Human-Centered Cyber-Physical Systems

Der Lehrstuhl Intelligente Systeme ist am Forschungsschwerpunkt „Human-Centered Cyber-Physical Systems“ (HCPS) der Fakultät für Ingenieurwissenschaften beteiligt.

1. Relevante Forschungsaktivität

In der Grundlagenforschung werden Methoden zur Bild-, Bildfolgen-, und Spektraldatenanalyse entwickelt, die auch Mustererkennung und maschinelles Lernen einbeziehen. Die Herausforderung ist hierbei die selbstadaptive automatische Analyse mit daten- und wissensbasierten Modellen.  Ein Anwendungsbereich betrifft etwa die Qualitätsbeurteilung von gegossenem Stahl durch bildbasierte und spektroskopische Analyse der Dichte- und Formverteilung der nicht-metallischen Einschlüsse. In einem weiteren Anwendungsbereich geht es um Bild- und Bildfolgenanalyse in der Medizintechnik, z.B. Segmentierung von Weichgewebe (innere Organe) und  Hartgewebe (z.B. Knochen), Erkennung von Tribologie bei Gelenken, Analyse der Grenzflächen von zueinander beweglichen Komponenten, Analyse der Vitalität von Blutgefäßen. Die Bildfolgenanalyse kommt auch in Komponenten für Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz,  und somit in einem Outdoor-Bereich, z.B.  für Spurhaltung und Time-to-Collision Schätzung.  Beim maschinellen Lernen spielt insbesondere die Integration von Offline- und Online-Lernen eine wichtige Rolle. Wichtige Anwendungsbereiche sind das Lernen von kompetentem Roboterverhalten und das Lernen der Funktion von Gegenständen.

2. Projekte und Kooperationen

Abgeschlossene bzw. laufende Projekte (externe Finanzierung)

  • Ziel‐2‐Projekt: „SILENOS – Quantifizierung und Charakterisierung des nichtmetallischen Reinheitsgrades von stranggegossenen Stahlwerkstoffen“, Partner Hüttenwerke Krupp Mannesmann, Salzgitter Mannesmann Forschung, Prof. Luther (Fak. IW, Computergraphik und Wissenschaftliches Rechnen). Details.
  • Industrieprojekt: „DriveAssist ‐ Bild‐ und Bildfolgenanalyse für Fahrerassistenzsysteme“, finanziert von Delphi Deutschland.
  • Industrieprojekt: „TEMACO ‐ Entwicklung und Erkennung eines Matrixcodes für reflektierende, gekrümmte Oberflächen“, finanziert von Continental Teves, Partner Prof. Weis (Fak. IW, Verteilte Systeme). Details.
  • Ziel‐2‐Projekt: „PROREOP ‐ Entwicklung eines neuen Prognosesystems zur Optimierung von Operations‐ und Rehabilitationsmaßnahmen des menschlichen Bewegungsapparates, Partner  Prof. Loer (UK Essen, Orthopädie), Prof. Kecskeméthy (Fak. IW, Mechanik & Robotik), u.a. Details.

Abgeschlossene bzw. laufende Kooperationen (interne Finanzierung)

  • Analyse des Femoroazetabulären Impingement, Kooperation mit Prof. Jäger (UK Essen, Orthopädie und Unfallchirurgie).
  • Analyse von Dissektionen und Aneurismen in der Aorta, Kooperation mit Prof. Jakob (UK Essen, Thorax- und Kardiovaskuläre Chirurgie). Details.
  • Analyse des Blutflusses durch Kapillaren der Leber,  Kooperation mit PD Dahmen (UK Essen, Allgemeinchirurgie, Viszeral- und Transplantationschirurgie). Details.
  • Ziel‐2‐Projekt: „SILENOS – Quantifizierung und Charakterisierung des nichtmetallischen Reinheitsgrades von stranggegossenen Stahlwerkstoffen“, Partner Hüttenwerke Krupp Mannesmann, Salzgitter Mannesmann Forschung, Prof. Luther (Fak. IW, Computergraphik und Wissenschaftliches Rechnen). Details.

3. Ausstattung

Grauwert- und Farbkameras, kombinierte Tiefen- und Farbkameras, Ultraschall- und Infrarot-Sensoren, Spektrometer für den Bereich UV über VIS bis NIR, Beleuchtungssteuerung, Combined High-Resolution Imaging and Spectroscopy System, Portal‐Roboter, Radgestützte Roboter, Humanoid‐Roboter. Details.

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