E-Mobility / New Mobility

Profilbild Schlingloff
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Softwaretechnik

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Expertise

Eingebettete Informatiksysteme dringen immer mehr in alle Bereiche des täglichen Lebens vor, man denke nur an Fahrassistenzsysteme im Auto, medizinische Geräte, oder Steuerungssysteme in Industrieanlagen. Je mehr diese Systeme auch sicherheitskritische Aufgaben übernehmen, desto wichtiger wird eine effektive und effiziente Qualitätssicherung dafür. Die Forschungsgruppe SVT (Spezifikation, Verifikation und Testtheorie) beschäftigt sich mit modellbasierter Entwicklung und Modellprüfung, logischer Verifikation und der automatischen Generierung und Ausführung von Tests für sicherheitskritische Software. Prof. Schlingloff ist Chief Scientist des System Quality Center am Fraunhofer-FOKUS, Berlin, und Vorstandsvorsitzender der Forschungsvereine GFaI e.V. und ZeSys e.V.

Referenzen
  • Großes deutsches Unternehmen für Kommunikation und Sensorik: Studentisches Semesterprojekt zur Erstellung eines Systems zur verteilten Überwachung der Luftqualität in Innenräumen.
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Profilbild Scheuermann
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Technische Informatik

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Expertise

Mit seinem Team am Lehrstuhl für Technische Informatik erforscht Prof. Scheuermann Technologien für anwendungsspezifische Kommunikations- und Computersysteme, die effizient, sicher und zuverlässig arbeiten. Das reicht vom Entwurf spezialisierter Kommunikationsprotokolle und Digitalschaltkreise bis hin zu Fragen von Online-Anonymität und technischem Datenschutz. Prof. Scheuermann entwickelt beispielsweise maßgeschneiderte Spezialschaltkreise für Firewalls, damit diese innerhalb von Nanosekunden darüber entscheiden können, welche Kommunikation gefährlich erscheint und welche zugelassen werden soll. Ebenfalls werden am Lehrstuhl Laststeuerungsmechanismen für Internet-Anonymitätssysteme entwickelt, die z.B. politischen Aktivisten in totalitären Regimen das Umgehen von Internetzensurmaßnahmen ermöglichen. Prof. Scheuermann entwirft auch datenschutzkonforme Algorithmen zur Datenerfassung, die detaillierte Statistiken über Zugriffe auf einen Internetdienst zusammentragen, aber gleichzeitig keine Rückschlüsse auf einzelne Nutzer zulassen.
Darüber hinaus vernetzt er Werkzeugmaschinen in Fabriken drahtlos, um Fertigungsprozesse zu optimieren. Für Verbesserungen in der Lagerlogistik werden Werte unterschiedlicher Sensoren verarbeitet und zusammengeführt. Auch die Vernetzung zwischen Autos ist Teil seines Forschungsbereichs. Prof. Scheuermann möchte Autos so miteinander kommunizieren lassen, dass sie sich über die bestmögliche Nutzung des Straßennetzes abstimmen. Für diese Anwendungsbereiche sind maßgeschneiderte Lösungen für Kommunikationsprotokolle oder Schaltkreise notwendig. Die Herausforderungen liegen dabei immer in den Besonderheiten des jeweiligen Anwendungsfeldes: In einigen Fällen muss die Kommunikation besonders schnell und zuverlässig erfolgen, an anderer Stelle ist ein Datenaustausch aufgrund technischer Grenzen nur eingeschränkt möglich und muss in der Anwendung dennoch gut funktionieren. Ferner ist es möglich, dass IT-Sicherheitsanforderungen auch in neuartigen Anwendungsgebieten berücksichtigt werden, in denen bisherige Standardansätze versagen und Innovation gefragt ist. Die Übermittlung von Daten kann eine Herausforderung sein, wenn diese aufgrund von Datenschutzbeschränkungen oder dem Wunsch nach Nutzeranonymität nicht uneingeschränkt möglich ist, während zugleich Kommunikationsanforderungen erfüllt werden müssen. In all diesen Fällen ist es wichtig, über die üblichen Lösungsansätze hinaus das Gesamtsystem in den Blick zu nehmen, statt nur einzelner Komponenten. Diese Systemperspektive zeichnet den Lehrstuhl für Technische Informatik und seine Projekte aus.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Umfangreiche Erfahrung in der analytischen, simulativen und experimentellen Untersuchung von Netzwerkprotokollen und von digitalen Schaltkreisen
  • Umfangreich ausgestattetes Netzwerklabor, um verschiedenste Szenarien und Netzwerktopologien realitätsnah nachzubilden (dort können drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsprotokolle in unterschiedlichsten Szenarien experimentell erprobt werden)
  • Werkstätten und Labors für den Entwurf und die Erprobung von anwendungsspezifischen Digitalschaltkreisen, insbesondere auf FPGA-Basis
Referenzen
  • Für einen großen deutschen Automobilhersteller wurden anwendungsspezifische Kommunikationsprotokolle für den Datenaustausch zwischen Automobilen entwickelt und analytisch und simulativ untersucht
  • Für einen Finanzdienstleister wurde die Sicherheit seiner IT- und Kommunikationsinfrastruktur evaluiert
  • Gemeinsam mit einem Anbieter für IT-Sicherheits-Lösungen werden spezialisierte Prozessoren für hardwareunterstützte Firewalls entwickelt
  • Mit einem jungen Startup wurde eine sichere System- und Kommunikationsarchitektur für hochgradig verteilte Smart-City-Anwendungen entwickelt
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Profilbild Hafner
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Adaptive Systeme

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Expertise

Professorin Hafners Forschung beschäftigt sich damit, Prinzipien der Intelligenz von biologischen Systemen zu extrahieren und auf künstliche adaptive Systeme zu übertragen. Der Schwerpunkt ist dabei die Übertragung kognitiver Fähigkeiten auf autonome Roboter. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, intelligente autonome Roboter zu entwickeln, sondern auch biologische Fähigkeiten durch Roboter-Experimente besser zu verstehen. Schwerpunkte unserer Forschung sind sensomotorisches Lernen, interne Modelle zur Vorhersage, Aufmerksamkeitsprozesse, sowie räumliche Kognition. Die Methoden für die Entwicklung der Modelle reichen von evolutionären Algorithmen über neuronales Lernen bis zur Informationstheorie. Als Plattformen nutzen wir mobile Roboter (humanoide, fahrende, fliegende und tauchende Roboter) sowie Softwaresimulationen. Professor Hafner ist IEEE Senior Member und PI in mehreren EU-Projekten.

Referenzen
  • Lokales Unternehmen für Automation und Robotik: Studentisches Semesterprojekt zur Entwicklung eines kollaborativen Flottenmanagements für autonome Transportroboter.
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Profilbild Grunske
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Software Engineering

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Expertise

Am Lehrstuhl für Software Engineering arbeitet Prof. Grunske mit seinem Team an Softwaretechnikmethoden insbesondere im Bereich der automatisierten Entwicklung und Qualitätskontrolle von Softwaresystemen. Ein weiter Schwerpunkt ist die Arbeit mit probabilistischen Techniken, auf dessen Grundlage wahrscheinliche und weniger wahrscheinliche Verhaltensweisen eines Programms modelliert werden können, was es erlaubt, Anomalien besser zu entdecken und zu beheben. Zum Einsatz kommen solche statistischen Modelle u. a. beim Monitoring und Debugging von Programmen während der Laufzeit sowie beim Softwaretest – so wird die Entwicklung sicherer und zuverlässiger Softwaresysteme unterstützt. Weitere Forschungsschwerpunkte von Prof. Grunske sind die Entwicklung von Methoden, mit der Qualitätsanforderungen an ein Softwaresystem präzise definiert werden können; die Formalisierung von Verifikationsbedingungen sowie die (technische) Sicherheit in eingebetteten Systemen und Prozess- und Performancemanagement.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Softwaretechnik
  • Test und Verifikation
  • Statistik/Wahrscheinlichkeitstheoretische Methoden
Referenzen
  • Formalisierung von Anwendungszenarien in Zusammenarbeit mit der TWT GmbH im Projekt „Safe.Spec: Qualitätssicherung von Verhaltensanforderungen“
  • Gewinnung probabilistischer Modelle aus Softwaresystemen, die im Software-Engineering-Prozess als Spezifikation weiterverwendet werden können, im Projekt „EMPRESS: Extracting and Mining of Probabilistic Event Structures from Software Systems”
  • Entwicklung von Evaluationsmöglichkeiten probabilistischer Modelle und Machine-Learning-basierten Techniken für die Transformation von Modellen im Projekt „ENSURE-II: ENsurance of Software evolUtion by Run-time cErtification”
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