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Intelligente Benutzerschnittstellen

Forschungsbereich/-gruppe

Intelligente Benutzerschnittstellen

Im Forschungsbereich Intelligente Benutzerschnittstellen werden die Grundlagen multimodaler Mensch-Technik-Interaktion erarbeitet und personalisierte Dialogsysteme entwickelt, die Sprache, Gestik und Mimik mit physischer Interaktion verbinden. Dabei werden Benutzer-, Aufgaben- und Domänenmodelle verwendet, um das Dialogverhalten jeweils möglichst natürlich und das Dialogverstehen selbst in Gruppendiskussionen oder lauten Umgebungen möglichst robust zu gestalten. Durch die Integration virtueller Charaktere kann auch auf der Ausgabeseite emotionales und soziales Interaktionsverhalten realisiert werden.

Einen Schwerpunkt bilden mobile Benutzerschnittstellen zu ortsbasierten und kontextsensitiven Diensten insbesondere für die Verwendung in Fahrzeugen und beim Einkaufen sowie in Themenparks und Museen. Neben dem intelligenten Zugang zum Internet der Dienste und der Dinge im Rahmen des semantischen Webs wird auch der barrierefreie Zugang zu instrumentierten Umgebungen und zu vernetzen Welten für Senioren und Behinderte untersucht. Unsere Forschungsresultate wenden wir auch für innovative Sicherheitslösungen und selbstverteidigende Netzwerke an.

Das Förderprogramm THESEUS des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) hat das Ziel, eine neue internetbasierte Wissensinfrastruktur zu entwickeln, um das Wissen im Internet besser zu nutzen und zu verwerten. Im Rahmen der innovativen Basistechnologien ist der Forschungsbereich für das Arbeitspaket „Situationsbewusste Dialogverarbeitung“ verantwortlich, in dem multimodale Schnittstellen für die dialogische Interaktion zwischen Mensch und Maschine realisiert werden. Anwender können so z.B. ihre Anfragen intuitiv formulieren und sie frei sprechend im Dialog mit dem System verfeinern. Im Rahmen des Anwendungsszenarios TEXO wird die Infrastruktur für neue unternehmensübergreifende Web-basierte Dienste und Dienstleistungen auf der Grundlage der serviceorientierten Architektur (SOA) entwickelt, die die flexible, semantisch orientierte Vermittlung zwischen Dienstanbietern und Dienstnutzern erlaubt. Der Forschungsbereich erstellt in diesem Szenario eine mobile, multimodale Schnittstelle für den Zugriff auf Business-Webs.

Die Innovationsallianz Digitales Produktgedächtnis im Rahmen des Förderprogramms IKT2020 hat mit dem Projekt SemProM - Digitales Produktgedächtnis mit Partnern aus Forschung, Handel, Logistik, Pharmaindustrie und Automobilindustrie unter der Konsortialleitung des Forschungsbereichs IUI die semantische Interoperabilität zwischen Produktgedächtnissen sowie die Sicherstellung eines allgegenwärtigen, multimodalen Zugang für deren Anwender erforscht und arbeitet in der W3C Object Memory Modeling Incubator Group weiter aktiv an der Mitgestaltung offener Standards. SemProM hat die Grundlagen für die nächste Generation von mobilen, eingebetteten und funkbasierten Elementen für die semantische Internetkommunikation zwischen Alltagsobjekten entwickelt. Die Fähigkeiten solcher intelligenter Produkte gehen dabei über die reine Identifikationsfunktion von heutigen RFID-Kennzeichnungen hinaus: Sie werten die Daten verschiedener eingebetteter Sensoren (z.B. Temperatur, Helligkeit, Feuchtigkeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lage) aus und können relevante Produkt- und Betriebsdaten erfassen. Im Sinne eines Internet der Dinge können diese Informationen mit ihrer Umgebung, ihren Nutzern und mit anderen Produkten aktiv ausgetauscht werden.

Ein weiteres Projekt im Forschungsverbund "Digitales Produktgedächtnis" ist das Forschungsprojekt Allianz Digitaler Warenfluss (ADiWa). Ziel von ADiWa ist es, Technologien für Unternehmensanwendungen zu erforschen, die komplexe und dynamische Geschäftsprozesse über das "Internet der Dinge" planen, steuern und ausführen. Bisher wurden Technologien des Internets der Dinge in der Praxis eingesetzt, um Objekte zu identifizieren oder die Datenerfassung an einzelnen Prozessschritten wie Warenein- oder -ausgang zu automatisieren. Mit den in ADiWa zu erforschenden Methoden und Werkzeugen wird beabsichtigt, alle am Objekt auftretenden Ereignisse strukturiert zu erfassen und zu analysieren, um den gesamten Geschäftsprozessverlauf mit Waren- und Informationsfluss unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten automatisiert planen, steuern und optimieren zu können.

Das Verbundvorhaben RES-COM (Ressourcenschonung durch kontextaktivierte Maschine-zu-Maschine-Kommunikation) wird im Kontext der von der Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft der Bundesregierung vorgelegten Handlungsempfehlungen für ein Zukunftsprojekt Industrie 4.0 einen wichtigen Baustein auf dem Wege zu ressourcenschonender Produktion und Dienstleistungsangeboten liefern. Der RES-COM-Ansatz basiert auf einer völlig neuartigen Kerntechnologie, die aus der Komposition Aktiver Digitaler Produktgedächtnisse und Softwaredienstagenten mit eingebetteter Sensorik und Aktuatorik besteht: Aktive Produktgedächtnisse erfassen Ressourcenverbräuche dezentral, bewerten diese und kommunizieren untereinander zur autonomen Optimierung der zugrundeliegenden Prozesse. RES-COM adressiert diese Anforderungen durch eine Vernetzung lokal verteilter, autonomer Systeme mit zentralisierten Strukturen im Sinne der Vision eines Internets für Ressourceneffizienz.

Ziel von Peer Energy Cloud ist die Entwicklung innovativer Erfassungs- und Prognoseverfahren für die Lastgangsentwicklung mit dem Ziel der Lastflussoptimierung sowie die Etablierung eines virtuellen Markplatzes für den Stromhandel innerhalb eines sogenannten Micro Grids. Dieser Marktplatz ermöglicht einen lokalen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch von Elektrizität innerhalb eines Subnetzes, was unmittelbar zu einer Entlastung übergeordneter Netzebenen führt. Dieser Bottom-Up-Ansatz trägt so zur Verbesserung der Netzwerk-Stabilität bei und verringert den Bedarf an einem kostenintensiven Ausbau überregionaler Stromnetze. Aktuell ist der tatsächliche Strombedarf zu einem bestimmten Zeitpunkt für die Stromerzeuger nicht verbrauchergenau voraussagbar. Standardlastprofile sind ungenau, der Lastgang lässt sich kaum optimieren, der Netzausbau muss sich an Spitzenlasten orientieren, Backup-Kraftwerke sind betriebsnotwendig. Im Partnerkonsortium vertritt der Forschungsbereich das DFKI; weitere Partner sind Karlsruher Institut für Technologie (KIT), AGT Germany, SEEBURGER AG und die Stadtwerke Saarlouis.

Der Forschungsbereich betreibt zusammen mit der Globus SB-Warenhaus Holding ein neues Forschungslabor, das Innovative Retail Laboratory – IRL . Erforscht, entwickelt und erprobt werden hier innovative Lösungen in Handel und Logistik, die besonders dem Kunden weitere Vorteile beim Einkauf bringen sollen.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt CARMINA zielt darauf ab, die Grundlagen für eine neue Generation von kontext-sensitiven multimodalen Schnittstellen für automobile Anwendungen zu legen, welche die folgenden Arten von Interaktionen unterstützen: die Interaktion von Fahrer und Passagieren mit dem Fahrzeug sowie mobilen Internetdiensten, die Interaktion zwischen den Passagieren, d.h. dem Fahrer, Beifahrer und Reisenden auf dem Rücksitz („Multi-Party-Interaction“) und die Interaktion von Fahrer und Passagieren mit der Umgebung. Es wird ein aufgabenorientiertes Dialogsystem entwickelt, das dem Benutzer eine Informationsbeschaffung auf Basis neuer Möglichkeiten der Car2X-Kommunikation ermöglicht und neben Sprache auch berührbare Schnittstellen („tangible interfaces“) unterstützt. Weiterhin werden auch multi-party-Aspekte berücksichtigt, so dass ein rollenbasierter Zugang zu den Geräten und Diensten ermöglicht wird. Voraussetzung für eine erfolgreiche Mehrbenutzer-Interaktion ist jedoch die Lösung damit verbundener Probleme, wie beispielsweise des möglichen Vorkommens von überlappender Sprache und der Notwendigkeit von Sprecheridentifikation.

Der Forschungsbereich erweitert seine Aktivitäten im Automotive-Bereich mit der Koordination des EU-Projekts GetHomeSafe . Das Projekt verfolgt das Ziel, ein System für sicheren Informationszugriff (Suche, Navigation, POIs) und textbasierte Kommunikation während der Fahrt im Auto und außerdem Basisdienste wie Musikmanagement, Adressbuch- und Telefonsuchdienste wie auch Zugriff auf soziale Medien zu entwicklen. Das Projekt wird Lösungen auf Basis multimodaler Dialoge entwickelen, wobei Sprache als Hauptmodalität durch ein hybrides (lokal und remote) Spracherkennungsmodul verarbeitet wird. Projektpartner sind IBM, Nuance, Daimler und KTH.

Der Forschungsbereich koordiniert das DFKI Kompetenzzentrum Ambient Assisted Living - CCAAL , das als virtuelle Organisation innerhalb des DFKI die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Bereich Ambient Assisted Living (AAL) koordiniert und durchführt. Eine direkte Beteiligung findet statt durch Forschungsarbeiten im Kontext der intuitiven Interaktion für jedermann mit Heimelektronik, die auf Industriestandards basiert. Hausgeräte werden dabei für Personen mit leichten kognitiven Behinderungen und für ältere Personen besser zugänglich, wobei ein neuer Standard für Benutzerschnittstellen, nämlich die „Universal Remote Console“ (URC) verwendet wird (siehe auch das EU-Projekt i2home). Es wird dazu eine Demonstrationsumgebung Smart Kitchen betrieben. Weiterhin ist der Forschungsbereich am BMBF-Projekt SmartSenior - Längere Selbstständigkeit von Seniorinnen und Senioren beteiligt mit der Bereitstellung zuverlässiger Technologie zur Benutzerlokalisation in allen Anwendungskontexten und der Entwicklung sprachbarrierefreier Interaktionen im Web mit speziellem Fokus auf die besonderen Bedürfnisse der Zielgruppe.

In der Vergangenheit war der Forschungsbereich in dem Themenschwerpunkt multimodale Interaktionssysteme u.a. bei der BMBF-Leitinnovation SmartWeb sehr aktiv beteiligt. Die Aufgaben Projektleitung und -management, Systemintegration und die Realisierung einer multimodalen Dialogkomponente wurden übernommen. SmartWeb ermöglichte den intuitiven Zugang zum Semantischen Web und seinen Diensten durch intelligente Benutzerschnittstellen in einem mobilen multimodalen Dialog.

 

Ein Videoarchiv bietet Videos zu verschiedenen Demonstratoren des Forschungsbereichs zum Download an.

 

Leitung: Prof. Dr. Wolfgang Wahlster
Stellvertretung: Dr. Dietmar Dengler

Kontakt

Deutsches Forschungszentrum fĂĽr KĂĽnstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
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D-66123 SaarbrĂĽcken
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