Cognitive Neuroinformatics

 
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Home Forschung Projekte

Forschungsprojekte

» KaNaRiA - Kognitive, autonome Navigation am Beispiel des Ressourcenabbaus im All
Das Ziel dieses Projekts ist die Simulation einer autonomen Weltraummission zu Asteroiden zum Ressourcenabbau. Die Gewinnung von wertvollen Ressourcen, welche auf Asteroiden verfügbar sind, ist essentiell für zukünftige Raumfahrmissionen.

Die größte Herausforderung ist hierbei die autonome Navigation in unterschiedlichen Phasen der Mission, welche erforderlich ist aufgrund von langen Signallaufzeiten, hohen Beschleunigungen und unbekannten Bedingungen in der Endphase in der Nähe des bzw.auf dem Asteroiden. In diesem Projekt wird ein simuliertes Raumfahrzeug mit einem autonomen Entscheidungsfindungssystem entwickelt, welches mit Hilfe von biologie-inspirierten und kognitiv-basierten Strategien in der Lage ist, Entscheidungen zu treffen entsprechend den Anforderungen von Navigation und Ressourcenabbau in den unterschiedlichen Missionsphasen. Dies beinhaltet autonome Planung und Navigation sowie Flugbahnoptimierung und -steuerung.

Das Projekt wird von uns koordiniert und ist eine Kooperation mit Partnern aus Bremen und München. Es handelt sich um ein Projekt vom Deutscheln Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi).

 

» weorient - Sensomotorische Navigationsassistenz für Menschen mit demenziellen Beeinträchtigungen
Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines technischen Assistenzsystems, welches an die spezifischen Einschränkungen von Menschen mit leichten kognitiven Beeinträchtigungen bis hin zur Demenz angepasst ist und dadurch gezielt Hilfestellungen anbieten kann, ohne Nutzer_innen zu über- oder unterfordern.

Die Assistenztechnologie soll dabei helfen, dem Verlust der räumlichen Orientierung vorzubeugen und so ein längeres selbstbestimmtes Leben ermöglichen. Menschen mit Alzheimerdemenz zeigen in den frühen Stadien der Erkrankung oft sehr spezifische Beeinträchtigungen, besonders in der räumlichen Orientierung. Unter Beachtung dieser Problemstellung wird in diesem Navigationsassistenzsystem eine Landmarken-basierte Navigation entwickelt, welche kognitive Kompetenzen zur sensomotorischen räumlichen Navigation aufgreift und hierbei auch individuell biographisch wichtige Routen und Landmarken der Nutzer einbindet. Darüber hinaus beachtet das System über zusätzliche Sensorik den emotionalen Zustand des Nutzers und berücksichtigt diesen durch plausible Nutzerinteraktion sowie in den Assistenzfunktionen.

Das Projekt wird als wissenschaftliches Vorprojekt von unserem Institut koordiniert und durchgeführt. Die Finanzierung erfolgt über das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

 

» EnEx - Enceladus Explorer
Das Ziel der Mission "Enceladus Explorer" ist die autonome Navigation einer unterirdischen Schmelzsonde durch tiefes Eis, um nach extraterrestrischem Leben auf dem Saturn-Mond Enceladus zu suchen. Als ersten Schritt wird die Sonde eine saubere In-Situ-Probe von einem isolierten, subglazialen See in der Antarktis nehmen. Die autonome Navigation durch so eine unbekannte Umgebung ohne GPS-Empfang ist eine anspruchsvoll Aufgabe, besonders für aktuelle technische Systeme. Im Gegensatz dazu können biologische Systeme sehr gut mit unsicheren, unvollständigen und unerwarteten Informationen umgehen. Aufgrund dessen ist unser Ziel biologisch inspirierte, multisensorische Fusionsansätze sowie kognitiv motivierte Strategien für eine autonome Navigationslösung einzusetzen. Das Projekt ist eine Kooperation anderen Universitäten und wird durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) finanziert.

Projekt-Homepage

 

» Räumliche Exploration, basierend auf einer integrierten Repräsentation sensorischer Features und Motoraktionen (SFB TR 8 Spatial Cognition / A5-[ActionSpace])
Unser Ziel ist die Entwicklung einer hierarchischen sensomotorischen Repräsentation und ihrer Anwendung in einem biologieinspirierten System zur Selbstlokalisierung und räumlichen Navigation. Die sensomotorische Repräsentation ist motiviert durch den menschlichen Aktionswahrnehmungszyklus und dessen Zusammenspiel mit der Verarbeitung sensorischer Informationen und zielgerichteter Motorik. Dieses Konzept wird erforscht durch: (i) theoretische Forschung, (ii) psychologische Experimente und (iii) Modellierungsansätze. Letzteres wird in einem mobilen Agenten implementiert, welcher in einer VR-Umgebung agiert, sowie in einem mobilen Roboter.

Projekt-Homepage

 

» Dorf Arbergen für selbstbestimmtes Wohnen
Das Projekt wurde im Rahmen des BBSR-Forschungsprogramms "Begleitforschung KFW-Förderprogramm - Altersgerecht Umbauen" und "Investitionsoffensive Infrastruktur" als Kooperation der AG Kognitive Neuroinformatik, der Bremer Heimstiftung, der Bremer Kontor GmbH und dem FORUM Huebner, Karsten & Partner durchgeführt.

Ein Teilziel des Projektes war die Entwicklung eines autonomen Systems zur automatischen Erkennung von Stürzen in Badezimmern. Das entwickelte System überwacht zu diesem Zweck das Badezimmer mittels zweierlei Arten von Sensorik, führt die gemessenen Daten in Echtzeit zusammen, wertet diese Datenkombination.
Sollte ein Sturz erkannt worden sein wird selbstständig einen Alarm über das hauseigene Notrufsystem abgesetzt.

Das System wurde während der Projektlaufzeit konzeptioniert und prototypisch in vier Wohnungen der Bremer Heimstiftung im Stiftungsdorf Arbergen installiert.

 

» Interaktion geteilter Kontrolle (SFB TR 8 Spatial Cognition / I3-[SharC])
Um ein kognitiv adäquates, adaptives, sicheres und robustes multimodales Framework für eine räumliche Interaktion zwischen Benutzern und intelligenten Service-Robotern (z.B. den autonomen Rollstuhl Rolland) zu entwickeln und zu erforschen, werden empirische Studien an älteren und behinderten Anwendern durchgeführt, um verschiedene kognitiv Einschränkungen und charakteristische Verhaltensweisen zu indentifizieren. Basierend auf empirischen Forschungsergebnissen werden wir ein kognitives Modell konstruieren und formale Methoden anwenden, um Situationen geteilter Kontrolle zu erforschen und anschließend eine angemessene Mensch-Maschine-Interaktion entwickeln, um modale Verwechslungen aufzuklären.

Projekt-Homepage

 

» EU-project SHARE-it
Seit dem 1. Januar 2007 ist die Universität Bremen als Kooperationspartner an dem EU-geförderten Projekt SHARE-it (Supported Human Autonomy for Recovery and Enhancement of cognitive and motor abilities using information technologies) beteiligt. Das Projekt ist im sechsten europäischen Forschungsrahmenprogramm angesiedelt, dessen Ziel die Integration und Stärkung des europäischen Forschungsraum ist. So kooperieren in SHARE-it insgesamt acht Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft, um neue Systeme zu entwickeln, durch deren Einsatz die alternde Gesellschaft künftig im alltäglichen Leben profitierenkann.

Die SHARE-it Projektpartner stammen aus vier EU-Mitgliedsstaaten und haben jeweils unterschiedliche Expertisen. Aus Spanien sind Wissenschaftler der Polytechnischen Universität Katalonien und der Universität Malaga sowie die Telekommunikationsfirma Telefónica I+D, aus Italien das Gesundheits-Forschungszentrum IRCCS Santa Lucia und das Centro Assistenza Domiciliare (Zentrum für häusliche Pflege), aus Rumänien die International Academy of Aging Ana Aslan und aus Deutschland das DFKI Lab Bremen und Informatiker der Universität Bremen beteiligt.

Bis Ende 2009 werden die beteiligten Mediziner, Gerontologen, Telekommunikationstechniker und Informatiker u.a. der Frage nachgehen, welche Unterstützung Menschen im höheren Alter benötigen, um möglichst lange selbstbestimmt in ihrer gewohnten häuslichen Umgebung leben zu können. Ziel ist die Entwicklung verschiedener Hilfsmittel und Systeme, durch deren Einsatz ein individuelles Zusammenspiel aus selbstbestimmtem Handeln und intelligenter Assistenzleistung ermöglicht wird. Als prototypische Anwendungen werden teilautonome Rollstuhlsysteme, computerisierte Gehhilfen sowie medizinische Kontrollsysteme und Bedienungsoberflächen entwickelt, die sich auf die Fähigkeiten ihres jeweiligen Benutzers individuell einstellen.

Die Informatiker der Universität Bremen übernehmen in diesem Projekt die Aufgabe der automatischen Berechnung der jeweils aktuellen geistigen und körperlichen Fähigkeiten eines Benutzers, anhand derer Notwendigkeit und Umfang von automatischen Unterstützungsmaßnahmen bestimmt werden kann. Diese Aufgabe wird im Fachbereich 3 (Informatik) durch eine Kooperation der Arbeitsgruppen Kognitive Neuroinformatik und Kognitive Systeme mit Medizinern des IRCCS Santa Lucia in Romdurchgeführt.

zur Projekt Homepage

Beitrag der Universität Bremen


» IKAR/OS: Hirnähnliches Informationsmanagement (Fa.InterActiveSystems, BMBF)


» Die Integration auditorischer und visueller Bewegungssignale (Joint Project Grant, Royal Society, UK)

» Entscheidungen in palliativer Pflege (Deutsch-Amerikanisches Project, Max-Kade Stiftung, USA)

» IRTG

» Forschung und Entwicklung - Projekt mit dem Sächsischen Institut für die Druckindustrie GmbH zur Erkennung von Druckstreifen zum Qualitätsmanagement

Homepage des Sächsischen Instituts für die Druckindustrie GmbH