Forschungsbereich/-gruppe

Agenten und Simulierte Realit├Ąt


Die Themenschwerpunkte des Forschungsbereich Agenten und Simulierte Realit├Ąt (ASR) sind Visual Computing, Multiagentensysteme und formale Methoden f├╝r Sichere Systeme im Kontext der interaktiven 3D-Simulation und -Visualisierung sowie anderer Anwendungen. Anhand von Simulierter Realit├Ąt lassen sich Szenarien der realen Welt akkurat abbilden und Vorhersagen ├╝ber ihr Verhalten treffen. Der Forschungsbereich ASR visualisiert und simuliert komplexe Szenarien, wie industrielle Produktionslinien, St├Ądte oder auch biologische Zellen. Semantische Informationen liefern dabei den Kontext f├╝r die Simulationen. Hochoptimierte SW-Plattformen auf Multi- und Many-Core-Systemen erm├Âglichen sowohl physikalisch korrekte Echtzeitdarstellungen als auch die direkte Interaktion mit komplexen 3D-Simulationen. Ein spezieller Fokus liegt dabei auf Web-basierten L├Âsungen direkt in HTML-5, die eine weite Verbreitung garantieren.

Mittels Simulierter Realit├Ąt lassen sich Szenarien der realen Welt akkurat im Computer abbilden und Vorhersagen ├╝ber ihr Verhalten treffen. Solche verl├Ąsslichen Vorhersagen ├╝ber den Aufbau und das Verhalten komplexer Systeme sind heute unerl├Ąsslich f├╝r die Planung, Entwicklung und den Betrieb von Industrieanlagen, in Produktion, Handel, Automobil- und Flugzeugindustrie sowie in vielen anderen Bereichen. Der DFKI-Forschungsbereich ÔÇ×Agenten und Simulierte Realit├Ąt (ASR)ÔÇť b├╝ndelt dazu in einzigartiger Weise Kompetenzen aus den zentralen Bereichen Visual Computing, Multiagentensysteme sowie Formale Methoden f├╝r Sichere Systeme.

 

Intelligente Agenten, Multiagentensysteme und Semantische Technologien

Intelligente Agenten sind Softwaremodule, die durch eigenst├Ąndige, reaktive und zielgerichtete Anwendung von Methoden der K├╝nstlichen Intelligenz (KI) zu einer situativ optimalen L├Âsung komplexer Probleme f├Ąhig sind. Multiagentensysteme modellieren, simulieren und optimieren komplexe Systeme mittels einer Vielzahl von solchen Agenten, die durch ihr Zusammenspiel Leistungen erbringen k├Ânnen, die ├╝ber die F├Ąhigkeiten einzelner Agenten deutlich hinausgehen. Semantische Technologien erlauben eine intelligente Koordination von maschinenverst├Ąndlich beschriebenen Daten und Diensten im Web auf der Basis von formalen Standardontologiesprachen wie OWL2 und RDFS. Intelligente Agenten k├Ânnen semantische Technologien insbesondere f├╝r eine hochpr├Ązise Suche, Selektion, Komposition, Simulation und rationale Verhandlung von semantisch relevanten Daten und Diensten im Internet verwenden.

Unsere Schwerpunkte der Forschung auf dem Gebiet der intelligenten Agenten und semantischen Technologien sind skalierbare verteilte und hybride Aktionsplanung, modellgetriebene Entwicklung von Agentensystemen sowie intelligente Koordination von Daten und Diensten. Die Forschungsergebnisse werden f├╝r intelligente Informationssysteme und Anwendungen in verschiedenen Bereichen eingesetzt, insbesondere in virtuellen (3D-)Welten, 3D-Web, Web 2.0, E-Business, erneuerbare Energien, Transport und Logistik sowie E-Health.

 

Sichere Systeme

Der Bereich Sichere Systeme entwickelt Methoden zur Verifikation und Evaluation von Sicherheitseigenschaften in IT-Produkten. Insbesondere wird die Entwicklungsmethodik auf eine wissenschaftliche Grundlage gestellt und damit die Anwendung formal fundierter Werkzeuge erm├Âglicht. Die entwickelten Technologien umfassen formale Modellierungstechniken, interaktive Deduktionsmethoden und die Verwaltung von Artefakten der Entwicklungen. Hybride Verifikation dehnt diese Methodik auch auf kontinuierliche Systeme mit ihren z.B. r├Ąumlichen oder zeitlichen Eigenschaften aus, so dass Sicherheitsaussagen auch ├╝ber das Gesamtsystem ÔÇô inklusive der Kontrollsoftware ÔÇô gemacht werden k├Ânnen. Mit einer zertifizierten Pr├╝fstelle f├╝r IT-Sicherheit bietet das DFKI die unabh├Ąngige Bewertung der Sicherheit von Informationstechnik nach international standardisierten Kriterien (CC ÔÇô Common Criteria) an.


Visual Computing

Die M├Âglichkeit, die reale Welt akkurat zu modellieren und zu simulieren und daraus Vorhersagen zu treffen, ist ein entscheidender Faktor f├╝r die moderne Industrie. Der Forschungsbereich Agenten und Simulierte Realit├Ąt benutzt sehr gro├če, hoch detaillierte 3D-Modelle, um interessante Szenarien zu modellieren, wie etwa komplexe Produktionslinien, antike St├Ądte oder biologische Zellen. Semantische Informationen liefern den Kontext, um durch Simulationen Eigenschaften dieser Systeme vorherzusagen, wie etwa Beleuchtung, Akustik oder Verkehr. Hochleistungsimplementierungen auf Multi- und Many-Core-Systemen erm├Âglichen sowohl hoch realistische Echtzeit-Darstellungen, zum Beispiel mittels Echtzeit-Ray-Tracing, als auch die Echtzeit-Interaktion in immersiven Virtual Reality-Systemen mit selbst komplexesten simulierten Realit├Ąten.


Simulation & Visualisierung

Ein Anwendungsbeispiel der Forschungsarbeiten ist die Simulation und Visualisierung von Produktionsprozessen: Durch die steigende Individualisierung von Produkten und immer k├╝rzere Produktzyklen liegen in der Optimierung von R├╝st- und Umlaufzeiten Potentiale zur Kostenreduktion. Mit Multiagentensystemen werden die Abl├Ąufe individueller Prozessschritte erfasst und in 3D simuliert. Die formale Modellierung der Anlagen und ihrer Prozesse als Hybride Systeme erlaubt garantierte Aussagen zu treffen, die gleichzeitig die diskrete Kontrollsoftware als auch das r├Ąumlich-zeitliche Verhalten der Anlagen ber├╝cksichtigen. Anhand der dreidimensionalen Darstellung der Simulationen und Verifikation kann eine visuelle Inspektion der Anlagen und ihrer Abl├Ąufe durchgef├╝hrt werden, was eine rasche Beurteilung der Planung erlaubt. Interaktive und immersive Trainingsszenarien an einem virtuellen 3D-Modell k├Ânnen noch w├Ąhrend der Umr├╝stung der Anlage erfolgen.


Future Internet

Besondere Bedeutung finden solche Anwendungen im Future Internet. Dual- oder Mixed-Reality, d.h. Anwendungen die eine direkte Kopplung von virtueller und realer Anlage sowie ihrer Simulation herstellen, erlauben den direkten Zugriff auf einzelne Maschinen zur Wartung und Steuerung auch ├╝ber gro├če Distanzen hinweg. Eingebettet werden diese Einzelanwendungen in verteilte, interaktive, virtuelle Umgebungen, die ganze Anlagen, Fabriken, Produktionsst├Ątten, Kommunen oder Unternehmen simulieren und dank der plastischen Metapher einer dreidimensionalen Welt einen intuitiven Zugang bieten.

Kontakt

Deutsches Forschungszentrum f├╝r K├╝nstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
Campus D3_2
Stuhlsatzenhausweg 3
D-66123 Saarbr├╝cken
Deutschland

 

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Philipp Slusallek

Telefon: +49 681 85775 5377
Fax:
+49 681 85775 2235
E-Mail: Philipp.Slusallek@dfki.de

 

Sekretariat:

L├ęa Yvonne Sch├Ąfer

Telefon: +49 681 85775 5276
Fax: +49 681 85775 2235
E-Mail: fbasr-sek@dfki.de