Forschungsinitiative „Mobiler Mensch“

Die Wissenschaftsallianz zwischen Hannover und Braunschweig umfasst mehrere Forschungsinitiativen. Der „Mobile Mensch“ ist eine davon; sie wird an der Leibniz Universität Hannover durchgeführt.

Das Thema wird im Rahmen von insgesamt 13 Promotionsthemen an den beteiligten Lehrstühlen bearbeitet. Für 10 Themen werden noch Doktorandinnen und Doktoranden gesucht, dafür werden im Folgenden kurze Themenbeschreibungen angegeben. Die Reihenfolge ist alphabetisch nach Projektkürzel sortiert (z.B. IGT, ikg).

Bitte geben Sie an, für welches oder welche dieser Projekte Sie sich bewerben. In Ihrem Motivationsschreiben sollten Sie kurz darauf eingehen, was Sie in diesem Themengebiet bearbeiten und erforschen möchten. Das Fachgebiet der Promotionen ist hinter den Namen der betreuenden Professorinnen und Professoren angegeben (z.B. Geoinformatik). Diese Fachgebietsangaben sind mit den Webseiten des betreffenden Lehrstuhls verlinkt.

Projektbeschreibungen

Projekt IGT „Formen nachhaltiger Mobilität zwischen Transport und Bewegung“

(Prof. Dr. sc. techn. Barbara Zibell; Stadt- und Regionalplanung; 50%-Stelle)

Im Themenfeld Raum und Gesellschaft wird eine Persönlichkeit gesucht, die die technologischen Entwicklungen mit ihren Chancen und Risiken im gesellschaftlichen Kontext auslotet und mit den gegebenen räumlichen Potentialen abgleicht. Konkret geht es darum, Möglichkeitsräume in Form von Visionen für eine nachhaltige Entwicklung zu kreieren und diese in Reallaboren auf ihre funktionale Tauglichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz zu überprüfen. Das Vorhaben zielt darauf ab, einen Beitrag zu einer grundlegenden Transformation zu leisten und deren kurz- und mittelfristige Umsetzungschancen einzuschätzen.

Projekt ikg „Sichere Karte“

(Prof. Dr.-Ing. habil. Monika Sester; Geoinformatik; 100%-Stelle)

Karten sind elementare Basis um sich in der Welt zurecht zu finden – dies gilt für Menschen und Maschinen gleichermaßen. Karten für autonome Fahrzeuge müssen in Zukunft neben der geometrischen Information über die Straßen und ihre Zustände zusätzlich auch noch Informationen über ihre Aktualität, Qualität und Verlässlichkeit enthalten. Im Projekt sollen diese Informationen dezentral durch die verschiedenen Fahrzeuge gewonnen werden, und zu einer sicheren Karte zusammengeführt werden. Hierzu sind Methoden der Datenfusion und Optimierung erforderlich, die im Rahmen von Big Data Frameworks umgesetzt werden sollen.

Projekt IKT „Collective Multimodal Perception using Car-2-Car Communication”

(Prof. Dr.-Ing. Markus Fidler; Kommunikationstechnik; 100%-Stelle)

Fahrzeuge sind heute mit einer Vielzahl unterschiedlicher Sensoren, für Position, Geschwindigkeit und Richtung, bis hin zu Radar und Video, ausgestattet. Der Austausch und die Aggregation dieser multimodalen Sensordaten liefert die Basis, um eine kollektive Perzeption zu ermöglichen, die die Sicherheit assistierten und autonomen Fahrens erheblich steigern kann. Die entscheidende Voraussetzung, die in diesem Projekt erforscht wird, ist eine verlässliche Übertragung und Aggregation von Sensordaten mittels Fahrzeugkommunikation.

Projekt IPhil „Crash Algorithms for Autonomous Cars“

(Prof. Dr. Dietmar Hübner, Philosophie; 50%-Stelle)

Industrie und Politik ebnen zur Zeit die technischen und administrativen Wege zur Einführung autonomer Fahrzeuge. Die Optionen und Visionen reichen von intelligenten Fahrassistenzsystemen zu vollständig selbstfahrenden Autos. Neben vielen anderen Aspekten stellt sich hierbei die wichtige Frage, wie die entsprechenden Systeme bei unvermeidlichen Unfallszenarien reagieren werden, sei es aufgrund des expliziten Einbaus von geeigneten Unfallalgorithmen, sei es aufgrund der impliziten Reaktionsweisen der relevanten Kontrollstrukturen. In dem Teilprojekt sollen in enger Kooperation mit den beteiligten naturwissenschaftlich-technischen Disziplinen die philosophisch-ethischen Parameter des Unfallverhaltens von autonomen Fahrzeugen sowie die Optionen ihrer technischen Implementierung erhoben werden.

Projekt IPI „3D Bildverarbeitung für sichere Karten“

(Prof. Dr.-Ing. Christian Heipke, Photogrammetrie und GeoInformation; 100%-Stelle)

Sichere Karten sind aktuelle Karten, die alle relevanten Aspekte der Umwelt enthalten. Vor dem Hintergrund soll im vorliegenden Teilprojekt zwei Fragestellungen nachgegangen werden: (1) Der on-line Überprüfung und ggf. Aktualisierung durch ständige Datenerfassung. Neben der generellen Verkehrssituation ("Hindernisvermeidung") ist besonders an variable Aspekte zu denken, wie die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche ("trocken", "vereist" usw.); (2) der Anreicherung vorhandener Datensätze um zusätzliche Objekte und Attribute, die z.B. für das autonome Fahren hilfreich bzw. notwendig sind, z.B. Trajektorien von sich bewegenden Verkehrsteilnehmern (Fußgänger etc.) oder Bordsteinkanten zur genaueren Bestimmung der Ego-Position. In diesem Teilprojekt sollen vor allem bildgebende Sensoren eingesetzt werden. Aus den Bildern sollen die notwendigen Informationen automatisch in 3D abgeleitet werden.

Projekt IRI „Rechtliche Implikationen neuer Mobilitätslösungen“

(Prof. Dr. Nikolaus Forgó, Rechtswissenschaften; 50%-Stelle)

Die Entwicklung neuer Mobilitätslösungen ist auch rechtswissenschaftlich relevant, weil für die Nutzung autonomer Maschinen die Erhebung und Nutzung einer Vielzahl von Daten erforderlich ist. Die mit Erhebung und Nutzung der Daten einher gehenden Vorgänge sind rechtlich zu erfassen und zu beschreiben. Relevant sind hier insbesondere datenschutzrechtliche, IT-sicherheitsrechtliche wie auch haftungsrechtliche Fragen, die sich bei der Nutzung autonomer Systeme ergeben. Im Rahmen dieses Teilprojektes sollen diese rechtlichen Implikationen identifiziert und juristische Lösungsansätze entwickelt werden.

Projekt MCI „Mobile Usability“

(Prof. Dr. Michael Rohs, Mensch-Computer-Interaktion; 100%-Stelle)

Mobilität soll einfach, schnell, zuverlässig und flexibel sein. Mobilität soll aber auch eine positive User Experience bieten, gut in Alltagsaktivitäten integriert sein, wenig Planungsaufwand erfordern, energieeffizient und multimodal sein. Vor diesem Hintergrund soll in diesem Teilprojekt untersucht werden, wie das eigene Mobilitätsverhalten durch tragbare interaktive Technologien beeinflusst werden kann und wie Mobilität intuitiv realisiert werden kann. Dazu sollen insbesondere mobiles haptisches Feedback und Augmented Reality eingesetzt werden. Navigationsaufgaben sollen über verschiedene Mobilitätslösungen hinweg an das System delegiert werden können, die Kontrolle aber auch jederzeit wieder erlangt werden können. Die Aufmerksamkeitsressourcen und der kognitive Aufwand des Benutzers sollen dabei minimiert werden.

Projekt SE-1 „Requirements Engineering“

(Prof. Dr. Kurt Schneider; Software Engineering; 100%-Stelle)

Mobilität der Zukunft muss zu den Erwartungen und Anforderungen der Nutzer passen. Im Requirements Engineering werden mit Methoden der Befragung, der Beobachtung und mit intelligenten Heuristiken Anforderungen abgeleitet. Sie kommen von Nutzern ebenso wie von Planern und Juristen und müssen in realisierbare technische Anforderungen übersetzt werden. In diesem Projekt sollen neben bekannten Methoden des Requirements Engineering (wie Interviews, empirische Studien, Nutzerbeobachtungen und Prototypen) auch Videos und Simulationen eingesetzt werden, um schon lange vor der Implementierung die Vision zu veranschaulichen, wie ein geplantes System funktionieren soll und sich auswirken wird.

Projekt SE-2 „Entwicklung sicherer Mobilitäts-Software“

(Prof. Dr. Kurt Schneider; Software Engineering; 100%-Stelle)

In intelligenten Systemen der Mobilität werden große Datenmengen verarbeitet. Darunter sind personenbezogene Daten, die zwar der Individualisierung dienen, dabei aber vor Zugriffen Dritter geschützt werden müssen. In diesem Projekt sollen Konzepte und Mechanismen entwickelt werden, mit denen schon sehr früh in der Softwareentwicklung besonders sicherheitskritische Komponenten und Funktionen identifiziert werden können. Es sollen Werkzeuge und Maßnahmen entwickelt werden, mit denen bereits während der Softwareentwicklung Schwachstellen erkannt und beseitigt werden können, bevor sie einen Schaden anrichten können. Die beiden SE-Projekte ergänzen einander.

Projekt SRA „Verlässliche Ausführungsplattform“

(Prof. Dr.-Ing. habil. Daniel Lohmann; System- und Rechnerarchitektur ; 100%-Stelle)

Intelligente und autonome Mobilitätssysteme basieren in ihrem Kern aus einer Vielzahl tiefst eingebetteter Rechensystemen zur Steuerung der Sensorik und Aktuatorik. Viele dieser Elementarbausteine sind sicherheitskritische Echtzeitsysteme. Ihre Zuverlässigkeit auch unter harschen Bedingungen, wie transienten/permanenten Hardwaredefekten oder bewussten Angriffen von außen, ist Voraussetzung für das Erreichen von Verlässlichkeit (funktionale Sicherheit, Vertrauenswürdigkeit, Dienstgüte) und Akzeptanz auf Anwendungsebene. In diesem Projekt sollen auf der Basis des Echtzeitbetriebssystems Voraussetzungen geschaffen werden für die (a) konstruktive Vermeidung, (b) sichere Erkennung und (c) mögliche Kompensation von Fehlfunktionen, um so eine verlässliche Ausführungsplattform („reliable computing base“) für Steueranwendungen höherer Ebenen zu realisieren. Die Arbeiten finden an der Grenze zwischen Hardwarearchitektur und Betriebssystembau statt und erlauben eine Vertiefung in beide Richtungen.