Projekte - Positive Computing

Das Kompetenznetzwerk für die automatisierte und vernetzte Mobilität – innocam.NRW wird in einer neuen Förderphase weiterentwickelt. Auch die damit zweite Phase des Projekts wird durch das Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert. Damit fusionieren die Arbeitsgruppen die zuvor seitens des Instituts Positive Computing am Kompetenzzentrum autonomes Fahren (CAMO.NRW) beteiligt waren mit dem Vorgängerprojekt innocam.NRW an der RWTH Aachen.

Das Team Positive Computing beschäftigt sich insbesondere mit folgender Fragestellung:

Warum etablieren sich viele Innovationen im Bereich der automatisierten Mobilität nicht wie erwartet?

Die Gründe sind vielfältig und doch lassen sie sich überwiegend auf abstrakte Furcht vor Unbekanntem (Unsicherheit) und der damit verbundenen Sorge um mögliche Fehlinvestitionen der öffentlichen Hand, mangelnder Nutzungsfreundlichkeit (Mangel an Kompetenzgefühl, wahrgenommener Autonomie) oder Ablehnung von Bevormundung (Mangel an wahrgenommenem Selbstverwirklichungsgrad) zurückführen, wenn es sich nicht schlicht um unausgereifte Technik handelt. Während die letztgenannten Herausforderungen ausschließlich durch Technologie-Entwickler:innen bearbeitet werden müssen, müssen viele Menschen aus unterschiedlichen Organisationen (u.a. Fahrzeughersteller, Baulastträger, Dienstleister, Kommunen, Bildungseinrichtungen) zusammenwirken, damit sich die Akzeptanz automatisierter Mobilität erhöht und die Potenziale der automatisierten Fahrzeuge für die Gesellschaft zu heben sind. innocam.NRW leistet seinen Beitrag dazu, indem es Informationen über den Stand der Forschung sowie Good Practices mit Hinweisen zu akzeptanzsteigernden Maßnahmen bereitstellt und Unternehmen und Kommunen zu diesem Themenfeld informiert und berät.

Darüber hinaus werden in der Weiterentwicklung von innocam.NRW verstärkt Kommunen eingebunden, um aufbauend auf deren Bedarfen die Potenziale der AVM zu analysieren und vielversprechende Anwendungsprojekte zu initiieren. Zudem sollen die Kompetenzen der kommunalen Akteure zur automatisierten und vernetzten Mobilität weiterentwickelt und ausgebaut werden, damit diese Akteure zukünftige Maßnahmen kompetent planen und umsetzen und z.B. mit Anbietern von Infrastrukturlösungen „auf Augenhöhe“ verhandeln können. Ziel ist es, damit auch Beiträge zur Entwicklung von Smart Cities zu leisten. Auf dieser Grundlage werden gemeinsame Projekte mit direktem Mehrwert für das Wachstum und die Weiterentwicklung nutzergerechter Mobilitätsangebote für die Bürgerinnen und Bürger des Landes initiiert. Das Kompetenznetzwerk wird zudem die Entwicklung des regulatorischen Rahmens in der EU und darüber hinaus im Blick behalten.

Es werden alle vier Verkehrsträger (Luft, Schiene, Straße, Wasser) gleichermaßen berücksichtigt und die Vernetzung zwischen diesen unterstützt. Dies wird unter anderem dadurch gewährleistet, dass sich spezialisierte Institute der RWTH Aachen mit ihrer Expertise einbringen. In dedizierten Arbeitskreisen zu den Verkehrsträgern werden aktuelle Fragestellungen der AVM mit den Akteuren des Netzwerks diskutiert und bearbeitet.

Das Projekt wird im Institut von Prof. Dr. Stefan Geisler geleitet.

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In der heutigen Informatik und den angrenzenden Studiengängen stehen häufig die Funktionalität der Systeme dominierend im Fokus. Mit diesem utilitaristischen Fokus gerät das Wohlbefinden der User im Sinne eines „Positive Computing“ in den Hintergrund, die in unterschiedlichen Kontexten auch unterschiedliche Bedürfnisse und Wahrnehmungen haben können.

Dies spiegelt sich nicht nur in den klassischen Methoden der Systementwicklung wider, sondern auch in den zugrundeliegenden Annahmen bezüglich der Charakteristika von Endnutzer:innen. Obgleich Diversity ein wichtiges Schlagwort innerhalb der Mensch-Technik-Interaktions-Community ist, werden vorwiegend geschlechter- oder kulturspezifische Anforderungen für die Usability und User Experience behandelt, dabei wird jedoch überwiegend von Endnutzer:innen ohne geistige und/oder körperlicher Behinderung ausgegangen. Übergeordnet haben Design- und Konstruktionsprozesse damit keinen inklusiven Charakter.

Informatik-Studiengänge werden zudem an Universitäten sowie Fachhochschulen parallel und ohne strukturierten Austausch gelehrt, jeweils mit eigenen Schwerpunkten in der Theorie, den Methoden oder der Praxis-Orientierung.

 DeScPos verbindet Design Science und Positive Computing. Es verfolgt vier Hauptziele:  (1) Teilnehmende sollen sich in für sie ungewohnte bzw. unbekannte Perspektiven sowie Kontexte von Menschen mit geistigen und körperlichen Behinderungen hineindenken, um Aspekte der Inklusion und des Wohlbefindens in zukünftigen Design-Prozessen mitzudenken.

(2) Teilnehmende sollen damit einen Dienst an der Gesellschaft leisten, indem reale Probleme bzgl. der Inklusion betroffener Personen im Rahmen der digitalen Transformation aufgegriffen, erfahren und gemeinsam mit betroffenen Personen prototypisch gelöst werden (Service Learning).

(3) Das Projekt profitiert dabei von einer Verbundkooperation, indem stärker theoretisch-konzeptionelle Design-Science-Vorgehensmodelle inkl. empirischer Datenerhebung und -analyse mit einer gezielten, praxisorientierten Anwendung mit Bezug zu partizipativen Technikentwicklung und Positive Computing kombiniert werden. (4) Zudem soll die Kooperation an mehreren Stellen zu einer stärkeren und nachhaltigen Vernetzung von Universität und Fachhochschule in der Lehre führen, die über den Förderzeitraum hinaus weitergeführt und ausgebaut wird. 

Das Projekt wird im Institut von Prof. Dr. Aysegül Dogangün geleitet.

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Mobilität ist Basis gesellschaftlicher Teilhabe, sozialen Austausches, sowie individueller Freiheit. Mit zunehmendem Alter sinkt die Mobilität, u.a. aufgrund physischer Einschränkungen sowie einhergehender, empfundener Unsicherheit. In KISS wird partizipativ mit der Zielgruppe der Senior:innen ein verständliches, nutzendenadaptives Handlungsempfehlungssystem im Sinne des Citizen Science sowie Positive Computing co-entwickelt und im Feld evaluiert. Das System motiviert auf Basis von Civic Data und erklärbarer KI dazu, individuelle Aktivitätsangebote zur gesellschaftlichen Teilhabe wahrzunehmen. Individuelle Mobilitätsbarrieren werden verringert und das Mobilitätsverhalten älterer Menschen langfristig gestärkt.

Das Projekt wird im Institut von Prof. Dr. Aysegül Dogangün geleitet.

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Das interdisziplinäre Team aus Forschenden und Konsortiumspartner:innnen des Kompetenzzentrums soziale Robotik „RuhrBots“ erforscht bürgernahe und nutzendengerechte soziale Roboter in den Stadtverwaltungen der Metropole Ruhr. Soziale Roboter werden hierzu in verschiedenen Einrichtungen der Stadtverwaltungen eingesetzt und gemeinsam mit den Beschäftigten, Bürger:innen und dem interdisziplinären Forschungsteam gestaltet, weiterentwickelt und beforscht. Hierdurch sollen Nutzungshürden reduziert, die sozialen Roboter nahbarer und ihre Fähigkeiten im Umgang mit der Vielfalt der Menschen trainiert werden.

Das Kompetenzzentrum RuhrBots bündelt Kenntnisse zum Einsatz von robotischen Systeme im öffentlichen Dienst und ist damit Anlaufstelle für jedwede Anfragen öffentlicher Bereiche des Ruhrgebiets für robotische Unterstützung.

Der Zweck des Kompetenzzentrums ist Stärkung des gemeinnützigen Charakters innerhalb des Ruhrgebiets und die Unterstützung von öffentlichen Einrichtungen für robotische Systeme. Aus dem Kompetenzzentrum RuhrBots heraus, wird eine Plattform entwickelt, auf der sich Unternehmen registrieren können. Diese Plattform dient als Konzept für eine wirtschaftliche Anschlussfähigkeit des Einsatzes der Roboter und soll als RuhrBots Ecosystem konzipiert werden.

Das Projekt wird im Institut von den Teams von Prof. Dr. Aysegül Dogangün und Prof. Dr. Sabrina Eimler bearbeitet. Die Gesamtprojektkoordination hat Dr. Carolin Straßmann inne.

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Personalmangel, Zeitdruck, große Arbeitsmengen – für Beschäftigte in der Krankenhauspflege gehört das zum Alltag. Auf Stationen der Kardiologie (Herz und Gefäße) kommt eine kurze Verweildauer von Patient*innen hinzu. Die Versorgung dieser zunächst unbekannten Patient*innen und jener, deren Betreuung mit einem hohen Überwachungsbedarf verbunden ist, geht mit einem deutlich höheren Arbeitsaufwand einher. Im Nachtdienst kommt erschwerend hinzu, dass Ärzt*innen nur selten vor Ort sind. Um negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Mitarbeiter*innen und die Qualität der Pflegearbeit zu verhindern sowie die Bedingungen für gute Interaktionsarbeit zu verbessern, können Datenbrillen ein passendes Hilfsmittel sein.

Ziel des Forschungsprojektes PARCURA ist es, auf die konkrete Bedarfslage zugeschnittene Softwaremodule für Datenbrillen zu entwickeln und zu testen. Damit wird die Zusammenarbeit krankenhausinterner Akteur*innen erleichtert, die Bereitstellung pflegerelevanter Informationen optimiert und die Pflegekräfte in ihrer Arbeit mit Patient*innen unterstützt. Funktionen, wie das Einblenden von Patientendaten (Name, Allergien, Medikamente etc.), die Kommunikationsmöglichkeit mit Kolleg*innen via Foto- und Videotransfer sowie die Dokumentation über Spracheingabe sparen Wege und geben der Pflegekraft eine erhöhte Handlungssicherheit und mehr Zeit für die Patient*innen.

Im ersten Schritt werden Arbeitsabläufe, Anforderungen, Chancen, aber auch Hemmnisse und Risiken zu erfassen und zu analysieren sein. Dazu wird Pflegepersonal befragt. Aufbauend darauf werden geeignete Datenbrillen identifiziert, ein Prototyp wird umgesetzt und anschließend mit dem Pflegepersonal in einem Testbetrieb evaluiert. Beispielhafte Fragestellungen sind etwa die zielgerichtete Auswahl der anzuzeigenden Informationen im richtigen Moment, die möglicherweise erhöhte Belastung durch das längere Tragen der Datenbrille, die Veränderungen der Arbeit durch ein erhöhtes oder vermindertes Vertrauen in die Angaben des Geräts und die Wirkung auf die Kommunikation mit den Patient*innen. Im Projekt wird erforscht, ob die Datenbrille als modernes Hilfsmittel in diesem sensiblen Umfeld Entlastung bringt, Vertrauen und Wohlbefinden erhöhen kann oder ob sie das Miteinander eher stört.

Ein besonderes Augenmerk soll auf die Eckpfeiler des Positive Computing geworfen werden, die Potentialentfaltung der Pflegekräfte und insbesondere das Wohlbefinden aller Personen, die mit dieser Technologie in Berührung kommen könnten. „Durch die Kooperation mit den Krankenhäusern ist es möglich, direkten Kontakt zu den Pflegekräften und Patient*innen zu erhalten.

Das Projekt wird im Institut gemeinsam von Prof. Dr. Stefan Geisler und Prof.'in Dr. Sabrina Eimler geleitet.

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Ziel des Projekts CoTA (Computational Thinking and Acting) ist die Entwicklung und Validierung neuer Lern- und Lehr-IKT-Lösungen für die Entwicklung von "Computational Thinking" und das Problemlösekompetenz in Grundschulen. CoTA wird das Konzept des "Physical Computing" untersuchen und offene Lernaktivitäten für die Programmierung einschließlich Lehrermaterial und Lehrerausbildung anbieten.

Prof. Dr. Jan Pawlowski entwickelt gemeinsam mit Kolleginnen aus Finnland, Estland und Griechenland Szenarien für eine fächerübergreifende Einführung in das Programmieren und einen Kompetenzrahmen für "Physical Computing", der mit bestehenden nationalen Lehrplänen in Finnland, Estland, Deutschland und Griechenland verknüpft ist.

Neben den Akteuren in der (Automotive-)Industrie sehen sich auch Entscheider in Kommunen, bei Verkehrsbetrieben sowie Verantwortliche aus Politik und Wirtschaft mit neuen Aufgaben konfrontiert, wenn es darum geht, die Umsetzung des autonomen Fahrens zu verwirklichen. Mit dem Kompetenzzentrum Autonomes Fahren (KAF) soll eine zentrale Anlaufstelle aufgebaut werden, die relevante Themen aufgreift, bündelt und die Mobilitätsakteure u. a. mit Informations- und Beratungsangeboten unterstützt. Im Mittelpunkt stehen dabei die Initiierung eines Lern- und Wissenstransfer-Prozesses über alle Ebenen des Innovationssystems sowie die Anwendung und Verbreitung von Lösungen für die Umsetzung des autonomen Fahrens.

Gemeinsam mit der Bergischen Universität Wuppertal und der Bergischen Struktur und Wirtschaftsförderungsgesellschaft forschen die Professoren Anselm Haselhoff, Uwe Handmann und Stefan Geisler und informieren und beraten Entscheider und Unternehmen in der Region und darüber hinaus rund um das Thema autonomes Fahren. Dabei steht aus Sicht des Instituts insbesondere das menschliche Wohlbefinden in der Interaktion mit dem autonomen Fahrzeug im Vordergrund.

Weitere Informationen sind hier zu finden.

Das Projekt "COURAGE - A Social Media Companion Safeguarding and Educating Students" entwickelt und erprobt einen virtuellen Begleiter (Companion) für Schüler*innen im Teenageralter, der diese mit Diskriminierung und Vorurteile, Hassreden, Mobbing, falschen Nachrichten und anderen toxischen Inhalten im Bereich Sozialer Medien konfrontiert, die die reale Welt stark beeinflussen können. Der Companion wird unter Verwendung von Gamification-Strategien das Bewusstsein für potenzielle Bedrohungen in den sozialen Medien erhöhen und gleichzeitig Hilfestellung zur Vermeidung von solchen Inhalten bieten.

Prof.'in Dr. Sabrina Eimler koordiniert das Projekt, das von der Volkswagenstiftung gefördert und gemeinsam mit Partnern aus  Großbritannien, Italien und Spanien bearbeitet wird.

Weitere Informationen zum Projekt sind hier zu finden.

Die Zahl der Verkehrstoten pro Jahr ging in den letzten Jahrzehnten stetig zurück und erreichte 2017 einen
historischen Tiefstand von 3180 Verkehrstoten, wobei verletzliche Verkehrsteilnehmer*innen (Fußgänger*innen und Radfahrer*innen) besonders betroffen sind. Nach wie vor besteht ein großes Interesse die Zahl der Verkehrstoten weiter zu reduzieren. Entsprechende Maßnahmen der Bundesregierung  fokussieren insbesondere das Thema KI-basierte Funktionen für autonomes und vernetztes Fahren. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen bereits eine Trendwende, bei der nicht mehr der technologische Fortschritt von KI-Funktionen in den Vordergrund gestellt wird sondern das positive Erleben der Interaktion mit dem KI-System (u.a. Benutzerfreundlichkeit, Erklärbarkeit, sozio-emotionale Auswirkung) in den Entwicklungsprozess integriert werden.

So müssen von Grund auf die Ziele Wohlbefinden, ein hoher Grad an Autonomie und Kompetenzerleben der Nutzer*innen bedacht werden. Ein weiterer Aspekt, der aktuell bei der Entwicklung von KI-Systemen an Bedeutung gewinnt, ist die Beseitigung von Voreingenommenheit bzgl. sozialem Geschlecht und Diversität ("algorithmic bias").

Ziel des Nukleusprojektes ist es deshalb, einen KI-basierten Ansatz zu erforschen, welcher
im Innen- und Außenraum eines autonomen Fahrzeugs wirkt. Einerseits soll eine Unterstützung von Fahrerin oder Fahrer im Kontext Gesundheitsmonitoring, Wohlbefinden (E-Health, AAL) bei gesteigerten Mobilitätsansprüchen erfolgen und andererseits eine Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr erreicht werden. Als konkreter Anwendungsfall wird die averbale Kommunikation zwischen (autonomen) Fahrzeugen, Fahrer*innen und Umfeld (verletzliche Verkehrsteilnehmer*innen) sowie eine Langzeitvorhersage von Verkehrsteilnehmerbewegungen und damit Einflussfaktoren auf die Befindlichkeit der Fahrer*innen untersucht.

In diesem beginnendem Projekt werden partizipative Assistenzsysteme für Entscheidungsprozesse entwickelt. Entscheidungsprozesse z.B. in Unternehmen, sind im Wesentlichen davon geprägt, dass oft viele MitarbeiterInnen beteiligt sind, die in vielerlei Hinsicht (z.B. Geschlecht, Status, Alter und sich daraus ergebender Bedürfnisse, etc.) unterschiedlich sind, woraus sich eine subjektive Haltung und Einschätzung zum Entscheidungsgegenstand ergibt. Häufig werden für die Entscheidungsfindung notwendige Daten in einer Weise erhoben (z.B. über Excel-Tabellen, langwierige und inefffiziente Sitzungen, …), die von Beteiligten als umständlich wahrgenommen wird und zu einer negativen Haltung gegenüber diesen Prozessen führt. Im Sinne des Positive Computing kann hier eine Verbesserung erreicht werden. Partizipativ meint hier dann nicht mehr nur die reine Beteiligung an den Entscheidungsprozessen selbst, sondern eine Entwicklung von Technologien zur Unterstützung der Entscheidungsfindung, die das emotionale Erleben der Individuen vor dem Hintergrund ihrer spezifischen Eigenschaften berücksichtigt, erfasst und abbildet. Ziel dabei ist, dass Entscheidungsprozesse und ihr Ergebnis eine breitere Akzeptanz finden. Dies soll nicht nur durch die Berücksichtigung individueller Vorlieben und Bedürfnisse erreicht werden, sondern auch durch den Einsatz vorhandener, weitreichend genutzter Technologien (z.B. Smartphones), die von der Vielzahl der Stakeholder zeit- und ortsunabhängig Daten einsammeln können, ohne dabei jedoch direkte Kommunikation, z.B. in Face-to-Face Sitzungen in denen abgestimmte Meinungen und Ergebnisse erzielt werden, zu vernachlässigen. Ziel ist, beide Datenquellen zu integrieren, sodass diese in einem effektiven Verfahren zu einer objektiven und realistischen Entscheidung bzw. Einschätzung der aktuellen Situation überführt werden können.

In diesem Bereich kann auf erfolgreiche Vorarbeiten mit assoziierten Partnern (z.B. RIAS, ToMM Apps, Innowise, …) aufgebaut werden, deren Weiterführung zu einer zeitnahen Umsetzung der Ergebnisse in der Industrie führen wird.

Dieses Nukleusprojekt wurde in 2018 abgeschlossen.

Im Hinblick auf die gesellschaftliche Entwicklung ist der demographische Wandel ein hoch aktuelles Thema. In den vergangenen Jahren wurden unter den Schlagworten „Ambient Assisted Living (AAL)“, „Smart Living“, „Quartiersentwicklung“ etc. in die Entwicklung von technologischen Lösungsansätzen investiert. Die Erfolgsbilanz fällt dennoch gering aus. Unter  anderem fehlt die Anpassung der Lösungen an die spezifischen Bedürfnisse und Fähigkeiten älterer Menschen.

In diesem Kontext bietet positive Computing eine völlig neue Herangehensweise, um das Erleben der technischen Unterstützung durch ältere AnwenderInnen positiv zu gestalten. Es werden auf Fragen eingegangen, ob das System die positive Rückmeldung bestärkt und wie das System mit Nutzungsfehlern umgeht. Außerdem wird beleuchtet, ob das genutzte Endgerät den sensomotorischen und kognitiven Fähigkeiten des älteren Menschen entsprechen. Diese und vergleichbare Fragestellungen werden im Rahmen des Projekts beantwortet. Als Basis dienen die Erfahrungen und Kompetenzen aus dem UsAHome – Projekt. Dabei stehen folgenden Themenbereiche im Fokus:

• Identifikation und Bewertung von Technologien (insbesondere Endgeräten) für Menschen mit geringen bis mittleren Einschränkungen sensomotorischer und kognitiven Fähigkeiten
• Entwicklung von Bedienkonzepten und Benutzerschnittstellen für die gleiche Zielgruppe
• Konzeption und Implementierung von positiven Feedbackmechanismen für BenutzerInnen
• Konzeption und Implementierung von Technologien, die gezielt das Wohlbefinden von älteren Menschen steigern

Die Bearbeitung des Themenbereichs erfolgt im engen Zusammenspiel mit den Partnern der HRW. An erster Stelle ist hier die Hochschule für Gesundheit (hsg) in Bochum und deren Netzwerk an Leistungserbringer und Einrichtungen im Gesundheitswesen und der Pflege zu nennen. In der Vergangenheit zeigte sich im Rahmen von gemeinsamen Forschunganträgen die ideale Ergänzung der beiden Partner (HRW = Technik, hsg = Medizin). Im Projekt „HotSpots – Aktiv im Quartier“ wurde 2016 das erste gemeinsame Projekt gestartet.

Weitere intensive Kooperationsbeziehungen bestehen zum Fraunhofer ISST in Dortmund sowie zu diversen IT-Unternehmen aus dem Gesundheitswesen (z.B. Compugroup und Visus). Durch die Mitarbeit bei MedEcon Ruhr besteht darüber hinaus ein kontinuierlicher Kontakt zu Leistungserbringern (Krankenhäuser, ReHa-Einrichtungen, ambulanter Sektor, Pflegeeinrichtungen) sowie Unternehmen der Gesundheitswirtschaft.

Dieses Nukleusprojekt wurde 2017 abgeschlossen.

Mit Hilfe einfach zu nutzender sozialer Netzwerk-Mechanismen sollen drei Zielgruppen adressiert werden und Unterstützung durch ältere Menschen erhalten:

• SchülerInnen: Unterstützung von benachteiligten und schwächeren SchülerInnen
• Studierende mit Migrationshintergrund: Unterstützung des Integrationsprozessen
• UnternehmensgründerInnen: Unterstützung der Geschäftsetablierung

Dabei werden Szenarien gestaltet, die zur Verbesserung der Lebensqualität und zur Leistungssteigerung beitragen. Die eintretenden Effekte werden nach wissenschaftlichen Methoden erfasst und ausgewertet. Das Projekt setzt auf die Erfahrungen im UsAHome Projekt auf, in dem verschiedene Technologien generationenübergreifend eingesetzt wurden. Des Weiteren werden hier alle drei Querschnittsthemen adressiert. Etwa im Bereich Visualistik wird untersucht, welche Anpassungen notwendig sind, um sowohl älteren wie jüngeren Menschen das Gefühl des Wohlbefindens in den Anwendungen zu geben.

Das Promotionsprojekt umfasst:

• Die Gestaltung des Prozesses der Einbindung und Vernetzung für die drei Zielgruppen
• Positive Gestaltung und Wahrnehmung der Benutzerschnittstellen
• Entwicklung einer Metrik zur Messung der Auswirkungen, etwa bezüglich des wahrgenommenen Wohlbefindens und der Potenzialentwicklung der Teilnehmenden
• Validierung und Transfer mit Partnerunternehmen

Das Promotionsprojekt wird zunächst mit beteiligten Partnern (ZDI Zentrum, Wirtschaftsförderung / Stadt Bottrop, zwei Unternehmen) durchgeführt (Gestaltung und Umsetzung der Wissens- und Lernszenarien) und dann sukzessive mit Partnerunternehmen erweitert, um eine breite Basis für die Validierung (Lernerfolg, Wahrnehmung, Wohlbefinden, Änderung der Lebensumstände, etc.) der gestalteten Prozesse und Systeme zu ermöglichen. Weiterhin soll ein aktiver Diskurs zu den Themen in relevanten Netzwerken und Verbänden (initial: BITKOM, GI, zdi, UPA) begonnen werden.

Lösungen in diesem Bereich ermöglichen eine wesentliche Verbesserung der Lebensqualität und spezifischer Faktoren des Positive Computing. Eine direkte Wirkung zu den Leitthemen des Landes NRW ist offensichtlich, gerade im sozialen Zusammenhang.

Es gehört zur Herausforderung des demografischen Wandels, dass durch Muskelabbau die Sprache älterer und neurodegenerativer Patienten unverständlich wird. Die durch Muskelreduktion bedingte veränderten Formanten beeinflussen die Verständlichkeit der Sprachsignale. 

Ziel ist die Verbesserung der Sprachverständlichkeit bei älteren und neurodegenerativ erkrankten Menschen mit Muskulatur-Nachlass, um die Lebensqualität und das Wohlergehen dieser Menschen zu steigern. Dabei stehen die Abschätzung und Synthese der Formanten im Vordergrund.
Die entwickelte Technologie lässt zudem die  Förderung einer verbesserten Kommunikation bei der Mensch-Technik-, Mensch-Mensch-Interaktion (Smart Home, Fahrassistenzsysteme, Smartphone) vor.    

Unter Verwendung von Methoden wie Spektralpeak-Picking und Wurzelextraktion werden auf Grundlage des Linear Prediction Coding eine robuste Formantenextraktion von Sprachsignalen entwickelt. Anschließend sollen die Formanten und damit die Sprachverständliockeit verbessert werden.

Darüber hinaus wird der Einfluss einer Silbentrennung  auf die  Sprachverständlichkeit untersucht. Sie scheinen  zu einer besseren Verständlichkeit der synthetisierten Sprache beizutragen.

Aktuelle IOT Komponenten bieten die Möglichkeit den aktuellen Zustand des Hauses zu überwachen (Fenster zu?) und zu verändern (Licht, Temperatur, etc.). Der Mensch als fühlendes, soziales Individuum wird in diesem Rahmen vernachlässigt. Weder seine Gefühle noch seine Bedürfnisse werden ausreichend erkannt oder berücksichtigt. In Well@Home wird daher der kommunizierende und fühlende Mensch mit seinen Bedürfnissen in den Mittelpunkt gerückt. Das vernetze Zuhause liefert wertvolle Nutzungsdaten. Durch Selbstauskunft im Alltag, beispielsweise mithilfe der experience sampling-Methode oder Messung physiologischer Messwerte können zudem Emotionen des Nutzers erfasst werden.

Durch Techniken der künstlichen Intelligenz und maschinellen Lernens kann auf Basis der gesammelten Daten auf die Aktivitäten, den Kontext des Bewohners und seinem Befinden geschlossen und mit Hilfe von Machine Learning Verfahren Verknüpfungen zu seinen Bedürfnissen hergestellt werden. Das Ziel ist, darauf aufbauend das Wohlbefinden fördernde Smart Home Dienste zu entwickeln.

Einzelne Bausteine wie zum Beispiel kontextrelevante IoT-Technologien, die im Gesamtsystem eingesetzt werden können, existieren bereits. Eine Integration und Symbiose aller Komponenten sowie die Ableitung von Emotionen und Intentionen und eine kombinierte Auswertung mit dem Zweck, ein nicht nur wie bisher „mitdenkendes“ sonders auch „mitfühlendes Haus“ zu entwickeln, ist bisher jedoch nicht erfolgt. Das Erkennen und Vermitteln von Emotionen, sowie die virtuelle Präsenz dieser Informationen stellt einen wichtigen Anwendungsfall dar, was vorher so noch nicht realisiert worden ist.
 

Da dieses System mit der Analyse des persönlichen Empfindens in die innerste Privatsphäre des Einzelnen eindringt, wird eine Umsetzbarkeit eines derartigen Konzeptes zentral von der glaubhaften Darstellung des Schutzes und die Kontrolle über die persönlichen Daten abhängen. In Zusammenarbeit mit anderen wissenschaftlichen Mitarbeitern des Instituts sollen Konzepte wie Security by Design von Anfang an berücksichtigt werden. Zukünftige technologische Trends wie Edge Clouding sollen hier neue Möglichkeiten generieren und in den Arbeiten berücksichtigt werden.

Um Beziehungen zwischen Alltagsaktivitäten, Wohndaten und Emotionen sowie Wohlbefinden fördernden Handlungen im Smart Home generieren zu können, muss eine Wissensbasis erstellt bzw. genutzt werden, die kausale wohlbefindensrelevante Zusammenhänge, z. B. in Form von Ontologien, maschinenverständlich abbildet. Es sind Metriken zu entwickeln, die wohlbefindensrelevante Aktivitätscluster formalisieren und somit bewertbar machen. Diese Metriken werden zusammen mit oben genannten kausalen Zusammenhängen genutzt, um Empfehlungen zu Wohlbefinden fördernden Diensten zu generieren.

Die im Projekt vorhandene Nutzergruppe kann sehr vielschichtig und somit herausfordernd sein. Um einer Überforderung entgegenzuwirken, wird eine nutzerzentrierte Entwicklung der Systemfunktionen und Benutzeroberflächen angestrebt, bei der mit den Nutzern zusammen Aufgaben-, Dialog- und Präsentationsmodelle entwickelt, in konkrete (z. B. auch VR-)Mockups transferiert und getestet werden. Ziel ist die psychische, physische und emotionale Entlastung.

Das Projekt adressiert verschiedene, durch die tatsächliche oder vorgestellte An-/Abwesenheit sowie die Nutzung von Technologien, verursachten sozio-emotionalen intra- und interindividuellen Auswirkungen von modernen Technologien in verschiedenen Anwendungskontexten (Technostress).

Im Mittelpunkt steht die Durchführung von empirischen Studien, deren Ziel, neben den oben beschriebenen Aspekten, die Generierung von Kenntnissen über geeignete kontextbezogene Messinstrumente und -methoden ist.

Kontext ist hier sowohl als ein Bündel an Eigenschaften der räumlichen Umgebung (Lautstärke, Luftqualität, verfügbarer Platz, Lichteinflüsse), zeitlichen Umstände (Uhrzeiten, Tag/Nacht, Zeitdruck) und Technik (genutzte Devices, Interaktionsszenario zwischen Mensch und Maschine oder computervermittelte zwischenmenschliche Interaktion) zu verstehen, als auch insbesondere die individuelle Konstitution einer Person (Gender und Diversity). Es kommt zu psychischen (z.B. Gefühle von Angst und Isolation) und physiologischen Einflüssen (Herzratenveränderungen etc.) auf den Menschen, die sich sowohl leistungsfördernd als auch gesundheitsschädlich auswirken können.

Diese Auswirkungen und Möglichkeiten zur Prävention- und Intervention (durch und mit ggf. assistierenden Technologien) im Alltag stehen in diesem Nukleusprojekt im Vordergrund . 

Untersuchungsgegenstand sind u.a. die vorgebliche oder tatsächliche (Nicht-)Zugänglichkeit von Technischen Artefakten und ihre Wirkung auf die Stimmung und Leistungsfähigkeit der Menschen sowie mögliche Präventions- und Interventionsmechanismen zur Förderung positiver Erlebnisse.

IT-Sicherheit in Smart-Home-Netzen in Verbindung mit intelligenten Messsystemen
Da alle Smart-Home-Anwendungen tief in die Privatsphäre eingreifen, muss die eingesetzte IT-Sicherheit auf die Akzeptanz und das Vertrauen des Benutzers ausgerichtet sein.  Ziel des Projekts ist es robuste IT-Sicherheit zu erforschen und frühzeitig in Produkte und Standards einzubringen. Das Projekt wird vom Land NRW gefördert und läuft von 2017 bis 2021.

ARSuL
Das Projekt „ARSuL“ erforscht, wie Datenbrillen Fachhandwerker im Alltag unterstützen und zur Lösung des Fachkräftemangels beitragen können. Ein Blick auf das Werkzeug von morgen. Das Projekt wird vom BMBF von Januar 2017 bis Dezember 2019 gefördert.

DamokleS
Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer Szenarien und zugehöriger Prozesse zur Unterstützung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf Basis neuer, flexibler, adaptiver und mobiler Technologien. Hierbei steht die kontextualisierte Darstellung der Informationen im Vordergrund. Das Projekt wird vom Land NRW (EFRE.NRW) von Juni 2016 bis Mai 2019 gefördert.

Silverlighting
In diesem Projekt wird die positive Beeinflussung dementieller Erkrankungen durch zirkandianes Licht erforscht, untersucht und beleuchtet. Das Projekt wurde von BMBF gefördert und läuft im Zeitraum von April 2015 bis März 2018.

Hot-Spots
Das Projekt Hot-Spots setzt sich zum Ziel, eine mobile Anwendung zur Unterstützung älterer Menschen in ihrem Quartier zu entwickeln. Es wurde von FH Silqua gefördert und läuft im Zeitraum von 2016 bis 2018.

Play4Guidance
Das Projekt untersucht Simulationsspiele für verschiedene Zielgruppen, insbesondere für Arbeitslose und bildungsferne Lernende. Es wurde von der EU und ERASMUS+ gefördert und findet im Zeitraum von Oktober 2014 bis September 2017 statt.

EAGLE
Das Projekt untersucht den Einsatz von E-Learning und Open Educational Resources in öffentlichen Verwaltungen. Es wurde von EU FP7 gefördert und findet im Zeitraum von Februar 2014 bis Januar 2017 statt.

AHA
AHA ist ein automatisches Helferangebot bei Großschadensereignissen. Zudem liegt ein Teilfokus auf der User Experience der mobilen HelferInnen sowie die belastungsarme Koordination in der Leitstelle durch DisponentInnen. Die HRW ist Projektkoordinator.

UsAHome- Usability (Benutzerfreundlichkeit) von Assistenz- und Informationssystemen im häuslichen Umfeld
Ziel des Projekts ist der Aufbau und die nachhaltige Durchführung eines Forschungsschwerpunkts „Usability“ in Verbindung mit dem hochschulinternen Kompetenzbereich „intelligente Systeme / Smart Living“ an der HRW. Betrachtet werden u.a. Fragestellungen möglicher Einsatzszenarien von assistierenden Systemen in Bezug auf Anforderungen an die Mensch-Technik Interaktion. Das Projekt wurde vom Land NRW im Programm FH Struktur gefördert und läuft im Zeitraum von Januar 2013 bis Dezember 2016.