Forschungsinhalte
Das Institut für technische Assistenzsysteme mit seinen Arbeitsgruppen Interaktive Systeme und Data Science vereint Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen, um innovative Lösungen in den Bereichen Assistenzsysteme, interaktive Systeme mit den Methoden der Data Science zu entwickeln. Mit einem besonderen Fokus auf praxisnahe Anwendungen kombinieren wir aktuelle Forschung mit verschiedenen Anwendungen.
Wir arbeiten daran, Assistenztechnologien zu entwickeln, die Menschen in ihrem Alltag unterstützen. Von intelligenten Sprachassistenten bis hin zu automatisierten Systemen in der Pflege oder Produktion erforschen wir, wie Mensch und Maschine optimal zusammenarbeiten können. Im Rahmen der interaktiven System entwickeln wir intuitive Schnittstellen, die die Interaktion zwischen Menschen und Technologie vereinfachen. Wir setzen auf Mensch-zentrierte Designs, um den Umgang mit technischen Lösungen so nutzerfreundlich wie möglich zu gestalten. Durch die breite Palette an Methoden der Data Sciencen schaffen wir die Analyse und Verarbeitung großer Datenmengen die Basis für fundierte Entscheidungen und innovative Algorithmen. Ob maschinelles Lernen, Datenvisualisierung oder die Entwicklung neuer Vorhersagemodelle – wir arbeiten daran, Daten in nützliche Informationen zu verwandeln.
Unsere Ansatz zeichnet sich durch flache Hierarchien, offene Kommunikation und die ständige Bereitschaft zum Lernen von Neuem aus. Wir fördern interdisziplinäre Zusammenarbeit und kreative Lösungsansätze. Der Teamgeist und das gemeinsame Streben nach guten Lösungen treiben uns an.
Team
Ehemalige Teammitglieder
Christina Broo
Myriam Lipprandt
Lena Stange
Ignatius Sapto Condro Atmawan Bisawarna
Melina Frenken
Rudolf Siegert
Jana Tessmer
Johannes Hurka
Axel Sigmund
Jan Vox
Projekte
Das Projekt ASKAR 3D (Entwicklung eines assistiven Systems zur hochgenauen Knie-Endoprothetik auf Basis von Augmented Reality und optischer 3D-Messtechnik) hat als übergeordnetes Ziel, am Beispiel der Knie-Endoprothetik die chirurgische Präzision zu erhöhen, das Patientenwohl zu verbessern und gleichzeitig eine sicherere, zügigere und für den Chirurgen komfortablere Operation zu ermöglichen. Dies soll durch die Entwicklung eines assistiven Multisensor-Systems unter Einbindung neuester Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) erreicht werden. Das technische Gesamtziel, die Fusion von optischer 3D-Messtechnik und AR gliedert sich in die drei Teilziele Markierungsfreie Navigation im OP", "Hochgenaue Echtzeit-Vermessung chirurgischer Interventionen" und "Komfortable Visualisierung von Planungs- und Messdaten in Augmented Reality (AR)“. Der Ablauf einer herkömmlichen Knie-OP soll durch das zu entwickelnde System deutlich zeiteffizienter gestaltet werden und dabei patientenschonender sein als bisher. Aktuell zur 3D-Vermessung notwenige Markierungen im Bein des Patienten verursachen zusätzliche chirurgische Eingriffe und Risiken wie Gewebeverletzungen, Infektionsstellen und Fehlplatzierungen. Durch die berührungslose, markierungsfreie Messtechnik soll eine OP zukünftig ohne diese Markierungen möglich sein.Für eine hochgenaue Vermessung der Knieoberfläche soll innerhalb der Projektlaufzeit ein mobiles, optisches Messsystem entwickelt werden, welches in der Lage ist die relevanten OP-Daten (Knochen, Bänder, Sehnen etc.) in Echtzeit zu detektieren und geometrisch zu erfassen. Die geplante Auflösung am Objekt beträgt 0,5mm. Mittels KI-Methoden werden die aufgenommenen Daten parallel Segmentiert und Klassifiziert. Die daraus resultierenden Daten und präzisen Messergebnisse werden mit den virtuellen Planungsdaten fusioniert, sodass die Genauigkeit des Gesamtsystems jederzeit den medizinischen Anforderungen entspricht.
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Frank Wallhoff (Koordination), Prof. Dr.-Ing. Till Sieberth, Prof. Dr.-Ing. Thomas Luhmann
Mitarbeiter: Tobias Neiß-Theuerkauff, M.Sc., Arne Schierbaum, M.Sc.
Projektlaufzeit: 02/2023 – 01/2026
Kooperationspartner: Aesculap AG, Axios 3d Services GmbH, Pius-Hospital Oldenburg
Website: https://iapg.jade-hs.de/en/projects/askar3d
Das Forschungsprojekt RessourcE- RessourcenEntwicklung in Dienstleistungsarbeit- fokussiert die Weiterentwicklung von Einfacharbeit in Dienstleistungen, also Tätigkeiten, für die keine formalen Qualifikationen erforderlich sind. Im Mittelpunkt des Projekts stehen die gesundheitsförderliche Gestaltung sowie die Kompetenz- und Qualifikationsentwicklung der Beschäftigten.
Die Region RessourcE-NordWest (Bremen-Bremerhaven und Oldenburg-Wilhelmshaven) ist historisch durch den Handel und die Industrie und heute zunehmend durch das Dienstleistungswachstum geprägt.
RessourcE wurde aufgrund des Dienstleistungswachstums und des großen Anteils von Einfacharbeit im Dienstleistungssektor entwickelt. Einfacharbeit bietet zwar geringqualifizierten Beschäftigten gute Arbeitsmarktzugänge, diese sind jedoch oft von schlechten berufliche Entwicklungsmöglichkeiten und Arbeitsbedingungen betroffen. Hierzu zählen insbesondere die Logistikbranche und die gesundheitsbezogenen sozialen Dienstleistungen. Bislang fehlen für die Einfacharbeit zugeschnittene Innovationen zur Arbeitsgestaltung und zum Kompetenzaufbau, die Beschäftigten und Unternehmen der Region neue Entwicklungschancen eröffnen.
Das Projekt zielt darauf ab, das Kompetenzzentrum „RessourcenEntwicklung und Dienstleistungsarbeit“ in der Region aufzubauen und zu verstetigen. Der Fokus liegt auf der Weiterentwicklung von Einfacharbeit in Dienstleistungen. Das Projekt soll durch die Bildung nachhaltiger Transferstrukturen zwischen Arbeitsforschung und Praxis Innovationen für gute Arbeitsgestaltung, Führung und Entwicklungsmöglichkeiten im Bereich der Einfacharbeit initiieren. Um neue Innovationen und Entwicklungsmöglichkeiten zu fördern, werden technische Lösungen entwickelt, unter anderem ein KI- und sensorgestütztes Exoskelett, das Nutzenden auf Basis laufender Ergonomieanalysen Handlunsgempfehlungen gibt. Zudem soll mithilfe neuer Konzepte zur Stärkung psychischer Gesundheit und zur Nachqualifizierung von Pflegehilfskräften beigetragen werden.
Das Kompetenzzentrum RessoucE dient außerdem als dauerhafte Beratungsstelle für Beschäftigte, Führungskräfte, Interessensvertretungen und Unternehmen. Hier werden die innovativen Lösungen für Einfacharbeit angeboten und in der betrieblichen Umsetzung begleitet.
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Teilprojektleitung (Jade): Prof. Dr.-Ing. Frank Wallhoff
Mitarbeiter: Fenja Hesselmann, M.Sc., Yves Korte-Wagner, B.Sc.
Projektlaufzeit: 07/2023 – 06/2028
Kooperationspartner: Universität Bremen (Koordination) - Institut Arbeit und Wirtschaft (iaw) sowie Fachbereich Wirtschaftswissenschaft, PTS Packing, Transport, Services & Logistics GmbH, Mensen GmbH, Initiative zur sozialen Rehabilitation e.V., LOREL Logistik GmbH, care pioneers GmbH, Arbeiterwohlfahrt- Bezirksverband Weser- Ems e.V., WearHealth UG (haftungsbeschränkt), VACANCES mobiler Sozial- und Pflegedienst GmbH, Vollers Management Service GmbH, BLG Industrielogistik GmbH & Co. KG, BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH, Wirtschafts- und Sozialakademie der Arbeitnehmerkammer Bremen gGmbH
Website: https://www.uni-bremen.de/perso/forschung/beiratstaetigkeiten/projekt-ressource
Ziel des Projektes DEAL ist der nachhaltige Ausbau von Strukturen und Expertise in der datengestützten und -getriebenen Gesundheitsforschung an der Jade Hochschule. Durch Digitalisierung, gezielte Erhebung und Verwendung von Gesundheitsdaten kann die gesundheitliche Versorgung und Pflege unter der aktuellen demographischen Entwicklung verbessert werden. In acht Arbeitspaketen (AP) mit Anwendungsbezug werden Fragestellungen aus den Bereichen Medizintechnik, Hörforschung, Hebammenwissenschaft, Logopädie und Pflege- und Gesundheitswissenschaft bearbeitet. Zusätzlich werden in fünf Querschnittsbereichen mit Servicecharakter (S) projektübergreifende Themen im interdisziplinären Zusammenwirken der Projektbeteiligten bearbeitet und verstetigt.
Fördermittelgeber: zukunft.niedersachsen
Teilprojektleitung (F): Prof. Dr.-Ing. Frank Wallhoff, Prof. Dr.-Ing. Vanessa Cobus
Mitarbeiter: Fenja Hesselmann, Tobias Neiß-Theuerkauff
Projektlaufzeit: 01/2022 – 10/2025
Kooperationspartner: Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Website: https://www.jade-hs.de/forschung/forschungsprofil/strategische-projekte/data-driven-health/
Collaborative Spatial Artificial Intelligence in Realtime
Das Projekt – „CoSAIR – Collaborative Spatial Artificial Intelligence in Realtime“ wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „Forschung an Fachhochschulen“ zur Schaffung, Verstetigung und Bündelung attraktiver Arbeits- und Forschungsbedingungen für den wissenschaftlichen Nachwuchs an Fachhochschulen/Hochschulen für Angewandte Wissenschaften im Bereich „Künstliche Intelligenz“ (KI-Nachwuchs@FH) gefördert.
Wesentliches Ziel ist eine breite Nutzung der CoSAIR-Plattform an allen drei Studienorten der Jade Hochschule in Forschung, forschungsnaher Lehre und Transfer. Die CoSAIR-Plattform bietet daher Spatial-KI-Infrastructure-as-a-Service (On-Premises, d. h. im Hochschulrechenzentrum bereitgestellt) mit flexibler GPU-Zuteilung, einen GPU-Cluster-Node für High-Performance-Anforderungen wie Reinforcement Learning und Tiered Storage für sehr große KI-Data-Sets. Die an der Jade Hochschule bereits vorhandene GIS-Infrastruktur wird dabei in die CoSAIR-Plattform integriert.
Zudem wird eine kollaborative Umgebung für die Spatial-KI-Entwicklung im Rahmen des Projektes maßgeschneidert und On-Premises bereitgestellt, um dem KI-Nachwuchs einen einfachen Zugriff auf die CoSAIR-Plattform über den Webbrowser mit Single-Sign-On anzubieten. Ermöglicht werden dabei die kollaborative KI-Entwicklung innerhalb von Jupyter Notebooks inkl. Chat-Funktion, der Zugriff auf Spatial-KI-Datasets und Worked Examples sowie eine Time-Travel-Versionskontrolle.
Im Ergebnis wird im Projekt CoSAIR eine maßgeschneiderte und in dieser Form einzigartige KI-Plattform realisiert.
EITAMS - Entwicklung innovativer Technologien für autonome maritime Systeme
Durch kontinuierlich steigende Nutzung maritimer Ressourcen, wie beispielsweise die seit der Energiewende intensivierte Offshore-Windenergie, wächst der Bedarf an bezahlbaren Systemen im Bereich autonomer oder teilautonomer Unterwasserfahrzeuge (Autonomous Underwater Vehicle, AUV), um zum Beispiel Inspektionen an Anlagen zu vereinfachen. Heute verfügbare Systeme sind in der Regel hoch spezialisiert und der Einsatz aufwändig, woraus hohe Anschaffungs- und Entwicklungskosten sowie ein hoher Durchführungsaufwand resultieren.
Durch das Forschungsprojekt EITAMS will die Jade Hochschule einen Beitrag zur Entwicklung von bezahlbaren Systemkomponenten für flexibel konfigurierbare Fahrzeuganwendungen unter Wasser leisten, von dem die niedersächsische Wissenschaft und Wirtschaft durch niedrigere Kosten und neue Möglichkeiten profitieren kann.
Es ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für derartige autonome Fahrzeugsysteme, beispielsweise weiträumige maritime Messdatenerfassung im Umweltbereich, Explorationen im Unterwasserbergbau und visuelle oder sensorgestützte Untersuchungen bei Inspektionen.
Das Forschungsprojekt ist standortübergreifend und startete am 1. Januar 2017. Es hat eine Laufzeit von 4 Jahren und wird aus Mitteln des niedersächsischen Volkswagen Vorab-Programms in Höhe von knapp 1,5 Millionen Euro gefördert.
Vitale Regionen
Vitale, erlebnisreiche und selbstständige Dorfgemeinschaften.
Beteiligte Personen: Prof. Dr.-Ing. Frank Wallhoff, M.Sc. Jan Vox, B.Eng. Yves Wagner
Fördermittelgeber: INTERREG
Laufzeit des Projektes: 01.01.2017 – 31.12.2020
Zum 01.01.2017 ist das INTERREG-Projekt Vitale Regionen gestartet. In einer Kooperation unter Federführung der NHL Hoogeschool Leeuwarden wird nach neuen Lösungen geforscht, um es älteren Menschen im ländlichen Raum zu ermöglichen selbständig und mobil zu bleiben.
In den Nord-Niederlanden und im Nordwesten Deutschlands zeigt sich der demografische Wandel in einer Abnahme der jüngeren und einer Zunahme der älteren Bevölkerung. Die Versorgung und Pflege der älter werdenden Gesellschaft gestaltet sich vor dem Hintergrund eines sich abzeichnenden Fachkräftemangels in Pflegeberufen zunehmend schwieriger. Daher ist Ziel des Projektes ein Lebensumfeld für ältere Personen zu schaffen, in dem sie lange selbstständig leben können.
In den verschiedenen Arbeitspaketen werden ein Assistent für rehabilitative Übungen, ein Maulwurfsspiel zur Steigerung der Reaktion sowie ein Spiel zur Steigerung der kognitiven Leistungen entwickelt. Diese werden dann zusammen mit einem Intelligenten Bett und weiteren technologischen Komponenten in einer Musterwohnung zusammengeführt. Eine digitale Plattform rundet die Vernetzung der Dienste und die Informations- und Kommunikationsbedarfe ab. Die Hochschulen (D/NL) unterstützen die KMU dabei, Produkte und Dienste zu validieren und zu evaluieren.
Die Zusammenarbeit soll zum Aufbau eines dauerhaften deutsch-niederländischen Netzwerkes, zur Schaffung einer grenzüberschreitenden wissenschaftlichen Basis für die Evaluation innovativer technologischer Produkte und Dienste und zur Kooperation zwischen Bildungsstätten und KMU führen.
Kompetenzzentrum Robotik - Mensch-Roboter-Kollaboration – Robonatives
Schulische Umsetzung des Projektes "Mensch-Roboter-Kollaboration – Robonatives"
Der Masterplan Digitalisierung bildet in Niedersachsen die Grundlagen für verlässliche Rahmenbedingungen in einem laufenden digitalen Transformationsprozess. Neben einer flächendeckenden digitalen Infrastruktur ist die digitale Kompetenz aller Menschen der Schlüsselfaktor für die Entwicklungsperspektiven des ganzen Landes. Das bedeutet, dass auch die Schulen zukunftsweisend ausgestattet und die digitalen Technologien in den Unterricht geholt werden müssen, um eine anwendungsorientierte Lehre zu ermöglichen und Schülerinnen und Schüler frühzeitig für das Thema Digitalisierung zu begeistern.
Im Rahmen des Projektes "Mensch-Roboter-Kollaboration Robonatives" erhielten 66 weiterführende Schulen eine Förderung zur Einrichtung von Roboter-Laboren. Zur Unterstützung der Projektschulen bei der Arbeit mit den neuen Robotersystemen und zur Qualifizierung der Lehrkräfte hat im August 2021 das "Kompetenzzentrum Robotik" seine Arbeit aufgenommen.
Der kompetente, kritische, kooperative und gestalterische Umgang mit digitalen Technologien ist zu einer Grundvoraussetzung für die Teilhabe an der Gesellschaft und am Berufsleben geworden. Ein Beispiel dafür ist die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), die in der Industrie zunehmend realisiert wird, um die Stärken der jeweiligen Akteure auszunutzen.
Auch in Schulen bietet sich der Einsatz von kollaborativen und taktilen Robotern an, da hierbei auf eine räumliche Trennung sowie auf Abschrankungen durch Zäune und Sicherheitszellen verzichtet werden kann. Die Sicherheit des Menschen wird durch Sensoren in den Roboterarmen gewährleistet, die Kollisionen erkennen und ihre Bewegungen einstellen. Neben der Produktion soll die Technikkompetenz auch in der Pflege bereits an den Fachschulen in die Ausbildung Einzung finden.
Das „Robonatives“ Projekt lief vom 4. August 2021 bis zum 31. Juli 2023 unter Gesamtkoordination der Landesinitiative n-21, Hannover.