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Agenten und Simulierte Realität

Forschungsbereich/-gruppe

Agenten und Simulierte RealitÀt


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

Mittels Simulierter RealitĂ€t lassen sich Szenarien der realen Welt akkurat im Computer abbilden und Vorhersagen ĂŒber ihr Verhalten treffen. Solche verlĂ€sslichen Vorhersagen ĂŒber den Aufbau und das Verhalten komplexer Systeme sind heute unerlĂ€sslich fĂŒr die Planung, Entwicklung und den Betrieb von Industrieanlagen, in Produktion, Handel, Automobil- und Flugzeugindustrie sowie in vielen anderen Bereichen. Der DFKI-Forschungsbereich „Agenten und Simulierte RealitĂ€t (ASR)“ bĂŒndelt dazu in einzigartiger Weise Kompetenzen aus den zentralen Bereichen Visual Computing, Multiagentensysteme sowie Formale Methoden fĂŒr Sichere Systeme.

 

Intelligente Agenten, Multiagentensysteme und Semantische Technologien

Intelligente Agenten sind Softwaremodule, die durch eigenstĂ€ndige, reaktive und zielgerichtete Anwendung von Methoden der KĂŒnstlichen Intelligenz (KI) zu einer situativ optimalen Lösung komplexer Probleme fĂ€hig sind. Multiagentensysteme modellieren, simulieren und optimieren komplexe Systeme mittels einer Vielzahl von solchen Agenten, die durch ihr Zusammenspiel Leistungen erbringen können, die ĂŒber die FĂ€higkeiten einzelner Agenten deutlich hinausgehen. Semantische Technologien erlauben eine intelligente Koordination von maschinenverstĂ€ndlich beschriebenen Daten und Diensten im Web auf der Basis von formalen Standardontologiesprachen wie OWL2 und RDFS. Intelligente Agenten können semantische Technologien insbesondere fĂŒr eine hochprĂ€zise 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 fĂŒr 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 ermöglicht. 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. rĂ€umlichen oder zeitlichen Eigenschaften aus, so dass Sicherheitsaussagen auch ĂŒber das Gesamtsystem – inklusive der Kontrollsoftware – gemacht werden können. Mit einer zertifizierten PrĂŒfstelle fĂŒr IT-Sicherheit bietet das DFKI die unabhĂ€ngige Bewertung der Sicherheit von Informationstechnik nach international standardisierten Kriterien (CC – Common Criteria) an.


Visual Computing

Die Möglichkeit, die reale Welt akkurat zu modellieren und zu simulieren und daraus Vorhersagen zu treffen, ist ein entscheidender Faktor fĂŒr die moderne Industrie. Der Forschungsbereich Agenten und Simulierte RealitĂ€t benutzt sehr große, hoch detaillierte 3D-Modelle, um interessante Szenarien zu modellieren, wie etwa komplexe Produktionslinien, antike StĂ€dte 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 ermöglichen 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 RealitĂ€ten.


Simulation & Visualisierung

Ein Anwendungsbeispiel der Forschungsarbeiten ist die Simulation und Visualisierung von Produktionsprozessen: Durch die steigende Individualisierung von Produkten und immer kĂŒrzere Produktzyklen liegen in der Optimierung von RĂŒst- und Umlaufzeiten Potentiale zur Kostenreduktion. Mit Multiagentensystemen werden die AblĂ€ufe 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 rĂ€umlich-zeitliche Verhalten der Anlagen berĂŒcksichtigen. Anhand der dreidimensionalen Darstellung der Simulationen und Verifikation kann eine visuelle Inspektion der Anlagen und ihrer AblĂ€ufe durchgefĂŒhrt werden, was eine rasche Beurteilung der Planung erlaubt. Interaktive und immersive Trainingsszenarien an einem virtuellen 3D-Modell können noch wĂ€hrend der UmrĂŒstung 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 ĂŒber große Distanzen hinweg. Eingebettet werden diese Einzelanwendungen in verteilte, interaktive, virtuelle Umgebungen, die ganze Anlagen, Fabriken, ProduktionsstĂ€tten, Kommunen oder Unternehmen simulieren und dank der plastischen Metapher einer dreidimensionalen Welt einen intuitiven Zugang bieten.

Kontakt

Deutsches Forschungszentrum fĂŒr KĂŒnstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
Campus D3_2
Stuhlsatzenhausweg 3
D-66123 SaarbrĂŒcken
Deutschland

 

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Philipp Slusallek

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

 

Sekretariat:

Léa Yvonne SchÀfer

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