Projets de recherche en Informatique (sélection)

Die gelisteten Projekte sind nur eine Auswahl der Informatik-Projekte der Saar-Uni.

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Grundlagen verständlicher Software-Systeme – für eine nachvollziehbare cyber-physische Welt

SFB/TRR 248
Projektleiter: Holger Hermanns, Dependable Systems and Software
Förderzeitraum: seit 2019

Ob in autonomen Fahrzeugen oder Industrie 4.0, im Smart Home oder in den Smart Cities der Zukunft – Computerprogramme wirken zunehmend an Aktivitäten und Entscheidungen mit, die den Menschen direkt betreffen. Allerdings ist unser Verständnis, wie derart komplexe Systeme interagieren und welche Gründe zu welchen Entscheidungen führen, völlig unzureichend. Es fehlt den Systemen an Mechanismen, ihr eigenes Verhalten plausibel zu machen. Durchgängig verständliche Systeme stellen somit eine bisher weitestgehend ungelöste wissenschaftliche Herausforderung dar. Der Sonderforschungsbereich nimmt sich dieser Herausforderung an und legt die Grundlagen für computergestützte Systeme der Zukunft, die ihre Funktionalität und ihr Verhalten erläutern.

Sonderforschungsbereich

Commission Européenne

Powver to the People. Verified.

ERC Advanced Grant

Projektleiter: Holger Hermanns, Dependable Systems and Software
Förderzeitraum: 2016-2021

Twenty years ago we were able to repair cars at home. Nowadays customer services repair coffee machines by installing software updates. Soon you will no longer be able to repair your bike. Embedded software innovations help us tremendously in our daily life. But we do not understand what the software does. Proprietary embedded software has become an opaque layer between functionality and user. That layer is thick enough to possibly induce malicious or unintended behaviour. However, a minor customisation might well have strong unexpected impact. We thus need means to detect, quantify and prevent such implications. The project provides quantitative verification technology for system-level correctness, safety, dependability, and performability. In this endeavour, it takes up a hard scientific challenge: embedded software for electric power management. Electric power is intricate to handle by software, is safety-critical, but vital for mobile devices and their longevity. The project will demonstrate that quantitative verification of open embedded software is feasible, and can ensure safe and dependable operation of safety-critical devices.

Advanced Grant

Incovid – Inpainting-based compression of visual data

ERC Advanced Grant

Projektleiter: Joachim Weickert, Mathematical Image Analysis
Förderzeitraum: 2017-2022

Generating huge amounts of visual data has never been easier than today. This creates a growing demand for lossy codecs that produce visually convincing results also for very high compression rates. Popular transform-based codecs such as JPEG and JPEG 2000 have reached a state where one cannot expect significant improvements anymore. To go beyond their limitations, fundamentally different ideas are needed. Inpainting-based codecs store only a small, carefully optimised part of the data. In the decoding step, the missing information is filled in with a suitable inpainting mechanism. The project covers the entire spectrum from its theoretical foundations over benchmarking and highly efficient numerical algorithms to codecs for specific applications, and a real-time 4K video player as demonstrator. This will lift inpainting methods from a visually pleasant image editing tool to a fundamental paradigm in coding.

OSARES – Output-sensitive algorithms for reactive synthesis

ERC Consolidator Grant

Projektleiter: Bernd Finkbeiner, Reactive Systems
Förderzeitraum: 2016-2021

Wenn die Software von Autos, Flugzeugen oder Industrierobotern Programmierfehler enthält, kann das für Menschen lebensgefährlich werden. Der Informatiker Bernd Finkbeiner erforscht Methoden, mit denen solche kritischen Systeme künftig einfacher und sicherer programmiert werden können. Durch eine automatische Programmsynthese wird der Systementwickler von der Bürde befreit, alle Details von vornherein festlegen zu müssen. Er kann sich vielmehr auf die übergeordneten Ziele und die Anforderungen des Systems konzentrieren. Hierzu werden die Anforderungen in einer mathematischen Spezifikationssprache formuliert. Die Synthesemethode sorgt dafür, dass der Programmcode allen Anforderungen genügt und reglementiert die offenen Details. Durch die Automatisierung können neue Systeme deutlich effizienter als bisher entwickelt werden.

Consolidator Grant

InteractiveSkin – Digital fabrication of personalized on-body user interfaces

ERC Starting Grant

Projektleiter: Jürgen Steimle, Human-Computer Interaction and Interactive Technologies
Förderzeitraum: 2017-2021

Smartwatches und Fitness-Tracker zeigen, dass immer mehr Menschen Informationstechnologie am Körper nutzen. Zwar können diese Geräte schon heute durch Berührungen auf dem Körper bedient werden, doch sie sind dick und starr und stammen aus der Massenproduktion. Daher sind sie nicht optimal auf den Körper ihres Anwenders abgestimmt. Jürgen Steimle und seine Forscherkollegen entwickeln deswegen eine neue Generation interaktiver Computergeräte, die wie eine zweite Haut getragen werden können. Zusätzlich können Anwender sie nach Belieben gestalten und anpassen. So können die interaktiven Hautstücke in Zukunft nicht nur mobile Endgeräte steuern, sondern zum Beispiel auch Patienten bei der Genesung unterstützen.

Starting Grant

 

Bundesministerium für Bildung und Forschung

CLEVER - Lehren und Lernen mit digitalen Medien - Entwicklung kompetenzorientierter Inhalte auf Basis einere cloudbasierten Software-Lösung

Teilprojekt: Erforschung, Entwicklung und Erprobung innovativer Lehr-/Lernmodule mit digitalen Medien
Projektleiter: Julia Knopf, Fachdidaktiv Deutsch Primarstufe
Förderzeitraum: seit 2020

Mit dem DigitalPakt haben Bund und Länder den Grundstein für die Ausstattung deutscher Schulen mit digitaler Technik gelegt. Insgesamt stellt der Bund fünf Milliarden Euro für den Kauf von Endgeräten oder die Installation von WLAN-Strukturen zur Verfügung. Es geht um Hard- und Software – aber auch um Lehrende und Lernende, die die Digitalisierung nur dann mitgestalten können, wenn sie lebenslang lernen. Um die dazu notwendigen Lerninhalte geht es im Projekt CLEVER. Der Bedarf an solchen Lerninhalten ist groß, denn fehlt der passende „Content“, bleiben digitale Medien und damit viele Chancen ungenutzt. Die CLEVERSoftware soll als intelligente Lernumgebung erstmals eine automatisierte Entwicklung von Lerninhalten entlang der lebenslangen Bildungskette ermöglichen – von der Grundschule bis zur betrieblichen Aus- und Weiterbildung. Mit nur wenigen Klicks sollen Lehrende individualisierte Lerninhalte generieren können, ohne dabei ihre pädagogischen Freiheiten zu verlieren.
Für die Erstellung der Lerninhalte soll der Anwender durch eine digitale Vorlage geführt werden, die das Ergebnis jahrelanger didaktischer Forschung ist. Hier kann man individuelle Rahmendaten eingeben – Klassenstufe oder Ausbildungsjahr, vorhandene digitale Ausstattung oder zu vermittelnde Kompetenzen – und dann schrittweise seinen Lerninhalt zusammenstellen.
Innerhalb der Lernumgebung werden konkrete Gestaltungsmöglichkeiten eingeblendet, die der Nutzer per „Drag & Drop“ aktiv auswählen kann. Mit der aktiven Auswahl dieser Möglichkeiten baut sich der Lerninhalt dann Schritt für Schritt auf. Erprobt werden soll die Software in saarländischen Grundschulen sowie in beruflichen Schulen.

Forschungsinstitut Bildung Digital