Das wissenschaftliche Programm ist in fünf eng kooperierende, weitgehend komplementäre Forschungsbereiche organisiert (RAs):
RA A - Man-Machine Interfaces
RA B - Human-Centric Data Search and Interpretation
RA C - Situation Aware Flexible Communication
RA D - Content and Service Provisioning
RA E - Modeling and Engineering of Computer Supported Communication Spaces (CSCS)
RA A - Man-Machine Interfaces
Mensch-Maschine-Schnittstellen spielen die zentrale Rolle in der modernen Kommunikation. Schlechte Nutzbarkeit von Anwendungen führt in vielen Fällen zu einer verminderter Akzeptanz. Weltweit konzentrieren sich Forscher darauf, Schnittstellen mit Fähigkeiten zur Adaption und des Lernens zu erweitern. Dies erfordert neuartige Konzepte zur Gestaltung solcher Schnittstellen als auch zur Messung deren Gebrauchstauglichkeit. Unser Ziel ist die Erforschung und Entwicklung intelligenter Geräte und Dienste, die auf möglichst natürliche, intuitive Art und Weise mit dem Nutzer interagieren. Unsere Arbeiten werden sich vor allem auf multimodale perzeptionale Schnittstellen konzentrieren, welche "Augen", "Ohren" und andere (z.B. biometrische) Sensoren besitzen, sowie über eine gewisse "Intelligenz" verfügen um das Umfeld einer Anwendung, insbesondere den Nutzer und seine Intentionen wahrzunehmen und zu interpretieren. Mittels fortgeschrittener audio-visueller und haptischer Geräte werden wir dem Nutzer Inhalte verständlicher präsentieren und darüber hinaus einen anwendungsbezogenen Kontext für innovative Interaktionen schaffen. Die Arbeiten werden sich hier auf neuartige autostereoskopische 3D Displays, immersive Umgebungen und haptischen, auf Exoskeletons beruhenden Schnittstellen konzentrieren.
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RA B - Human-Centric Data Search and Interpretation
In der Zukunft werden Menschen Zugang zu einer großen Zahl von Informationsquellen haben, die von anderen Menschen, dem Internet, Multimedia-Datenbanken, bis hin zu Sensornetzen reichen wird, die Daten aus unserer Umgebung sammeln. Um diese Quellen für die breite Öffentlichkeit nutzbar zu machen, benötigt man intuitiv zu bedienende, automatische Verfahren, die relevante Informationen suchen und zur Verfügung stellen, ohne daß die Komplexität dieser Aufgabe sichtbar wird. In diesem RA wollen wir die Methoden entwickeln, die für diese intelligenten Kommunikationsdienste benötigt werden. Die Methoden sollen auf dem Inhalt statt auf Merkmalen von multimedialen Dokumenten beruhen und alle digital verfügbaren Informationen über Nutzer zur Personalisierung der Dienste verwenden. Dazu wollen wir unsere Expertise in KI, maschinellem Lernen und theoretischer Informatik mit unserer Expertise in Multimedia und Suchmaschinen verbinden. Wir wollen die mathematischen Grundlagen für Lernen und Inferenz in diesen Domänen schaffen und effiziente Algorithmen für die Erzeugung von "content", für die inhaltsbasierte Suche in multimedialen Dokumenten und für die personalisierte Selektion von Informationen für proaktive Dienste entwickeln.
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RA C - Situation Aware Flexible Communication
Auf den Menschen zugeschnittene Kommunikationssysteme sollten sich dem Menschen und der Situation anpassen, einfach zu benutzen und erschwinglich sein. Wir werden daher Sensornetze für die Bereitstellung von Daten über die Situation und die möglichen Wünsche des Anwenders untersuchen. Diese Sensoren sollten klein und leicht sein, da sie in Dinge des täglichen Lebens wie z. B. die Kleidung integriert werden. Die Arbeiten konzentrieren sich u. a. auf die Sensoren, Integrationstechniken sowie Energiemanagement und -versorgung.
Für die einfache Benutzung sollte es nur ein einziges, drahtloses Gerät für die Kommunikation geben, das möglichst alle Dienste und Standards zur Verfügung stellt. Wir werden daher Techniken für drahtlose Endgeräte untersuchen, die aus rekonfigurierbaren Funktionsblöcken bestehen und über Zugriffsmanagement optimal gesteuert werden.
Solche drahtlosen Netze werden aus vielen, dicht verteilten Basisstationen bestehen, die alle mit faseroptischen Verbindungen versorgt werden. Wir werden daher Methoden untersuchen, die die Komplexität optischer Übertragungssysteme zu verringern, indem empfindliche, teure optische Komponenten entlang der Strecke durch intelligente Sender und Empfänger mit elektrischer Signalverarbeitung und nanophotonische Komponenten ersetzt werden.
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RA D - Content and Service Provisioning
Das Hauptziel der Research Area D ist die Integration einer Reihe von "Human-centric" Eigenschaften in die Kommunikationsinfrastruktur. Dazu zählen wir die Unterstützung von dynamischer Gruppenkommunikation, die Kommunikation von "Content" im Vergleich zu "Media" sowie die Berücksichtigung des menschlichen Kontexts bei der Bereitstellung von Information. Diese Ziele stehen im Einklang mit den Zielen der Übertragungsschicht (RA C) und den Zielen der RA A und B. Unsere Forschung ist in vier Bereiche (Focus Areas) aufgeteilt: "Networking Concepts and Protocols", "Network Operations", "Middleware", and "Application Support". Der Bereich "Networking Concepts and Protocols" wird sich auf neue Internetkonzepte konzentrieren wie Adressierung, Kontextidentifikation und Virtualisierung während der Bereich "Network Operations" Aspekte der Netzwerkkontrolle untersuchen wird wie verteilte Algorithmen, Kooperation und Netzwerkplanung. Der Bereich "Middleware" betrachtet selbstadaptierende, flexible und skalierbare Kommunikationsplattformen, die effiziente Methoden zur Dienstauffindung, Integration und Einsatz bereitstellen. Der Bereich "Application Support" erarbeitet neue Konzepte für Dienstkompositionen und Orchestrierung von Applikationen.
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RA E - Modeling and Engineering of Computer Supported Communication Spaces (CSCS)
"Human-Centric Communication Systems" sollten hohe Standards bezüglich Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Robustheit, Sicherheit und Privatheit erfüllen und müssen permanent unter Bewahrung der Systemqualität weiterentwickelt und gewartet werden. Das langfristige Ziel dieser RA ist es, eine einheitliche Methodologie für den gesamten Lebesszyklus der Systeme unter Verwendung von modell-basierten Ansätzen zu entwickeln: von der Spezifikation von Anforderungen, Komponenten und Architekturen, über schrittweise Verfeinerung und Abbildung auf Hardware- und Software-basierte Ausführungsplattformen bis hin zum Testen und dem Nachweis der Systemqualität. Im Gegensatz zu traditionellen Ansätzen soll eine neue Generation von Techniken des System Engineering entwickelt werden, die mensch-orientierte Faktoren wie Inhaltszentrierung, Sicherheit und Privatsphäre von Anfang an berücksichtigt und somit zu vertrauenswürdigen, sicheren, stabilen und robusten kommunikationsbasierten Systemen führt. Dabei werden "Kommunikationsräume" als zentrales neues Konzept in dieser RA eingeführt und aus verschiedenen Sichten analysiert. Es werden dafür dedizierte Modellierungs-, Verifikations- und Validierungs- als auch (Code-) Generierungstechniken für CSCS entwickelt.
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