(german) - Institut für Künstliche Intelligenz

Intelligente Steuerungen
Das Institut für Künstliche
Intelligenz (IKI)
Intelligente Programm, Maschinen oder Roboter müssen, wie wir Menschen,
lernfähig sein. Die Erforschung dieser faszinierenden Problematik ist die Aufgabe des IKI. Ganz besonders wichtig ist hierbei ein zielorientiertes Vorgehen
zur Lösung praktischer Anwendungen. Das IKI unter der Leitung von Prof.
Dr. Wolfgang Ertel kann hierbei auf über zwanzig Jahre Erfahrung mit Anwendungen des maschinellen Lernens in den verschiedensten Gebieten wie
etwa Medizin, Maschinenbau, Robotik, Web-Anwendungen und E-Business
zurückgreifen.
Die IKI-Mitarbeiter
Richard Cubek
Richard Cubek studierte Angewandte Informatik an der HS Ravensburg-Weingarten.
Nach zweijähriger Tätigkeit als Diplom-Ingenieur in der Industrie kehrte er an die Hochschule zurück. Als Mitglied des früheren
Robocup-Teams ist er nun vor allem in der Forschung aktiv, ein gleichzeitiges Masterstudium schloss er mit Auszeichnung ab. Neben
seiner Forschung zum "Lernen auf höherer
Abstraktionsebene" ist er im Bereich Machine Learning für externe Unternehmen tätig.
Tobias Fromm
Tobias Fromm studierte zunächst Technische
Informatik an der Hochschule Ulm, was er mit
dem B.Sc. abschloss. Anschliessend erhielt er
den M.Sc. in Informatik mit Auszeichnung für
sein Studium an der Hochschule RavensburgWeingarten sowie der Utah State University
(USA). Seine Interessen liegen in der Bildverarbeitung, speziell für Robotikanwendungen,
sowie deren Verbindung mit maschinellem
Lernen.
Karl Glatz
Karl Glatz studierte Angewandte Informatik
(Bachelor of Science) an der Hochschule Ravensburg Weingarten. Dieses Studium schloss
er mit Auszeichnung ab. Aktuell ist er für den
Master-Studiengang Informatik eingeschrieben und wird diesen im Laufe des Jahres
2012 erfolgreich abschließen können. Im
Rahmen seiner Tätigkeit für das Institut für
Künstliche Intelligenz arbeitet er vor allem an
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maschinellen Lernverfahren sowie dem Entwickeln von Simulationsumgebungen.
Joachim Feßler
Joachim Feßler studierte, nach seiner Ausbildung zum Werkzeugmacher Physikalische
Technik mit Schwerpunkt Roboter- und Sensortechnik an der HS Ravensburg-Weingarten.
Nach mehreren Jahren Tätigkeit bei einem
Automobilzulieferer kehrte er in das neu
gegründete RoboCup-Team von Prof. Ertel an
seine alte Hochschule als Laboringenieur
zurück. Neben seinen dortigen Tätigkeiten
und in der ZAFH-Arbeitsgruppe, die hauptsächlich in der Konstruktion, Elektronikentwicklung und Embedded- Programmierung
liegen, engagiert er sich in der Nachwuchsförderung für Ingenieursberufe.
Benjamin Stähle
Benjamin Stähle studiert derzeit im Masterstudiengang Informatik an der Hochschule Ravensburg Weingarten. Zuvor schloss er an
der Hochschule Albstadt-Sigmaringen in der
Studienrichtung Wirtschaftsinformatik mit
dem Bachelor of Science ab. Im Rahmen seiner Tätigkeit für das Institut für Künstliche Intelligenz arbeitet er an der praktischen
Umsetzung maschineller Lernverfahren für Robotiksysteme sowie der Entwicklung eines multimodalen 2D/3D Objekterkennungssystems.
Martin Bertsche
Martin Bertsche studierte Angewandte Informatik an der HS Ravensburg-Weingarten. In
dieser Zeit absolvierte er Praktika bei der
ATMvision AG, bei ifm electronic und bei ifm
syntron. In Singen erlernte er die Grundlagen
der Industriellen Bildverarbeitung, die er während seiner einjährigen Werksstudentenzeit
bei ifm weiter vertiefte. Seine Bachelor-Arbeit
schrieb er ebenfalls bei ifm im Themenkreis
der Erweiterbarkeit klassisch programmierter
Systeme durch Skriptsprachen-Module. Derzeit befasst er sich im Rahmen seiner MasterArbeit mit 3D-Objekterkennung.
Janos Knobloch
Janos Knobloch studierte Informationstechnik
an der Berufsakademie Stuttgart (Außenstelle
Horb) und erhielt dort seinen Abschluss als
B.Eng. Aktuell ist er Master-Student an der
Hochschule Ravensburg-Weingarten im Studiengang Informatik. Er arbeitet im Bereich der
digitalen Bildverarbeitung und interessiert
sich außerdem für Machine Learning.
Stephan Schädle
Stephan Schädle studiert im Masterstudiengang Informatik an der Hochschule Ravensburg-Weingarten. Nach seinem Auslandssemester mit dem Schwerpunkt in "Broadband
Communication Systems" an der University of
Manitoba (Kanada), ist er nun Mitarbeiter im
Institut für Künstliche Intelligenz. Seine
Schwerpunkte liegen in der Automatisierung
und der Datenanalyse mit Data-Mining-Techniken.
Vien Ngo
Vien Anh Ngo schloss sein Studium der Technischen Informatik an der Hanoi University of
Technology, Vietnam, mit dem B.Sc. ab. Anschließend promovierte er in Informatik an
der Computer Science from Kyung Hee University in Südkorea, bevor er zwei Jahre als
wissenschaftlicher Mitarbeiter an der National University of Singapore angestellt war.
Seine momentanen Forschungsschwerpunkte
liegen im Bereich der Robotik und des maschinellen Lernens.
Institut für Künstliche Intelligenz
Hochschule Ravensburg-Weingarten
Postfach 1261
D-88241 Weingarten
Tel: +49-751-5019-721, -591
iki.hs-weingarten.de
[email protected]
Maschinen & Roboter werden lernfähig
hs-weingarten.de/~ertel
Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Ertel
E
r studierte Physik und Mathematik an der Universität Konstanz
bis 1986. Dann war er bei der
Nixdorf Computer AG in München als Leiter eines EU-Projektes zur Entwicklung von Parallelrechnern für
KI-Aufgaben tätig. 1990 wechselte er in
die Forschungsgruppe Automated Reasoning an der Technischen Universität
München.
Seine Doktorarbeit mit dem Titel „Parallele Suche mit Randomisiertem Wettbewerb in Inferenzsystemen" wurde 1992
fertiggestellt.
Im Jahr 1993 arbeitete er als Post-Doc
am International Computer Science Institute in Berkeley an der Parallelisierung
von randomisierten Algorithmen. Seit
1994 ist er an der Hochschule Ravensburg-Weingarten als Professor für Mathematik und Informatik angestellt.
Neben Vorlesungen zur Mathematik und
Grundlagen der Informatik hält er Vorlesungen über Künstliche Intelligenz und
Datensicherheit.
Von 1998 bis 2000 entwickelte er LEXMED, ein medizinisches Expertensystem
zur Diagnose der Appendizitis.
Im Jahr 2000 verbrachte er ein Forschungssemesters am Eidgenössischen
Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) in Davos (Schweiz) sowie
bei der Firma Maxtor in San Jose (Kalifornien).
Von 2003 bis 2008 beteiligte er sich mit
einem studentischen Projekt am ROBOCUP (Fußball spielende Roboter). Seit
2008 entwickelt er mit seiner Arbeitsgruppe im ZAFH Servicerobotik lernfähige Roboter. Er hat 37 wissenschaftliche Publikationen (peer reviewed) und
2 Lehrbücher veröffentlicht.
Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Ertel
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Servicerobotik
servicerobotik.hs-weingarten.de/ag-ertel.php
Zentrum für angewandte
Forschung an Fachhochschulen – ZAFH
„Hello, my name is Kate, what can I
do for you?“ - so lautet die erste
Frage von “Kate”, einem Roboter an
der Hochschule Ravensburg-Weingarten an einen seiner Erbauer im
Forschungsprojekt ZAFH Servicerobotik. „Put the cube into the cup“,
lautet seine Antwort an den Roboter.
Daraufhin schwenkt dieser seine Kamera in Richtung des vor ihm stehenden Tisches, wo auf der einen
Seite ein Becher und auf der anderen ein Würfel steht. Nach einem
kurzen Blick bewegt er seinen sechsgelenkigen Greifarm zielsicher zum
Würfel, greift diesen und bewegt
dann den Arm in Richtung des Bechers. Dort lässt „Kate“ den Würfel
sanft in den Becher fallen.
D
er Roboter ist für dieses Verhalten allerdings nicht, wie
man meinen könnte, programmiert worden - er hat es
schlicht gelernt. Solche autonome automobile Serviceroboter sollen künftig
selbständig Dienstleistungen in allen Lebensbereichen erbringen. Prof. Wolfgang Ertel und seine Mitarbeiter haben
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es sich zum Ziel gesetzt, eine universelle
Methodik zum Bau von alltagstauglichen, mobilen Robotern zu entwickeln.
Möglich wird dies durch Techniken des
Software-Engineering, der Künstlichen
Intelligenz und der Bildverarbeitung.
Das Projekt startete Anfang 2008 und
wird hochschulübergreifend von den
drei Hochschulen Ravensburg-Weingarten, Ulm und Mannheim durchgeführt.
Inzwischen haben die spektakulären Ergebnisse der Forscher das Interesse an
den größten Instituten und Forschungsstätten für künstliche Intelligenz der Welt
geweckt. Wolfgang Ertel und seine Kollegen sind sich sicher, dass intelligente
Roboter zur nächsten technischen Revolution führen werden.
Centre for Applied Research at Universities of
Applied Sciences - ZAFH
Maschinen & Roboter
werden lernfähig
servicerobotik.hs-weingarten.de/presse.php
Neuartiger Roboter
lernt durch Nachahmen
Von der Hochschule Ravensburg-Weingarten in die weltweite Spitzenforschung – künftige Roboter werden nicht mehr programmiert, sie lernen vom
Menschen und bringen sich die Fähigkeiten, die sie brauchen, selber bei.
M
arkus Schneider ist Absolvent des Masterstudiengangs Informatik und war
ein führender Mitarbeiter
am ZAFH Servicerobotik. „Es ist
unmöglich, einem Serviceroboter alle im
Alltag erforderlichen Problemlösungsstrategien einzuprogrammieren. Zu
vielfältig und komplex sind die Aufgaben, die ihn erwarten“, erklärt Professor
Dr. Wolfgang Ertel. Geht es nach dem
Professor und seinem Forschungsteam,
sollen künftig auch Menschen ohne Programmierkenntnisse Robotern durch Vormachen ein bestimmtes Verhalten
beibringen können. Kate hat die Aufgabe mit dem Würfel nach zwei bis drei
Demonstrationen durch einen Menschen
gelernt. Demonstration, das bedeutet,
der menschliche Trainer zeigt dem Ro-
boter die Lösung, indem er den maschinellen Arm führt.
Allerdings geht es dabei nicht nur um
bloßes Nachahmen. Der Roboter verfügt
anders als herkömmliche Industrieroboter über Abstraktionsfähigkeit. Dadurch
ist es ihm möglich, die Aufgabe auch
dann zu lösen, wenn Würfel und Becher
an völlig anderen Positionen stehen, als
dies während der Demonstrationen der
Fall war. Um dies zu erreichen, wandte
Markus Schneider ein komplexes mathematisches Verfahren an und entwickelte
damit eine Methode, um Gemeinsamkeiten aus den verschiedenen Demonstrationen zu erkennen und daraus eine
allgemeingültige Lösung abzuleiten.
Markus Schneider hat das Weingartener
Verfahren auf der weltgrößten und wichtigsten Konferenz für autonome intelli-
gente Roboter, der IROS, als Publikation
eingereicht. „Dort wird nur etwa die
Hälfte der über 1.400 Einreichungen als
wissenschaftlich relevant akzeptiert“,
sagt Professor Ertel. Die Arbeit seines
akademischen Mitarbeiters wurde angenommen und sogar für den „Best Paper
Award“ nominiert. Nur 16 der 700 akzeptierten wissenschaftlichen Abhandlungen haben dies geschafft. Die
Konkurrenz ist groß und renommiert.
Auch weltbekannte Institutionen wie die
Stanford University oder das MIT sind
vertreten. Markus Schneider forscht inzwischen nicht mehr in Weingarten, sondern hat seine Promotion beim Australian Center for Field Robotics in Sydney
begonnen.
Revolutionary robot
studies through imitation
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Roboter spielen Fußball
robocup.hs-weingarten.de
Hochschule
Ravensburg-Weingarten
auf dem RoboCup
Bis vier Uhr nachts hat das RoboCup-Team um Professor Dr. Wolfgang Ertel
an „Kunibert“, dem Torwart-Roboter gearbeitet. Die Anspannung ist spürbar,
denn zum ersten Mal nimmt der autonome Fußball-Roboter an den RoboCup
German Open in Hannover teil.
Forschungen und Entwicklungen im Bereich der Bildverarbeitung, der Künstlichen Intelligenz und der Software
vonnöten.
Für den ersten Auftritt in einem Wettbewerb mit über hundert Teilnehmern aus
ganz Europa schlagen sich Kunibert und
seine Roboter-Kameraden beachtlich.
Sie erreichen siebten Platz im Gesamtklassement, was Prof. Ertel als einen großen Erfolg wertet, und was zudem eine
große Motivation für sein Team darstellt,
auch in Zukunft ihr Bestes zu geben.
B
is zur letzten Sekunde vor dem
Spiel sitzen die Informatiker
vor dem Bildschirm, geben Befehle, programmieren. Rund
um das 12 mal 16 Meter große Spielfeld sitzen acht Teams, und jede Mannschaft tritt mit fünf bis sechs Robotern an.
Kleine, radgetriebene Roboter sausen
über das Spielfeld, schießen sich gezielt
Pässe durch die Luft. Die Zuschauer staunen, Fotoapparate klicken, und immer
wieder sind Applaus und anfeuernde
Rufe zu hören.
Kuniberts Programm muss noch an die
veränderten Lichtverhältnisse auf dem
Spielfeld angepasst werden, sonst kann
er den roten Ball nicht erkennen. Anpfiff.
Die Nervosität steigt. Die Roboter kommen nur langsam in Fahrt. Kunibert muss
die Bewegungen des Balls sehr schnell
analysieren, um blitzschnell reagieren
zu können. Eine Kamera und eine Hochleistungs-Grafikkarte ermöglichen die
Auswertung von 30 Bildern pro Sekunde.
Prof. Ertel hat Ende 2005 zusammen
mit Mitarbeitern und Studenten der
Hochschule Ravensburg-Weingarten mit
dem RoboCup-Projekt begonnen. Der
Wettbewerb eröffnet für die Wissenschaftler Möglichkeiten, um Erfahrungen
zu sammeln und die Funktionen ihrer Roboter zu verbessern. Denn für den fußballspielenden Roboter sind laufende
Ravensburg-Weingarten
University of Applied Sciences at the RoboCup
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Intelligente Steuerungen
iki.hs-weingarten.de/pubikationen
Aktuelle Publikationen
[1] Martin Bertsche, Tobias Fromm, and Wolfgang
Ertel. BOR3D: A Use-Case-Oriented Software Framework for 3-D Object Recognition. In IEEE Conference on Technologies for Practical Robot
Applications (TePRA), 2012.
[2] Richard Cubek and Wolfgang Ertel. Conceptual
similarity as a key to high-level robot programming
by demonstration. In ROBOTIK 2012, 7th German
Conference on Robotics, Munich, Germany, 2012.
[3] R. Cubek and W. Ertel. Learning and Execution
of High-Level Concepts with Conceptual Spaces and
PDDL. In 3rd Workshop on Learning and Planning,
ICAPS (21st International Conference on Automated
Planning and Scheduling), Freiburg, Germany,
2011.
[4] W. Ertel, L. Jans, W. Herzhauser, and J. Fefller.
An Enigma Replica and its Blueprints. Cryptologia,
35(1):16-21, 2011.
[5] M. Tokic, A. Usadel, J. Fessler, and W. Ertel. On
an educational approach of biologically-motivated
robot learning. In Proc. 1st International Conference
on Robotics in Education, Bratislava, Slovakia,
2010.
[6] H. Voos, H. Bou Ammar, and W. Ertel. Controller Design for Quadrotor UAV's using Reinforcement
Learning. In Proc. IEEE Multi-Conference on Systems
and Control, Yokohama, Japan, 2010.
8
[7] M. Schneider and W. Ertel. Robot Learning by
Demonstration with Local Gaussian Process Regression. In Proceedings of the 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
(IROS 2010), Taipeh, Taiwan, 2010.
[8] M. Schneider, R. Cubek, T. Fromm, and W.
Ertel. Combining gaussian processes and conventional path planning in a learning from demonstration
framework. In Proceedings of the Eurobot Conference 2010, Rapperswil-Jona (CH), 2010.
[9] W. Ertel, M. Schneider, R. Cubek, and M. Tokic.
The Teaching-Box: A universal robot learning framework. In Proceedings of the 14th International Conference on Advanced Robotics (ICAR 2009),
Munich, 2009.
[10] M. Tokic, W. Ertel, and J. Fessler. The crawler,
a class room demonstrator for reinforcement learning. In Proceedings of the 22nd International Florida Artificial Intelligence Research Society
Conference (FLAIRS 09), Menlo Park, California,
2009. AAAI Press.
[11] Ch. Folkers and W. Ertel. High performance realtime vision for mobile robots on the gpu. In International Workshop on Robot Vision, 2nd
International Conference on Computer Vision
Theory and Applications (VISAPP), Barcelona,
2007.
[12] M. Tokic, W. Ertel, and H.-P. Radtke. Reinforcement learning on a simple real walking robot. In KI
2006, 29th Annual German Conference on Artificial Intelligence, June 2006.
[13] W. Ertel, J. Fessler, and N. Hochgeschwender.
Flexible combination of vision, control and drive in
autonomous mobile robots. In 19. Fachgespr‰ch
Autonome Mobile Systeme AMS 2005, InformatikAktuell, Stuttgart, 2005.
[14] W. Ertel, J. Fessler, and N. Hochgeschwender.
A universal modular autonomous robot architecture.
In J. Filipe, J. Cetto, and J. Ferrier, editors, Proceedings of the Second International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics,
volume III, pages 391-394, 2005.
[15] E. Schreck and W. Ertel. Disk drive generates
high speed real random numbers. Microsystem
Technologies, 11(8-10):616-622, 2005.
[16] E. Schreck and W. Ertel. Disk drive generates
high speed real random numbers. In JSMEIIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment
(IIP/ISPS Joint MIPEB!G03), 2003.
[17] M. Schramm, W. Ertel, and W. Rampf. Bestimmung der Wahrscheinlichkeit einer Appendizitis mit
LEXMED. Biomedical Journal, 57:9-11, April 2001.
[18] W. Ertel and M. Schramm. Combining Expert
Knowledge and Data via Probabilistic Rules with an
Application to Medical Diagnosis. In UAI-2000
Workshop on Fusion of Domain Knowledge with
Data for Decision Support, Stanford CA, 2000.
[19] W. Ertel and M. Schramm. Combining Data and
Knowledge by MaxEnt-Optimization of Probability
Distributions. In PKDD'99 (3rd European Conference on Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases), volume 1704 of LNCS,
pages 323-328, Prague, 1999. Springer Verlag.
Landeslehrpreis
hs-weingarten.de/~ertel/aibook
Studium ohne Hingabe
schadet dem Gehirn
„Auch wenn der Stoff mal knackig ist, Herr Ertel schafft es immer, uns durch
anschauliche Beispiele Schritt für Schritt zum Ziel zu führen“. Dies ist die Meinung eines Studenten der Hochschule Ravensburg-Weingarten, die stellvertretend für viele steht. Die Stundenten fanden, dass Prof. Ertel eindeutig zu
den besten Professoren der Hochschule zählt, weshalb er im Jahre 2006 den
Landeslehrpreis erhielt.
A
uch das Wissenschaftsministerium schloss sich dieser
Meinung an, und verlieh
dem Weingartener Professor
für Elektrotechnik und Informatik den begehrten Preis. Der studierte Physiker und
Mathematiker lehrt nun seit 18 Jahren in
Weingarten, und er ist nach wie vor begeistert von seinem Job.
„Studium ohne Hingabe schadet dem
Gehirn“. Nach diesem Motto von Leonardo da Vinci richtet Wolfgang Ertel
seine Lehre aus. Prof. Ertel hält es für wesentlich, dass die Studenten Spaß am
Lernen haben, und auch später als fertige Ingenieure Spaß bei der Arbeit
haben sollen.
Selbst Wissenschaftler mit Leib und
Seele, fällt es ihm leicht, diese Freude
weiterzugeben. Der Spezialist für künstliche Intelligenz möchte, dass die Studenten selbst die Verantwortung übernehmen für den Stoff, den sie lernen.
Dazu gehöre auch, dass sie ihn unterbrechen, wenn sie etwas nicht verstehen.
Bereits in den Neunzigern entwickelte
Prof. Ertel das System INKIDU, bei dem
die Studenten im Internet die Lehrqualität
ihrer Dozenten beurteilen konnten. Das
Programm wird mittlerweile von vielen
Hochschulen in ganz Deutschland eingesetzt.
Die Prämierung mit dem Landeslehrpreis
hat den sympathischen Professor nicht
abheben lassen. „Eigentlich bin ich
durch meinen Beruf, in dem ich jeden
Tag Neues dazu lerne, schon genügend
belohnt“, sagt er.
Study without desire
spoils the memory
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Lernen durch Verstärkung
ailab.hs-weingarten.de
Krabbler + Spinne
Roboter lernen das Laufen
darauf herunterfällt, was nach herkömmlichen Programmiermethoden eine äußerst schwierige Aufgabe wäre.
In Zukunft müssen Computer nicht mehr
nur riesige Zahlenmengen verarbeiten,
sondern sie sollen den Menschen auch
im Alltag helfen. Die Aufgabenstellung
der Künstlichen Intelligenz ist es vielmehr, Müll zu sortieren, die Wäsche zu
bügeln oder mal eben das schwarze
Kabel aus der Ecke dort drüben zu
holen.
Crawler + Spider
Robots learn to walk
Der kleine Krabbelroboter stakst unsicher durch das Labor . Seine ersten Regungen sind pummelig und ungelenk. Nach dem Prinzip „Reinforcement
Learning“ soll das Kerlchen nun laufen lernen. Wie ein kleines Kind probiert
es aus. Und durch Versuch und Irrtum optimiert es erfolgreich seinen Gang.
Die Bewegungen werden schnell eleganter und definierter, das kleine Ding
wird trittsicher. Nur dass der Knirps nicht aus Fleisch und Blut ist, sondern
Metallärmchen und Gummikappen an den schlaksigen Beinen hat.
S
ie heißen „Krabbler“ und
„Spinne“, die Roboter-Entwicklungen von Prof. Ertel am Institut für Künstliche Intelligenz an
der Hochschule Ravensburg-Weingarten. Sie funktionieren nach dem Prinzip
des Ausprobierens, optimieren ihr Verhalten Schritt für Schritt derart, dass sie
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selbst schwer fassbare Verhaltensmuster
lernen. Der kleine Krabbler lernt sein Bewegungsmuster in etwa 20 Sekunden,
die Spinne mit den vier Armen und acht
Gelenken benötigt dafür fünf bis zehn
Minuten. Solche lernfähigen Roboter
können sogar lernen, ein Servicetablett
zu balancieren, ohne dass das Geschirr
Maschinen und Roboter
werden lernfähig
Im „14 Nothelfer“ sind alle wichtigen medizinischen Abteilungen vertreten.
Darüber hinaus verfügen wir über Kooperationspartner, die das Behandlungs- und Leistungsspektrum des 14 Nothelfer Krankenhaus ergänzen.
Der Aufenthalt in einem Krankenhaus ist für die wenigsten Menschen ein
angenehmes Ereignis. Wir, die Ärztinnen und Ärzte, die Schwestern und
Pfleger sowie alle Mitarbeiter der Funktionsbereiche und der Verwaltung
möchten Ihnen den Aufenthalt so gestalten, dass Sie sich wohl fühlen.
Aber nicht nur die medizinische und fachliche Qualität eines Krankenhauses beeinflusst den Genesungsprozess positiv. Auch die Umgebung ist
wichtig. Dazu gehört eine zeitgemäße Ausstattung der Patientenzimmer ,
unsere Parkanlage, die Caféteria oder die Hauskapelle. Auf Wunsch kann
die seelsorgerische Betreuung sowie die Sozialberatung im Krankenhaus
in Anspruch genommen werden.
Damit Sie bald wieder in Ihre häusliche Umgebung zurückkehren können,
setzen sich unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter engagiert und kompetent für Ihre Genesung ein. Dazu ist auch eine vertrauensvolle Basis
zwischen Ihnen als Patient und uns als Klinik wichtig. Gemeinsam erreichen wir viel für Ihre Gesundheit.
Krankenhaus 14 Nothelfer GmbH
Ravensburger Straße 39
88250 Weingarten
Telefon (07 51) 406 – 0
Telefax (07 51) 406 – 240
[email protected]
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Kryptographie
enigma.hs-weingarten.de
Das „Enigma-Projekt“
Für die Vorlesung „Datensicherheit“ von Prof. Ertel wird derzeit die
Enigma, eine historische Chiffriermaschine, nachgebaut.
D
ie Absicht dieses Projektes ist
es, den Studenten an einem
anschaulichen Beispiel zu
zeigen, wie der Wettlauf zwischen Verschlüsselung, d.h. Datensicherheit und dem Knacken von Geheim-
Wer die Enigma, aber
auch die moderne Kryptographie (Verschlüsselungtechnik) von der Pike
auf erlernen möchte, der
sei auf das Buch von
Wolfgang Ertel mit dem
Titel „Angewandte Kryptographie“ beim HanserVerlag verwiesen:
www.hs-weingarten.de/~ertel/kryptobuch.html
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nissen, d.h. den Angreifern, abläuft. Da
funktionierende Original-Enigmas sehr
teuer sind, wurde vor Jahren dieses
Nachbauprojekt begonnen. Wichtig ist
es hier auch zu erwähnen, dass die moderne Kryptographie ausschließlich aus
abstrakter Mathematik und Algorithmik
besteht. Gerade die historische Enigma
eignet sich hervorragend für die Lehre,
weil dieses elektromechanische Meisterwerk sich anschauen und anfassen lässt.
Oberstes Ziel beim Thema Kryptographie und Datensicherheit ist die freie
und friedliche Nutzung der modernen
Verschlüsselungsverfahren zum Schutz
von Privatsphäre und geistigem Eigentum.
Noch ist nicht klar, wieviele Enigmas gebaut werden. Falls genügend viele Maschinen gebaut werden, wird eine
Replica vermutlich etwa 5.000 Euro kosten.
The "Enigma project"
lexmed.de
Lexmed
Computergestützte Diagnose
von Blinddarmentzündung
LEXMED ist ein lernfähiges medizinisches Diagnosesystem, welches unter
Prof. Ertel an der Hochschule Ravensburg-Weingarten entwickelt wurde. Es
ist einfach zu bedienen und gibt dem Arzt aufgrund der Symptome des Patienten eine gut begründete Diagnose für das Vorliegen einer Appendizitis.
Es basiert auf einer Software zur Erstellung wissensbasierter Systeme, die
sich speziell für den Umgang mit unsicherem und unvollständigem Wissen
eignet.
D
ie Diagnose der Appendizitis
ist entgegen landläufiger
Meinung nicht einfach. Chirurgen "gehen von der Tatsache aus, daß die klinische Diagnose der
Appendizitis schwierig und mit Unsicherheiten belastet ist" und "daß auf der anderen Seite die Unterlassung der Operation bei einer akuten Entzündung ein erhebliches Risiko bedeutet, und daher die
gewissermaßen immanente Häufigkeit
von Fehldiagnosen (in Form von unnötigen Operationen) etwa 15% beträgt."(s.
Literatur: B. Hontschik, 1994; vgl. Böhner et al. 1994). Gleichzeitig ist Appendizitis eine häufige Krankheit (etwa
10.000 Fälle allein in Baden-Württemberg 1995), die wissenschaftliche Literatur ist entsprechend umfangreich,
größere Datenbanken behandelter Fälle
liegen vor und können zur Überprüfung
oder Gewinnung von Hypothesen genutzt werden. Dies alles bietet eine gute
Grundlage, das noch nicht befriedigend
gelöste Diagnoseproblem mit modernen
Methoden weiter zu erforschen.
die unter Appendizitisverdacht operiert
wurden) und vorhandenen Regeln (von
Fachärzten) extrahiert. Damit ist das System in der Lage, für jede (auch unvollständige) Kombination von Untersuchungsergebnissen automatisch eine
Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen
einer Appendizitis bzw. einen Diagnosevorschlag zu generieren.
Seit Juni 1999 wird ein Prototyp von
LEXMED erfolgreich im Krankenhaus 14
Nothelfer in Weingarten unter klinischen
Bedingungen getestet.
Computer-assisted
diagnosis of
appendicitis
Die in diesem Projekt verwendete Methode der maximalen Entropie siedelt im
Umfeld der Wahrscheinlichkeitstheorie.
Sie erlauben einen theoretisch fundierten
Umgang mit unsicherem bzw. unvollständigem Wissen und stellen eine allgemeine Entwicklungsmethode dar, die
für viele medizinische und auch technische Diagnoseaufgaben einsetzbar sein
wird. Das spezifische Wissen über Appendizitis wird vom System aus einer
Datenbank (hier Daten von Patienten,
13
Beratung und Weiterbildung
kids.hs-weingarten.de
Steinbeis-Transferzentrum Künstliche
Intelligenz und Datensicherheit
Im Steinbeis-Transferzentrum für Künstliche Intelligenz und Datensicherheit, kurz KIDS, unter der Leitung von Prof.
Wolfgang Ertel werden seit 2001 Industrieprojekte bearbeitet, Firmen beraten und Weiterbildungen durchgeführt.
Seminare:
• Maschinelles Lernen
• Künstliche Intelligenz
mit Anwendungen
• Lernfähige Roboter
• Expertensysteme
• Datensicherheit
• Sichere Kommunikation im Internet
• Digitale Signaturen
• Public Key Infrastruktur
Informationen und Kontakt über Professor Ertel oder auf
kids.hs-weingarten.de
N
icht nur Computer, sondern auch Fahrzeuge,
Haushaltsgeräte, Roboter
und Produktionsanlagen
werden immer intelligenter. Da die Programmierung hier sehr schwierig, teilweise sogar unmöglich wird, setzt KIDS
auf maschinelle Lernverfahren. Roboter
lernen ihr Verhalten, Motoren nutzen
Lernverfahren um den Energieverbrauch
zu minimieren, Diagnosesysteme lernen,
ihre Fehlerrate zu minimieren, etc. In diesem innovativen sehr wichtigen Gebiet
entwickelt KIDS Lösungen für namhafte
Technologieunternehmen.
14
Einige der Arbeitsgebiete von KIDS sind:
• Expertensysteme für Diagnose,
Prognose, Klassifikation
• Automatische Fehlerdiagnose
technischer Geräte
• Qualitätskontrolle
• Lernfähige Klassifikationssysteme
• Automatische Diagnose
in der Medizin
• Automatische Optimierung
technischer Anlagen
• Datensicherheit
• Public Key Infrastruktur
Steinbeis Transfer
Center for Artificial
Intelligence and
Data Security
Steinbeis-Transferzentrum
Künstliche Intelligenz
und Datensicherheit
www.inkidu.de
INKIDU
yakadoo – it’s all about you
NKIDU ist ein Werkzeug zur Erstellung und Durchführung von Umfragen über das Internet. Das Einsatzgebiet ist vorzugsweise die Evaluation von Lehrveranstaltungen durch
Befragung von Studenten. Die Bedienung des Systems erfolgt ausschließlich
über einen WWW-Browser, verbunden
mit einem zentralen WWW- und Datenbank-Server an der FH RavensburgWeingarten. INKIDU wird von vielen
Hochschulen im deutschsprachigen
Raum eingesetzt.
I
Das Webportal yakadoo soll, im Gegensatz zu den gängigen Internetanbietern, dem Kunden durch eine interaktive Beratung helfen, das für ihn optimale Produkt zu finden. yakadoo muss also die Fähigkeiten und das Wissen
eines guten Fachhändlers haben.
Folgende Vorteile bietet INKIDU
Plattformunabhängig, keine Installation
notwendig • SSL Verbindung für maximale Sicherheit Statistische Auswertung
mit grafischer Darstellung • Minimaler
zeitlicher Aufwand für die Durchführung
der Umfrage • Individuelle Anpassung
des Fragebogens • Die Umfragen erfolgen papierlos und somit umweltfreundlich • Ergebnisse können in Statistikprogrammen weiterverarbeitet werden
• Es werden Bewertungsfragen, Ja/
Nein-Fragen, Einfach- und Mehrfachauswahlfragen sowie Textfragen unterstützt
• INKIDU eignet sich auch vorzüglich für
kommerzielle Umfragen, z.B. für Kunden- und Mitarbeiterbefragungen von
Firmen • Als Mehrfachumfrage können
z.B. alle Vorlesungen einer ganzen
Hochschule ohne großen Aufwand evaluiert und verglichen werden.
D
Hochschule Ravensburg-Weingarten
Prof. Dr. Wolfgang Ertel
Institut für künstliche Intelligenz
Doggenriedstraße 38
88250 Weingarten
Tel. +49-751-5019-721, -591
[email protected]
iki.hs-weingarten.de
D
er Kunde beantwortet die
Fragen des Beratungsdialogs. Die Antworten werden
dann in die Input-Attribute
des Expertensystems übersetzt. Dieses
stellt eine zentrale Komponente des Systems dar. Es wählt an Hand der eingegebenen Attribute das für diesen Kunden optimale Produkt aus. Für das ausgewählte Produkt werden nun mehrere
Anbieter um ein Angebot gebeten.
Impressum
urch eine Maximierung der
Bewertungen wird dann das
beste Angebot ausgewählt
und dem Kunden angeboten.
Das Expertensystem zur Auswahl des
Produktes, die Benutzerschnittstelle und
der Beratungsdialog für yakadoo wurden vom Transferzentrum KIDS entwickelt und am Beispiel des Kaufs einer
Digitalkamera exemplarisch implementiert. Dieses Projekt wurde durchgeführt
im Auftrag des eCommerce Start-Up
“yakadoo GmbH” im Rahmen einer Innovationsförderung des Landes Baden-
INKIDU & yakadoo
Frehner Consulting GmbH Deutschland
Unternehmensberatung für PR
Herausgeber: Frehner Consulting GmbH Deutschland, Postfach 1652, D-87622 Füssen, www.frehner-consulting.de,
[email protected], Projektleitung: Hardy Seer, Bildmaterial: Prof. Dr. Ertel, Marketing und Verlag: Frehner Consulting GmbH Deutschland, Telefon +49 (0) 83 62 / 91 46 19, Telefax +49 (0) 83 62 / 91 46 16, Inserentenbetreuung:
Creszentia Driendl, Gestaltung: PerchtMedia, 87629 Füssen, Druck: Süddeutsche Verlagsgesellschaft, Ulm
Ein Produkt der Frehner Consulting GmbH Deutschland. Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung der Frehner Consulting.
Stand: Frühling 2012
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Inserat
SAP und Sustainability
Die SAP hat sich dem Thema Nachhaltigkeit bereits seit vielen Jahren gewidmet.
Hierbei verfolgt die SAP eine Doppelstrategie als sogenannter Enabler und Exemplar. Dies bedeutet, dass die SAP Softwarelösungen an ihre Kunden liefert, die
ihnen dabei helfen ihre Nachhaltigkeitsziele besser und schneller zu erreichen, und
das die SAP selbst als gutes Beispiel vorangeht.
D
as SAP Sustainability Lab in
Markdorf ist hierbei der Vorreiter für viele Aktivitäten in
beiden Bereichen. Die Softwareentwicklung im Bereich Environment Health and Safety Management
wird überwiegend in Markdorf vorangetrieben. Namhafte Kunden in der ganzen Welt bauen hierbei auf die SAP
Lösungen aus Markdorf.
Im Markdorfer Lab finden auch 2 mal
Jährlich die sogenannten Sustainability
days statt. Hierbei treffen sich Experten
aus der ganzen Welt zum Know howAustausch. Ganz im Sinne der Nachhaltigkeit widmen sich die Mitarbeiter aber
auch ganz persönlich aktuellen Themen,
so wurden während den Sustainability
Days 2011 mehr als 1000 Stunden freiwillige Arbeit für lokale Umweltprojekte
geleistet. „Dies unterstreicht den Slogan
des Labs. Sustainability is more than just
business for us … it is our passion”. So
Managing Manging Director Carlo Bevoli. „Es ist uns ein Anliegen, mit unserer
Arbeit die Welt ein Stück sicherer und
besser zu machen.“
Der SAP Nachhaltigkeitsbericht kann online
unter www.sapsustainabilityreport.com
eingesehen werden. Es lohnt sich.
Auch in den nächsten Jahren wird der
Bereich Sustainability weiter wachsen
und SAP benötigt engagierte, innovative
und kreative Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, für Markdorf und für viele andere
Standorte in der ganzen Welt. Die Zusammenarbeit mit Hochschulen ist hierfür ein wichtiger Eckpfeiler für die zukünftigen Planungen.