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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 DomĂ€nenmodelle verwendet, um das Dialogverhalten jeweils möglichst natĂŒrlich 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 fĂŒr 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 fĂŒr Senioren und Behinderte untersucht. Unsere Forschungsresultate wenden wir auch fĂŒr innovative Sicherheitslösungen und selbstverteidigende Netzwerke an.

Das Förderprogramm THESEUS des Bundesministeriums fĂŒr 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 fĂŒr das Arbeitspaket „Situationsbewusste Dialogverarbeitung“ verantwortlich, in dem multimodale Schnittstellen fĂŒr 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 fĂŒr neue unternehmensĂŒbergreifende 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 fĂŒr den Zugriff auf Business-Webs.

Die Innovationsallianz Digitales ProduktgedĂ€chtnis im Rahmen des Förderprogramms IKT2020 hat mit dem Projekt SemProM - Digitales ProduktgedĂ€chtnis mit Partnern aus Forschung, Handel, Logistik, Pharmaindustrie und Automobilindustrie unter der Konsortialleitung des Forschungsbereichs IUI die semantische InteroperabilitĂ€t zwischen ProduktgedĂ€chtnissen sowie die Sicherstellung eines allgegenwĂ€rtigen, multimodalen Zugang fĂŒr deren Anwender erforscht und arbeitet in der W3C Object Memory Modeling Incubator Group weiter aktiv an der Mitgestaltung offener Standards. SemProM hat die Grundlagen fĂŒr die nĂ€chste Generation von mobilen, eingebetteten und funkbasierten Elementen fĂŒr die semantische Internetkommunikation zwischen Alltagsobjekten entwickelt. Die FĂ€higkeiten solcher intelligenter Produkte gehen dabei ĂŒber 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 ProduktgedĂ€chtnis" ist das Forschungsprojekt Allianz Digitaler Warenfluss (ADiWa). Ziel von ADiWa ist es, Technologien fĂŒr Unternehmensanwendungen zu erforschen, die komplexe und dynamische GeschĂ€ftsprozesse ĂŒber das "Internet der Dinge" planen, steuern und ausfĂŒhren. 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 GeschĂ€ftsprozessverlauf 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 fĂŒr 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 ProduktgedĂ€chtnisse und Softwaredienstagenten mit eingebetteter Sensorik und Aktuatorik besteht: Aktive ProduktgedĂ€chtnisse erfassen RessourcenverbrĂ€uche 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 fĂŒr Ressourceneffizienz.

Ziel von Peer Energy Cloud ist die Entwicklung innovativer Erfassungs- und Prognoseverfahren fĂŒr die Lastgangsentwicklung mit dem Ziel der Lastflussoptimierung sowie die Etablierung eines virtuellen Markplatzes fĂŒr den Stromhandel innerhalb eines sogenannten Micro Grids. Dieser Marktplatz ermöglicht einen lokalen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch von ElektrizitĂ€t innerhalb eines Subnetzes, was unmittelbar zu einer Entlastung ĂŒbergeordneter Netzebenen fĂŒhrt. Dieser Bottom-Up-Ansatz trĂ€gt so zur Verbesserung der Netzwerk-StabilitĂ€t bei und verringert den Bedarf an einem kostenintensiven Ausbau ĂŒberregionaler Stromnetze. Aktuell ist der tatsĂ€chliche Strombedarf zu einem bestimmten Zeitpunkt fĂŒr die Stromerzeuger nicht verbrauchergenau voraussagbar. Standardlastprofile sind ungenau, der Lastgang lĂ€sst 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 fĂŒr 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 fĂŒr Bildung und Forschung geförderte Projekt CARMINA zielt darauf ab, die Grundlagen fĂŒr eine neue Generation von kontext-sensitiven multimodalen Schnittstellen fĂŒr automobile Anwendungen zu legen, welche die folgenden Arten von Interaktionen unterstĂŒtzen: 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 RĂŒcksitz („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 berĂŒhrbare Schnittstellen („tangible interfaces“) unterstĂŒtzt. Weiterhin werden auch multi-party-Aspekte berĂŒcksichtigt, so dass ein rollenbasierter Zugang zu den GerĂ€ten und Diensten ermöglicht wird. Voraussetzung fĂŒr eine erfolgreiche Mehrbenutzer-Interaktion ist jedoch die Lösung damit verbundener Probleme, wie beispielsweise des möglichen Vorkommens von ĂŒberlappender Sprache und der Notwendigkeit von Sprecheridentifikation.

Der Forschungsbereich erweitert seine AktivitĂ€ten im Automotive-Bereich mit der Koordination des EU-Projekts GetHomeSafe . Das Projekt verfolgt das Ziel, ein System fĂŒr sicheren Informationszugriff (Suche, Navigation, POIs) und textbasierte Kommunikation wĂ€hrend 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 entwickeln, wobei Sprache als HauptmodalitĂ€t 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 EntwicklungsaktivitĂ€ten im Bereich Ambient Assisted Living (AAL) koordiniert und durchfĂŒhrt. Eine direkte Beteiligung findet statt durch Forschungsarbeiten im Kontext der intuitiven Interaktion fĂŒr jedermann mit Heimelektronik, die auf Industriestandards basiert. HausgerĂ€te werden dabei fĂŒr Personen mit leichten kognitiven Behinderungen und fĂŒr Ă€ltere Personen besser zugĂ€nglich, wobei ein neuer Standard fĂŒr Benutzerschnittstellen, nĂ€mlich 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 - LĂ€ngere SelbststĂ€ndigkeit von Seniorinnen und Senioren beteiligt mit der Bereitstellung zuverlĂ€ssiger Technologie zur Benutzerlokalisation in allen Anwendungskontexten und der Entwicklung sprachbarrierefreier Interaktionen im Web mit speziellem Fokus auf die besonderen BedĂŒrfnisse 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 ĂŒbernommen. 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 fĂŒr KĂŒnstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
Campus D3 2
Stuhlsatzenhausweg 3
D-66123 SaarbrĂŒcken
Deutschland

Telefon: +49 681  85775 5252
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