Fachgruppe Cyber-Physical & Human Systems
Foto: Fachgruppe Cyber-Physical & Human Systems
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Das Bild ist in zwei Abschnitte unterteilt und stellt das Zusammenspiel von Cyber-digitalem Raum und Cyber-physischen Systemen im Kontext eines Bahnhofs dar:
Oberer Bereich (Cyber-digitaler Raum):
- Im oberen Teil ist ein stilisiertes Gehirn aus leuchtenden Linien und Punkten vor einem Hintergrund aus Binärcode abgebildet, das für „Künstliche Intelligenz“ steht.
- Darunter ist eine technische Zeichnung eines Bahnhofs mit einem Zug und mehreren Menschen zu sehen, die mit digitalen Symbolen (Kreise mit Punkten) markiert sind. Dieser Bereich ist mit „Digitale Zwillinge“ beschriftet.
- Die linke Seite ist mit „Cyber-digitaler Raum“ vertikal beschriftet.
Unterer Bereich (Cyber-physischer Raum):
- Im unteren Teil ist ein reales Foto eines Bahnhofs mit einem einfahrenden ICE-Zug und wartenden Menschen zu sehen.
- Der Bereich ist mit „Cyber-physische Systeme“ und „Mensch, Bahn, Umwelt“ beschriftet.
- Die linke Seite ist mit „Cyber-phys. Raum“ vertikal beschriftet.
Das Bild verdeutlicht die Verbindung zwischen digitaler (virtueller) und physischer Welt am Beispiel eines Bahnhofs.
Cyber-Physical & Human Systems (CPHS) bestehen aus cyber-physischen Rechnersystemen und dem Menschen. Cyber-Physical Systems (CPS) entstehen aus der Vernetzung eingebetteter Systeme durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetze. Die multidisziplinäre Forschung von CPS sieht folgende Einsatzfelder: medizinische Systeme, Assistenzsysteme, Steuerungs-, Automatisierungs- und Logistiksysteme, Sicherheitssysteme, Umweltbeeinflussungs- und Beobachtungssysteme, Kommunikation und Kultur z.B. im Rahmen eines digitalen Zwillings.
Cyber-Physical & Human Systems (CPHS) legen zusätzlich einen Schwerpunkt auf die Wechselwirkungen zwischen CPS und dem Menschen. Die Interaktionen zwischen Technologie und Mensch finden dabei auf unterschiedlichen Ebenen statt, physisch und digital im Cyber-Raum und stellen die Grundlage von “hybrider Intelligenz” dar, bei der sich der Mensch den Fähigkeiten von Technologie bedient und umgekehrt z.B. in modernen Assistenzsystemen.
Übergreifende Forschungsfragen sind:
- Wie können neue Technologien sinnvoll eingesetzt werden um CPHS weiter zu verbessern?
- Wie kann das Zusammenwachsen von Systemen und Menschen in einer Mensch-Maschine-Symbiose sinnvoll gestaltet werden?
- Welche neuen Möglichkeiten eröffnen CPHS in den Anwendungsfeldern Industrie und Gesundheit?
- Welche Rolle spielt Künstliche Intelligenz in einem CPHS und wie kann diese nutzbringend eingesetzt werden?
Unser Leitbild: Wir erforschen und entwickeln interdisziplinär CPHS der Zukunft zusammen mit Studierenden, Doktoranden und Unternehmen.
Die Fachgruppe Cyber-Physical & Human Systems vereint zwei Schwerpunkte: 1. das Cyber-Physische System und 2. das Menschliche System, welche nicht nur in räumlicher und zeitlicher Ebene sondern zunehmend auf einer cyber-digitalen Ebene als digitaler Zwilling miteinander verbunden sind. Zu der cyber-digitalen Ebene gehört auch insbesondere die Anwendung von Künstlicher Intelligenz (KI), welche z.B. eine smarte Assistenz des Anwenders in der realen Welt ermöglicht wie Augmented Reality. Die KI ist dabei ein Bindeglied zwischen cyber-physischem und menschlichem System, welches anhand von unterschiedlichen Anwendungen durch die Fachgruppe erforscht wird.
Schwerpunkt 1: Das Cyber-Physische System
Der erste fachliche Schwerpunkt liegt auf den technischen Fähigkeiten der Systeme. Eine zunehmende Leistungsfähigkeit von eingebetteten Systemen und eine fortschreitende Miniaturisierung der Hardware inklusive Sensoren ermöglichen neuartige Systeme in der Prototypen- und Produktentwicklung. Speziell im Bereich der mobilen Systeme erleichtern drahtlose Übertragungstechnologien den komfortablen Einsatz und die damit notwendige Nutzerakzeptanz.
Wir entwickeln Lösungen für
- Vernetzung von Systemen, insbesondere durch drahtlose Technologien
- Autonome und eingebettete Systeme mit Hardware- und Software-Komponenten
- Digitaler Zwilling von physischen Entitäten
- Modellierung, Entwurf, und Umsetzung von verteilten KI-Systemen in Computernetzen und neuartigen Endgeräten wie Wearables
Schwerpunkt 2: Das Menschliche System
Der zweite fachliche Schwerpunkt liegt bei der Augmentierung des Menschen, um dessen Kapabilitäten im Cyber-Physischen Raum zu erweitern. Insbesondere wird so eine assistive Augmentierung in Zukunft mit mobilen Systemen ermöglicht, welche zum einen eine nahtlose Integration von technologischen Systemen mit unserem Körper erfordert und zum anderen die Erweiterung unserer kognitiven, perzeptiven und motorischen Fähigkeit, sowie die Fähigkeit eines Systems den Kontext des Menschen implizit zu verstehen, ermöglicht. Diese Leistungsfähigkeit wird nur durch das Zuspiel von Künstlicher Intelligenz ermöglicht, welche die digitalen Zwillinge verknüpft.
Wir entwickeln Lösungen für
- Prävention - um Krankheiten früh zu erkennen und zu vermeiden,
- Substitution - um beeinträchtigte Funktionen, wie einer Behinderung, technologisch zu ersetzen,
- Extension - um Interaktions-Fähigkeiten zu unserer Umwelt zu erweitern.
Team
| Prof. Dr.-Ing.
Horst Hellbrück | |
| Telefon: | +49 451 300 5042 |
| E-Mail: | horst.hellbrueck@th-luebeck.de |
| Raum: | G.3 18-2.12 |
| Prof. Dr.-Ing.
Denys J.C. Matthies | |
| Telefon: | +49 451 300 5308 |
| E-Mail: | denys.matthies@th-luebeck.de |
| Ruben Schlonsak
M.Sc.
| |
| E-Mail: | ruben.schlonsak@th-luebeck.de |
| Raum: | IMTE 1.280 |
| Marco Gabrecht
M.Sc.
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| E-Mail: | marco.gabrecht@th-luebeck.de |
| Raum: | IMTE 1.280 |
