung stehenden Bandbreite erforderlich, zum
anderen aber auch dynamische Anpassung an sich ändernde
Netzeigenschaften.
Der technische Schwerpunkt liegt im Projekt 6WINIT auf IPv6. Das
neue Internet-Protokoll wird sukzessive das derzeit verwendete
Protokoll (Version 4) in allen Bereichen des Internet ersetzen. Die
Definition eines neuen Protokolls ist unter anderem deswegen
notwendig geworden, weil der Adressraum von IPv4 nicht mehr
ausreicht, um auch in Zukunft alle Teilnehmer des Internet mit
einer eindeutigen Adresse versehen zu können.
Campus-WLAN – Infrastruktur für mobiles Arbeiten
auf dem Campus
Eine Universität ist heute ohne Campus-Netz nicht mehr vorstellbar. Hierzu gehört inzwischen auch eine flächendeckende Funkvernetzung („Wireless LAN“, WLAN), um den Mitgliedern der Universität ein übergreifendes mobiles Arbeiten auf dem Campus zu
ermöglichen.
Nach initialen Arbeiten im Technologie-Zemtrum Informatik u.a. in
den Bereichen Wireless- und Wearable Computing (z.B. CONTRABAND, WinSpect) seit 1998 und einer entsprechenden Förderung
durch das BMBF sind inzwischen die meisten zentralen Gebäude
auf dem Campus abgedeckt. MitarbeiterInnen und Studierende
können dort räumlich uneingeschränkt im Campus-Netz (und
damit dem Internet) arbeiten.
Eingesetzt werden standardisierte Komponenten nach IEEE
802.11b, die mit 11 Mbit/s im lizenzfreien ISM-Band arbeiten –
parallel zum weiterbestehenden Festnetz, auf dem das WLAN aufsetzt.
Der Bereich Digitale Medien und Netze des TZI erstellte federführend das technische Konzept für das Campus-WLAN der Universität Bremen inkl. der begleitenden Evaluierung von Standards und
Produkten. Ein Schwerpunkt lag dabei auf den Sicherheitsanforderungen an die drahtlose Infrastruktur.
Auch durch die Beiträge aus dem TZI ist das Campus-WLAN der
Universität Bremen heute eines der größten in Europa. Es wird
kontinuierlich ausgebaut und das Technologie-Zentrum Informatik wird hierbei weiterhin eine führende Rolle bei der Konzeption
und Umsetzung innehaben. Unter der Bezeichnung „Campus
WLAN“ wird das Projekt in weiteren Teilprojekten auch über das
Jahr 2001 hinaus fortgesetzt.
Projektpartner: Bremen Briteline Projekte GmbH; SuUB, Staats- und
Universitätsbibliothek Bremen; Rechenzentrum der Hochschule
Bremen; in der Universität Bremen: ZMML, Zentrum für Multimedia in der Lehre; ZAIT, Zentrum für angewandte Informationstechnologien; ZfN, Zentrum für Netze und verteilte Datenverarbeitung;
ComNets, Arbeitsgruppe Kommunikationsnetze im Fachbereich 1;
Fachbereich 12, Erziehungs- und Gesellschaftswissenschaften;
IKOM, Zentrum für Informations- und Kommunikationstechnologie
Förderer: BMBF, Bundesministerium für Bildung und Forschung;
Land Bremen
Mitarbeiter: Dr.-Ing. Carsten Bormann, Markus Germeier, Niels Pollem
Laufzeit: 07.2000-12.2001
Projektpartner: University College London, Großbritannien; University of Southampton, Southampton, Großbritannien; British Telecommunications plc, Großbrittannien; Ericsson Telebit A/S, Dänemark; Ericsson Radio Systems AB, Schweden; Ericsson Poland,
Polen; T-Nova Deutsche Telekom Innovationsgesellschaft mbH,
Berlin; Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH, Ottobrunn;
Universität Stuttgart, Stuttgart; Eberhard-Karls-Universität Tübingen , Tübingen; 6WIND, Paris, Frankreich; VTT (Technical Research
Centre of Finland), Espoo, Finnland; University of Mining and
Metallurgy, Krakau, Polen; TELSCOM AG, Bern, Schweiz; Nippon
Telegraph and Telephone Corporation – Information Sharing Platform Laboratories , Japan; Electronics and Telecommunications
Research Institute, Korea
Projektleitung: Dr.-Ing. Jörg Ott
Mitarbeiter: Andreas Büsching, Dirk Kutscher
Laufzeit: 01.2001-12.2002
Projekte
Jahresbericht 2001
59
60

2001 - TZI

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