Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
A fundamental prerequisite for the development of society and the economy is that the actors and processes of present and future IT infrastructures can justifiably trust each other. The goal of the Collaborative Research Center CROSSING is to provide cryptography-based security solutions enabling trust in new and next generation computing environments. The solutions will meet the efficiency and security requirements of the new environments and will have sound implementations. They will be easy to use for developers, administrators, and end users of IT, even if they are not cryptography experts.
Wie wird das Internet der Zukunft aussehen? Welche bereits bekannten Arten der Kommunikation bleiben erhalten, welche neuen müssen darüber hinaus berücksichtigt werden? Welche zusätzlichen Herausforderungen stellt die zunehmend mobile Nutzung der Netze? Um es zusammenzufassen: Die Herausforderung liegt in einer wachsenden Dynamik und Variationsbreite der Rahmenbedingungen, in immer vielfältigeren Nutzungsformen mit stetig steigenden Qualitätsansprüchen und einer einfachen Nutzung der Vielfalt von Protokollen.
Der seit dem 01. Januar 2013 eingerichtete Sonderforschungsbereich MAKI (Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet) nimmt sich dieser Herausforderung an. Konkret werden hierzu die Mechanismen in Kommunikationssystemen, deren Adaption, Interaktion und fortlaufende Optimierung sowie langfristige Weiterentwicklung betrachtet. Sprecher ist Prof. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz vom Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik.
The Doctoral College „Privacy and Trust for Mobile Users“ was launched in October 2015. It is a highly interdisciplinary collaboration between Computer Science and the fields of Law, Economics, Sociology, and usability research funded as Research Training Group by the German National Science Foundation (DFG).
| Maschinelles Lernen von Mobiler Manipulation für Intelligenten Assistenzroboter |
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Robotische Haushaltshilfen sind ein Hauptziel der künstlichen Intelligenz und der Robotik. Jüngste Fortschritte beim Wahrnehmungs- und Manipulationslernen für Roboterarme mit fester Basis deuten darauf hin, dass dieser Traum realisierbar sein könnte. Für den Einzug in alltägliche Lebensumgebungen, die Interaktion mit Menschen und das Erfüllen von Haushaltsaufgaben benötigen Roboterassistenten jedoch intelligente Fähigkeiten zur mobilen Manipulation. Anders als bei stationären, robotischen Manipulationsaufbauten kann sich die intelligente mobile Manipulation nicht auf Brute-Force-Maschinenlernansätze mit großen Datensätzen stützen, sondern muss die Vorteile der klassischen modellbasierten Robotik mit modernen Methoden des maschinellen Lernens verschmelzen. Ein solcher hybrider Ansatz dürfte Erfolg haben, da mobile Manipulatoren in ihren Handlungen oft weniger eingeschränkt sind als ein stationärer Roboterarm. Das iROSA-Projekt zielt darauf ab, einen neuartigen Roboter-Lernansatz für mobile Manipulation zur intelligenten Unterstützung zu untersuchen. |
Prof. Dr. Georgia Chalvatzaki Interaktives robotisches Wahrnehmen und Lernen (PEARL) Förderung: DFG, seit 2021 Projekt Details bei GEPRIS |
| Projekt XIVA – eXplainable Image and Video Analysis |
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In ihrem durch das Emmy Noether-Programm geförderte Projekt XIVA – eXplainable Image and Video Analysis wird Dr. Simone Schaub-Meyer die Methoden der explainable AI (XAI) spezifisch auf die Bild- und Videoanalyse anwenden. Ihr Ziel ist die Entwicklung interpretierbarer Erklärungsmethoden für räumliche und räumlich-zeitliche Sehaufgaben, wie z.B. Bild-/Video-Segmentierung und Bewegungsschätzung. Die dabei gewonnen Einsichten sollen wiederum dabei helfen, die Modelle selbst und deren Robustheit zu verbessern. Dafür wird sie zunächst die Vorhersageleistung von bestehenden Modellen analysieren, die bereits neuartige, vom Menschen interpretierbare Messgrößen anbieten. Im direkten Vergleich sollen globale Schwächen und Stärken der Modelle sichtbar werden. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung lokaler Attributionsmethoden, die räumliche und raum-zeitliche Entscheidungsprozesse verarbeiten und visualisieren können. |
Dr. Simone Schaub-Meyer Image and Video Analysis Group Förderung: DFG, seit 2024 Projekt Details bei GEPRIS |
Abgeschlossene Förderungen
| Kryptographie jenseits des Black-box Modells |
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Der gegenwärtige Stand der kryptographischen Forschung benutzt mathematische Sicherheitsmodelle, die neben einer formalen Definition von gewünschten Sicherheitseigenschaften, insbesondere eine Sicherheitsanalyse basierend auf mathematischen Beweisen zu lassen. Wir werden das aktuelle Black-box Modell erweitern, und beweisbar sichere kryptographische Gegenmaßnahmen entwickeln, die ein höheres Maß an Sicherheit gewährleisten, wenn die Qualität von Zufallszahlen schlecht ist und Seitenkanalangriffe möglich sind. Des Weiteren werden wir Werkzeuge vorstellen, die den Implementationsprozess von kryptographischen Algorithmen fehlerresistenter macht. |
Prof. Dr. Sebastian Faust Angewandte Kryptographie Förderung: DFG, seit 2015 Projekt Details bei GEPRIS |
AIPHES is a Research Training Group (GRK 1994) funded by the DFG, the federal German research foundation. The research training group is led by Prof. Iryna Gurevych (UKP Lab) from the Computer Science Department of the Technische Universität Darmstadt. Participating partners are the Heidelberg University and the Heidelberg Institute for Theoretical Studies. AIPHES cooperates with leading international researchers in all research areas.
Wie können eine Vielzahl unterschiedlicher, miteinander drahtlos kommunizierender, stationärer und mobiler Sensorsysteme, die von einfachen Temperatursensoren bis hin zu komplexen Kamerasystemen mit unterschiedlichen Ressourcen, verschiedener Konnektivität und Zuverlässigkeit reichen, miteinander interagieren, um kooperativ eine potenziell wenig strukturierte und sich dynamisch verändernde Umgebung zu überwachen und aufzuklären? Zur Lösung dieser visionären Fragestellungen sind eine Reihe grundlegender wissenschaftlicher Herausforderungen zu lösen, die von der zuverlässigen Erkennung menschlicher Formen und der dynamischen Terrainerkundung über fundamentale Fragen der Zuverlässigkeit und Dienstgüte der Kommunikation und Middleware auf inhärent instabilen und mobilen Plattformen bis hin zur Koordination von Verbänden autonomer Fahrzeuge reichen.
Das Ziel dieses interdisziplinären Graduiertenkollegs ist die Erforschung der Infrastruktur für den elektronischen Markt. Das Programm ist in der Informatik verankert, erforscht jedoch insbesondere die Schnittstellen zwischen der technologischen und der rechtlich-politischen bzw. wirtschaftlichen Infrastruktur des elektronischen Markts. Die interdisziplinäre Kooperation wird durch die Vorlesungen, Seminare, Kolloquien und die Interaktion mit international anerkannten Forscher*innen und Expert*innen aus der Industrie unterstützt.
Detailseite GRK 492: Infrastruktur für den elektronischen Markt
Graduiertenkolleg Intelligente Systeme für die Informations- und Automatisierungstechnik
Der Einsatz numerischer Simulationsmethoden wird für immer mehr Bereiche der Ingenieurwissenschaften zu einer kostengünstigen Alternative zu teuren, zeit- und personalaufwendigen experimentellen Untersuchungen. In vielen Industriezweigen hat sich die numerische Simulation bereits zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt. Trotz der Fortschritte, die in den letzten Jahren erreicht werden konnten, ist jedoch in vielen praktischen Anwendungsfällen, deren Komplexität zudem stetig wächst, eine zuverlässige Simulation noch nicht in zufrieden stellender Weise möglich. Dies kann auf noch fehlende modelltheoretische Grundlagen oder extrem hohe Anforderungen an die Rechnerkapazitäten zurückzuführen sein.
Detailseite GRK 853: Modellierung, Simulation und Optimierung von Ingenieuranwendungen
Das Graduiertenkolleg „Qualitätsverbesserung im E-Learning durch rückgekoppelte Prozesse“ verfolgt die gezielte Qualitätsverbesserung von E-Learning. Neben Fragen nach Konzepten für Qualität und deren Messbarkeit steht dabei der Rückkopplungsbegriff im Fokus: Dieser fächert sich auf nach automatisierter, computerbasierter Rückkopplung, Feedback von Individuen und in Communities oder der Verschränkung beider Formen. Darüber hinaus werden implizite oder explizite Rückkopplungen und die damit einhergehenden Effekte auf Bildungsprozesse und Lernfortschritte untersucht.
Die Systemintegration gewinnt sowohl für die Forschung als auch für die universitäre Ausbildung enorm an Bedeutung. Die Arbeit des Menschen kann durch Computer weiter vereinfacht werden, wenn im Alltag benötigte Geräte mit zusätzlichen Informationen ausgestattet werden, die die Funktionalität und damit den Nutzen erhöhen. Dazu müssen diese Rechenstrukturen in den Anwendungen aufgehen und miniaturisiert werden, so dass sie schliesslich tragbar werden und sich in die Umgebung integrieren lassen, ohne vom Benutzer oder der Benutzerin als störend bemerkt zu werden. Solche Rechner bezeichnet man als allgegenwärtige oder ubiquitäre Einheiten. Diese bestehen aus Software-, Hardware-, Übertragungs- und Netzwerkkomponenten. Um die dafür notwendige Miniaturisierung zu erreichen, ist es erforderlich, dass die verschiedenen und teilweise sehr verschiedenartigen Komponenten zu einem System integriert werden. Die Untersuchung und Entwicklung solch heterogener Systeme ist der Gegenstand des Graduiertenkollegs. Dazu müssen die meist sehr speziellen, an den einzelnen Fachgebieten vorhandenen Methoden zusammengebracht werden,was eine intensive Zusammenarbeit über die Grenzen der einzelnen Fachgebiete hinweg notwendig macht.
Detailseite GRK 749: Systemintegration für ubiquitäres Rechnen in der Informationstechnik
Forschungsgegenstand des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanzierten Graduiertenkollegs 1343 „Topologie der Technik“ ist das Spannungsfeld von Technik und Raum. Das Forschungsprogramm zielt – jenseits direkter „Technikfolgen“ – auf die Situiertheit, auf die Raum verändernde und Raum bildende gesellschaftliche Wirkungsmacht insbesondere sogenannter „neuer“ Technologien.
Graduate School Computational Engineering
(Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder)
The Graduate School of Excellence Computational Engineering (CE) at the Technische Universität (TU) Darmstadt has been recognized as a center for top-level research and scientific excellence by the highly competitive 'Excellence Initiative' of the German Federal and State Governments. The Graduate School enables PhD students to develop their scientific skills in a focused way, and to cooperate under optimal conditions in a highly stimulating interdisciplinary environment.
This Priority Programme assumes that a paradigm shift in IT-security is necessary in order to reliably guarantee the security of complex software systems. The current trust-based and mechanism-centric approaches to IT-security shall be complemented by property-oriented solutions. This paradigm shift shall enable a trustworthy certification of system-wide, technical security guarantees that adequately respects the semantics of programs and of security requirements. Bridging the gap from security in-the-small to security in-the-large will involve the improvement of conceptual foundations, the development of analysis and engineering tools, and their migration into practice. Collaborations between multiple sub-disciplines of Computer Science, primarily formal methods, IT-security, and programming languages, will be necessary to achieve the objectives of the programme.
Dem Patientenwunsch entsprechend nach minimal traumatischen Operationsprozeduren mit prädiktierbaren Operationsrisiken, geringerer Morbidität sowie der Krankenkassen als Kostenträger mit dem Wunsch nach geringen Kosten und medicolegal nachvollziehbaren, objektiv dokumentierbaren Operationsmethoden, soll im Rahmen dieses Forschungsprojektes die Durchführung gewebeschonender Operationsverfahren an der Otobasis untersucht werden. Für den Patienten könnte sich hierdurch der stationäre Aufenthalt mit einer schnelleren Reintegration in das berufliche und soziale Leben einschließlich weniger funktioneller Spätfolgen deutlich verkürzen.
Detailseite FOR 1585: Multi-Port-Knochenchirurgie am Beispiel der Otobasis (MUKNO)
The significance of Peer-to-Peer (P2P) increased enormously over the last few years. With regard to traffic volume P2P systems are replacing more and more the world wide web (WWW), until now the predominant application on the internet. These P2P applications are based on a communication paradigm that is fundamentally different from that of the WWW and other traditional (client-server) applications, raising questions about suitable mechanisms for this paradigm where performance and quality are concerned.
The objective of the research project is to enhance the quality of P2P systems by systematically researching suitable mechanisms. Specific quality features will be applied to assess the quality of the P2P systems. This will be achieved by using and comparing it to centralized procedures as the respective reference points.
