Forschung und Entwicklung
Forschung ist für eine Industrienation wie Deutschland ein hohes Gut. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) investiert jährlich rund 79 Milliarden Euro in Bildung, Forschung und Wissenschaft.
Materna pflegt einen engen Kontakt zu verschiedenen Forschungs- und Entwicklungspartnern und beteiligt sich regelmäßig an internationalen Forschungsprojekten. Hierbei ist die TU Dortmund ein langjähriger Kooperationspartner und liefert das wissenschaftliche Fundament.
Der Fokus liegt dabei auf für Materna wichtigen Kernthemen, wie Cloud, Internet of Things (IoT), Künstliche Intelligenz, Data Analytics, Augmented Reality und Gerätevernetzung, sodass Forschungsergebnisse in eigene Produkte und Dienstleistungen einfließen können. Wir bauen Know-how zu Technologien und Anwendungsdomänen auf, erproben neueste technologische Trends im Hinblick auf die Erschließung neuer Geschäftsfelder und entwickeln beispielsweise auch Software-Prototypen, die wir in den zugrunde liegenden Anwendungsdomänen erproben (Proofs of Concept).
Corporate Innovation
Materna unterhält einen eigenen Forschungsbereich. Hier bilden wir unter Anleitung von erfahrenen Mitarbeitern auch gezielt IT-Nachwuchskräfte in Forschungsprojekten und Förderprojekten aus. Dadurch führt Materna kontinuierlich gut zwei Dutzend Informatikstudenten an attraktive Themen heran. Nach Abschluss ihres Studiums werden die Studenten in die Fachabteilungen übernommen, sodass Wissenstransfer und Erfahrungsaustausch stattfinden können.
Überblick über unsere aktuellen Forschungsprojekte
FreiburgRESIST
Resilienz-Management in Freiburg
Digitale Lösungen für den Katastrophenfall entwickeln – darum geht es bei dem Projekt „Sicher Leben in Freiburg: Resilienz-Management für die Stadt“ (FreiburgRESIST)“. Mit FreiburgRESIST ist im Oktober 2023 ein Projekt gestartet, um die öffentliche Sicherheit in der Stadt Freiburg zu erhöhen. Städte und Gemeinden sollen zukünftige Herausforderungen in Krisensituationen noch besser und schneller bewältigen können. Das für Freiburg zu entwickelnde dynamische, vernetzte Resilienz-Management-System unterstützt zum einen bei der Vorbereitung und Planung des Sicherheitskonzeptes für große Veranstaltungen. Zum anderen hilft es den Einsatzkräften mit zahlreichen über die Hilfsdienste vernetzten Daten und ortsgenauen Lagebildern bei der Durchführung und der Reaktion auf sich stetig ändernde Lagen. Zusätzlich soll das System in Krisen- und Großlagen unterschiedlichster Art weitergehende Informationen für die Lage- und Einsatzzentren bereitstellen. Materna ist größter Umsetzungspartner bei der Koordination, Entwicklung und Integration der Funktionsbausteine in das Gesamtsystem. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
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GAIA-X
Datensouveränität durch GAIA-X
IT-Services sind ohne Cloud-Dienste kaum mehr möglich. Um die Einhaltung der europäischen Datenschutz- und Sicherheitsstandards einfacher zu machen, wurde GAIA-X ins Leben gerufen: Eine europäische Cloud-Architektur, die auf die Bedürfnisse von Unternehmen und Behörden in der EU zugeschnitten ist. Materna engagiert sich in mehreren Projekten.
In der Initiative „GAIA-X 4 Future Mobility“ übernimmt Materna eine Teilprojektleitung in zwei Projekten (GAIA-X 4 ROMS und GAIA-X 4 moveID) und entwickelt Konzepte für die Steuerung autonomer Fahrzeugflotten für den Personen- und Güterverkehr. Gemeinsam mit zahlreichen Partnern aus Verwaltung, Wirtschaft und Forschung wird Materna einen Datenraum zum sicheren Austausch von Mobilitätsdaten entwickeln, um automatisierte und vernetzte Fahrzeuge zu managen. Gestartet wurde diese Initiative durch den deutschen Gaia-X Hub, der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird. Das Konsortium des bundesweiten Forschungsprojektes entwickelt in den kommenden drei Jahren konkrete Anwendungsfälle, um die hohe Verkehrsbelastung zu verringern und damit die Klimabilanz zu verbessern.
Im Rahmen der Materna-Projekte werden Anwendungsfälle der Grundlagentechnologie aus GAIA-X gezeigt und nachgewiesen. GAIA-X schafft die technischen Grundlagen für den Datenaustausch. Die ersten GAIA-X Federation Services (REST-basiert) sind verfügbar. Materna entwickelt beispielsweise Konnektoren für den Datenaustausch in den verschiedenen Datenräumen. Für den Aufbau von Datenräumen wird die Open-Source-Technologie Eclipse eingesetzt.
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GAIA-X 4 ROMS
GAIA-X 4 ROMS
In dem Projekt GAIA-X 4 ROMS (Remote Operation Management Services) werden Lösungen für die (Fern-)Steuerung autonomer Fahrzeugflotten im Personen- und Güterverkehr entwickelt. Durch die Nutzbarmachung von Mobilitätsdaten aus verschiedensten Quellen für KI-Lösungen lassen sich autonom fahrende Busse und Bahnen im ÖPNV, mobile Packstationen und weitere innovative Mobilitätslösungen in der Zukunft realisieren. Flottenbetreiber wie beispielsweise Verkehrsgesellschaften sowie Anbieter datengetriebener Services und Fahrzeugkomponenten können von dem Projekt profitieren. Projektleiter Marco Kremer beschreibt den Beitrag von Materna: „Mittels moderner Cloud- und Blockchain-Technologien generieren wir einen föderierten Datenraum und schließen Anbieter und Anwender über Schnittstellen so zusammen, dass sie Daten selbst bestimmt miteinander austauschen können – das ist eine wesentliche Grundlage der vernetzten Mobilität. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern in diesem wegweisenden Projekt“.
GAIA-X 4 ROMS wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz sowie finanziert von der EU.
GAIA-X 4 moveID
GAIA-X 4 moveID
Die von Materna maßgeblich mitentwickelte Projektskizze GAIA-X 4 moveID bedient das souveräne Identitätsmanagement. Mit Hilfe von selbstbestimmten Identitäten lassen sich Fahrzeuge in dezentrale Verkehrssysteme integrieren und Verkehrsströme dynamisch an örtliche Verkehrsbeschränkungen, wie verkehrsberuhigte Zonen oder verschiedene Umweltzonen, anpassen. Von den in diesem Projekt erarbeiteten Ergebnissen profitieren alle Projekte von „GAIA-X 4 Future Mobility“.
GAIA-X 4 moveID wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz sowie finanziert von der EU.
CO2For-IT
Digitaler Zwilling des Waldes
Materna ist im Mai 2023 mit einem weiteren Forschungsprojekt gestartet. Es geht um den „Datenraum für das Nachhaltigkeitsmonitoring der Wald- und Holzwirtschaft: IT für die nachhaltige, klimapositive Holzwertschöpfung (CO2For-IT)“. Gemeinsam mit mehreren Projektpartnern wird der „Forest Data Space“ entwickelt, prototypisch realisiert und praktisch erprobt, um eine nachhaltige und klimapositive Holzwertschöpfung in der Forst- und Holzwirtschaft umzusetzen. Bislang arbeiten die über 120.000 forstlichen Akteure analog oder nur teildigital. Das Forschungsvorhaben will die Akteure standardisiert, sicher und vertrauensvoll vernetzen und damit neue Anreize für eine digitale, souveräne Teilhabe schaffen. Technische Basis des „Forest Data Space“ wird GAIA-X sein. Das Projekt läuft bis April 2026.
Verbundprojekt DAIsy
Entwicklung von KI-Ökosystemen zur Verbesserung der Diagnose und Behandlung psychischer Erkrankungen
Psychische Erkrankungen wie Depressionen verursachen allein in Deutschland geschätzt mindestens 22 Milliarden Euro im Gesundheitssystem. Im Vergleich zu anderen Erkrankungen ist das Behandlungsangebot jedoch weiterhin unzureichend. Ziel von DAIsy ist die Erforschung innovativer Therapiesysteme zur Verbesserung diagnostischer, interaktiver und individueller Ansätze für Patienten. Dabei soll zum einen ein ambulantes Therapieverfahren entstehen, bei dem neuronale Reaktionen auf standardisierte Testumgebungen über ein multimodales von innovativen KI-basierten Algorithmen unterstütztes Neurofeedbacksystem erfasst und dem Patienten als Feedback präsentiert werden. Darüber hinaus soll ein virtueller Therapieassistent für eine kontinuierliche Unterstützung des Alltags entwickelt werden, der Daten zum Verhalten des Nutzers sammelt und durch die Anwendung von KI-basierten Verfahren individuelle Verhaltens- und Stimmungsmuster erkennt und entsprechende Maßnahmenstrategien ableitet. Darüber hinaus wird der virtuelle Therapieassistent verschiedene – aus der klassischen Psychotherapie bewährte – Therapieelemente digital-aufbereitet und KI-assistiert zur Verfügung stellen. Materna ist Koordinator des ITEA-Projektes, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Das Projekt läuft bis Ende 2025.
Überblick über unsere abgeschlossenen Forschungsprojekte
Forschungsprojekt I2PANEMA
Die Hafenindustrie stärker digitalisieren
Immer mehr Industrien setzen auf digitale Technologien, um damit bestehende Abläufe effizienter zu gestalten oder neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Auch für See- und Binnenhäfen ergeben sich durch innovative Technologien neue Optimierungspotenziale. Die Digitalisierung in den Häfen steht jedoch noch am Anfang: Obwohl bereits viele Daten aus den operativen Abläufen erhoben werden, gibt es bei der Nutzung dieser Daten noch große Potenziale, um Effizienzsteigerungen zu erreichen. Die verantwortlichen Manager stehen vor der Herausforderung, aus der Vielzahl der bereits verfügbaren Angebote die individuell geeigneten Lösungsansätze zu identifizieren. Das internationale Forschungsprojekt I2PANEMA hat hierfür Referenzarchitekturen geschaffen und gezeigt, wie sich beispielsweise mit Datenanalysen insbesondere im Zusammenspiel mit dem Internet der Dinge bestehende Abläufe verbessern lassen. Entwickelt wurde eine Referenzarchitektur für das Ausrollen industrieller IoT-Anwendungen in Häfen. I2PANEMA steht für Intelligent, IoT-based Port Artefacts Communication, Administration and Maintenance.
Daten schaffen Einblicke
Technologien wie das Internet der Dinge erzeugen große Datenmengen, die sich beispielsweise für die Steuerung von Systemen oder für eine Prozessoptimierung nutzen lassen. Durch ergänzende Datenanalysen werden die Grundlagen geschaffen, um neue datenbasierte Dienstleistungen und Assistenzfunktionen im Hafenumfeld zu realisieren. Das Projekt hat gezeigt, wie Unternehmen auf Basis dieser Daten innovative Maßnahmen zur Verkehrssteuerung realisieren, die Emissionen reduzieren oder die Energieeffizienz optimieren können. Darüber hinaus wollte I2PANEMA dabei helfen, bestehende und häufig heterogene IT-Systeme zu integrieren. Denn nur durch einen optimierten Datenaustausch ist es möglich, die Digitalisierung im Hafenumfeld effizient voranzutreiben.
Europäisches Projekt
Weiterhin wurden im Rahmen von I2PANEMA konkrete Szenarien entworfen, die anschaulich die zu erzielenden Vorteile einer Digitalisierung aufzeigen. Die Vorhaben umfassten zum Beispiel Anwendungen in den Bereichen Lärmreduktion, Verkehrsmanagement, Energieverbrauch, Emissions-Monitoring und Ortsbestimmung, wie beispielsweise:
- Anbindung des „digitalen Logbuchs“ im Hafenamt zur weiteren Erfassung von Daten, z. B. für Predictive Maintenance
- Aktive Lärmkontrolle
- Parkmanagement und Sequenzierung von LKW im Hafen
- Routing und Sequenzierung von LKW im Hafen
- Optimierung der Verladung von PKW im Hafen
- Unterstützung der Kontrolle von Schiffen mit Unterwasserdrohnen im Hafen
- Reduzierung der Feinstaubbelastung im Hafen
An I2PANEMA beteiligten sich im Rahmen des EUREKA Cluster-Programms ITEA eine Reihe von Häfen, IT- und Logistikunternehmen sowie Forschungseinrichtungen aus mehreren europäischen Ländern. Konsortialführer waren das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik sowie Materna, beide mit Sitz in Dortmund. Die Experten von Materna bringen praxiserprobtes Fachwissen rund um die Digitalisierung und Erfahrung mit dem Internet der Dinge in das Projekt ein. Das Projekt wurde Ende 2022 abgeschlossen. Die Finanzierung von rund 5 Millionen Euro im deutschen Teilprojekt wurde durch Eigenmittel der beteiligten Unternehmen sowie durch Fördermittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gedeckt.
Die länderübergreifende Zusammenarbeit sollte auch dazu beitragen, die teilnehmenden deutschen See- und Binnenhäfen zu aktiven Partnern bei der Bildung eines zukünftigen, internationalen Smart Port-Netzwerks zu machen. Somit könnten die Unternehmen bestehende Logistikketten optimieren, Frachtlaufzeiten verkürzen und gleichzeitig die Emissionen im Güterverkehr verringern.
Augmented Reality für die Schifffahrt
Innovative Einsatzfelder für Augmented Reality in Binnen- und Seehäfen
Die Digitalisierung der Arbeitswelt macht auch vor Binnen- und Seehäfen nicht Halt. InnoPortAR untersuchte daher, inwiefern der Einsatz von Augmented Reality (AR) die Arbeitsabläufe in Binnen- und Seehäfen unterstützen kann. In verschiedenen Testumgebungen wurden Anwendungsfälle untersucht. Bei Augmented Reality wird die Realität durch Computer-erzeugte Informationen angereichert. Materna war mit seinem Know-how im Bereich Augmented Reality am Projekt beteiligt. InnoPortAR steht für „Innovative Einsatzfelder für Augmented Reality in Binnen- und Seehäfen“.
Die Forschungspartner untersuchten inhaltliche und technische Fragen zum praktischen Einsatz von AR im Hafenumfeld. Hierzu zählen inhaltliche Aspekte, wie beispielsweise, welche Grenzen sich beim dargestellten Inhalt durch das zur Verfügung stehende Blickfeld ergeben und wie viele Informationen sinnvoll dargestellt werden können, ohne Mitarbeiter zu überfordern. Zur Erkennung von Objekten im Sichtfeld des Betrachters wurden neuronale Netze eingesetzt. Aber auch technische Fragen zu den Voraussetzungen im Hafenumfeld oder das Verhalten der Datenbrille in verschiedenen Beleuchtungs- und Wettersituationen standen im Fokus.
Die Hauptforschungsfragen betrafen die kognitive Ergonomie und Informationsdarstellung, die Einsatzfelder der Datenbrillen und Eingabemöglichkeiten im Bereich der Hafentechnologie sowie Machine Learning.
Der Einsatz von AR kann helfen, die Umschlags- und Stuffing-Prozesse im Hafenumfeld zu optimieren und die Tätigkeiten der Mitarbeiter durch eine abgestimmte Mensch-Technik-Interaktion zu entlasten. Insgesamt unterstützte das Projekt die Einführung innovativer Technologien in das Hafenumfeld und sorgte für eine stärkere IT-Nutzung innerhalb der Logistikketten. Durch den Einsatz von AR werden nicht nur Arbeitsplätze attraktiver gestaltet, sondern die deutschen Häfen können auch eine Vorreiterrolle in Europa übernehmen und hierdurch ihre Schlüsselfunktion für die deutsche Volkswirtschaft weiter stärken. Zu den Anwendungsfällen gehörte z. B. die Wartung und Instandhaltung von Umschlagequipment und Hafeninfrastruktur, die Identifikation von Ladeeinheiten beim Umschlag, die Ladungssicherung bei Verladung in Containern und die Unterstützung der Schnittstellenkontrolle im trimodalen Terminal.
Das Konsortium für das Forschungsvorhaben umfasste die folgenden Partner: Duisburger Hafen (Gesamtkoordinator), Materna SE und Materna TMT GmbH, dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik sowie dem Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen CML. Weitere Projektpartner waren Haeger & Schmidt Logistics GmbH, Eurogate Technical Services GmbH und Container Terminal Dortmund GmbH. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur förderte InnoPortAR.
Das Projekt ist seit Herbst 2021 abgeschlossen.
Mehr zum Forschungsprojekt InnoPortAR
MobiDS - Mobility Data Space
Verknüpfung kommunaler, regionaler und nationaler Datenplattformen
Die Mobilität wird sich in den kommenden Jahren immer stärker dem individuellen Bedarf der Reisenden anpassen, zum Beispiel durch neue On-Demand Mobilitätsangebote und autonome Fahrzeuge im privaten und öffentlichen Verkehr. Die Grundlage dieser neuen Angebote sind Echtzeitdaten über den Verkehr, den Bedarf der Reisenden und die Verfügbarkeit von Angeboten. Das sichere und souveräne Bereitstellen sowie die geschützte Verwertung dieser Daten in verteilten Systemen werden entscheidende Erfolgsfaktoren für die Mobilität von morgen sein.
Mit MobiDS wurde die Entwicklung des Mobility Data Spaces initiiert, der unter Einbeziehung des Mobilitäts Daten Markplatz (MDM) der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) und weiterer kommunaler Verkehrsdatenplattformen als Mobilitätsdaten-Ökosystem etabliert werden sollte. Neue kommunale Verkehrsdaten und bundesweite Mobilitätsdaten sollten erschlossen und für eine sichere und souveräne Verarbeitung auf den Plattformen bereitgestellt werden, die dazu um Data-Space-Konzepte erweitert wurden. Die kommunalen Plattformen sollten mit dem MDM verknüpft werden, um regionale Daten auch auf nationaler Ebene bereitzustellen und verwerten zu können.
Im Projekt wurden der MDM und weitere kommunale Plattformen für die Unterstützung datenbasierter Services weiterentwickelt. Dazu wurden sie um eine sichere und geschützte Ausführungsumgebung für Services bzw. Data-Apps erweitert, in denen Mobilitätsdaten unter Garantie der Datensouveränität bereitgestellt und veredelt werden können. Auf diese Weise wurden erstmals auch sensiblere Mobilitätsdaten wie Floating Car Data (FCD) verwertbar. Der MDM und die kommunalen Plattformen wurden zu einem dezentralen Data Space verknüpft und bildeten dadurch ein föderales Mobilitätsdaten-Ökosystem. Darauf aufbauend wurden in komplexen Echtzeit-Use-Cases Beiträge zur Senkung der Umweltbelastung, Verkehrsverflüssigung und zur multimodalen Pendlerbenachrichtigung geleistet.
Materna war auf Wunsch der Bundesanstalt für Straßenwesen beteiligt, da Materna den MDM betreibt. Materna verfügt über Know-how zu MobilityDataSpace (Architektur und Use Cases).
Das Projekt ist seit Mai 2022 abgeschlossen.
- Anwendung des „International Data Spaces“ Referenzarchitekturmodells auf Mobilitätsdaten
- Entwicklung domänenspezifischer Ontologien und eines erweiterten IDS-Informationsmodells
- Erforschung und Entwicklung verteilter Organisations- und Geschäftsmodelle
- Roadmap zur MDS-konformen Weiterentwicklung des MDM
Mehr zum Forschungsprojekt
Intelligent Truck Parking
Konzeption und Erprobung einer Datenplattform
LKWs, die unmittelbar an Autobahnen und Fernstraßen parken, stellen ein immer größer werdendes Problem dar. Dem stetig wachsenden Schwerlastverkehr, ohnehin schon als potentieller Unsicherheitsfaktor im Verkehr identifiziert, sollte einst durch strenger regulierte Lenkzeiten entsprochen werden – für mehr Sicherheit auf deutschen Straßen. Die Vorschriften führten jedoch gleichermaßen zu einer Konzentration von LKWs an Tankstellen, Rastplätzen und Parkplätzen, an denen mittlerweile viele Fahrzeuge, mangels Platz, widerrechtlich und gefährlich abgestellt werden.
Diesem Überlastungsproblem nimmt sich das Forschungsprojekt „Intelligent Truck Parking“ (ITP) an, das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert wird. Materna ist Teil des Projektkonsortiums.
Das primäre Ziel des Forschungsprojekts ist die Realisierung einer Datenplattform, die den Fahrern und Unternehmen ein effizientes Management von Fahrtstrecken und Ruhepausen ermöglicht. Die (tatsächlich) verfügbaren Stellplatzkapazitäten fungieren dabei als Datengrundlage für Navigations- und Logistiksysteme, die die Informationen entweder direkt oder indirekt von Verteilplattformen wie dem MDM (Mobilitäts-Daten-Marktplatz) beziehen können. Die Auskunft über die Belegungszustände von Parkplätzen ermöglicht eine vorausschauende Planung für Pausenzeiten und unterstützt dabei, der zunehmenden Schwerlast-Konzentration entgegenzuwirken. ITP verfolgt folgende Ziele: Prognose der Verfügbarkeiten von LKW-Parkplätzen an Autobahnen, Nutzung bereits existierender Datenquellen, Entwicklung von Data Mining- und Machine Learning-Algorithmen sowie Entwicklung beispielhafter Geschäftsmodelle und Kooperationsszenarien.
Materna übernimmt in diesem Vorhaben die Rolle des Systemintegrators und die technische Projektleitung. Zudem entwickelt Materna ein Großteil der Software-Komponenten. Das Projekt wurde im Sommer 2021 abgeschlossen.
Mehr zum Forschungsprojekt Intelligent Truck Parking
Zur Pressemeldung des Fraunhofer IML zum Abschluss von ITP
Herzforschung
Herzforschung im Projekt Medolution
Bei einer Herzmuskelschwäche implantieren Mediziner ihren Patienten heute vermehrt sogenannte Linksherzunterstützungssysteme, umgangssprachlich auch Kunstherz genannt. Oftmals wird das Kunstherz sogar zur dauerhaften Lösung, da nicht genügend echte Spenderherzen vorhanden sind. Diese Patienten benötigen dann ihr Leben lang eine medizinische Überwachung.
Noch steckt das zur Überwachung sinnvoll nutzbare Telemonitoring allerdings in den Kinderschuhen. Das dreijährige, öffentlich geförderte Forschungsprojekt Medolution will hier Abhilfe schaffen und Patienten den Alltag erleichtern, die mit einem solchen Kunstherz leben müssen. Neben verschiedenen Industriepartnern sind die Schüchtermann Schiller'schen Kliniken aus Bad Rothenfelde sowie die Medizinische Hochschule Hannover wichtige Projektpartner.
Die Materna-Experten unterstützen das im Herbst 2015 gestartete Forschungsprojekt mit ihrem Fachwissen in den Bereichen Cloud-basierte Verarbeitung von Big (Medical Sensor) Data sowie der automatisierten Vernetzung und Steuerung medizinischer Geräte.
Der Projektabschluss ist für Mai 2019 geplant.
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Projekt K3
Informationskonzept für den Krisen- und Katastrophenfall
Die Bereitstellung koordinierter Hilfeleistung in Krisensituationen ist für alle Beteiligten eine sehr anspruchsvolle Aufgabe. Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben müssen ihre Entscheidungen dynamisch auf Basis einer Vielzahl an Informationen treffen.
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung wird im Rahmen des Projekts K3 ein geeignetes Informations- und Kommunikationskonzept entwickelt.
Als Grundlage müssen die in Echtzeit auflaufenden Informationen geeignet analysiert, bewertet und priorisiert werden. In Krisensituationen gewinnen soziale Medien an Bedeutung und müssen sinnvoll in ein modernes Kommunikationskonzept eingebunden werden.
Um dies zu gewährleisten, entwickelt Materna mit weiteren Projektpartnern ein Webportal. Es wird spezielle Portlets enthalten, die Informationen aus sozialen Netzwerken extrahieren und in kürzester Zeit visuell und interaktiv aufbereiten, sodass eine einfache und schnelle Analyse ermöglicht wird. Den Nutzern des Portals werden somit individuell konfigurierbare Benutzeroberflächen in Webbrowsern zur Verfügung gestellt.
Die Zugriffsberechtigungen werden durch „Role Based Access Control“ gesteuert und ermöglichen die dynamische Rollenverteilung pro Einsatz. Als Portal-Software setzt Materna Liferay ein, zur Implementierung der Benutzeroberfläche wird Vaadin verwendet.
Das Forschungsprojekt lief bis Anfang 2018.
Mehr zum Forschungsprojekt K3 des BMBF
Building as a Service
Intelligente Gebäudeinfrastrukturen im Projekt Building as a Service
Moderne Gebäude sind im Rahmen von Gebäudeautomatisierungs- bzw. Gebäudeleitechniksystemen (GLT-Systeme) mit verschiedenen Sensoren und Aktoren ausgestattet, beispielsweise für Klima, Licht, Lüftung, Heizung und Sicherheit. Bisher gibt es für die verschiedenen GLT-Einsatzgebiete zahlreiche Einzellösungen, die parallel betrieben werden. Auch sind die Standards in der Kommunikationstechnologie noch zu unterschiedlich, sodass Sensoren nicht miteinander kommunizieren und keine Daten austauschen können.
Künftig soll dies über einheitliche Standards und Sensoren möglich sein. Im internationalen Forschungsprojekt Building as a Service (BaaS) entwickelt Materna gemeinsam mit Projektpartnern einen Prototyp einer Software-Plattform, über die Gebäudeleittechnik beispielsweise für Belüftung, Heizung, Temperatur und Licht in Bürokomplexen übergreifend gesteuert werden kann. Hier nutzt Materna das Know-how aus den Bereichen IT-Service-Management sowie Sensorintegration und -kommunikation.
Das BaaS-Projekt erhielt im März 2015 in Berlin den „Exhibition Award“ des ARTEMIS-ITEA Co-Summit für ein miniaturisiertes Modellhaus, mit dessen Hilfe die im Projekt entwickelten Lösungen plakativ illustriert werden können.
Das Forschungsprojekt lief bis Ende 2016.
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EASI-CLOUDS
Vernetzung von Clouds im Projekt EASI-CLOUDS
Cloud Computing ist aus der IT nicht mehr wegzudenken. Dennoch gibt es immer noch technische Herausforderungen, wie beispielsweise die fehlende einheitliche Service-Qualität über alle Software-Ebenen von Cloud-Strukturen hinweg. Leistungsangebote der drei Schichten Infrastruktur, Middleware und Software sind in der Regel nicht aufeinander abgestimmt, da die eingesetzten Lösungen oft von unterschiedlichen Herstellern stammen. Dies verhindert, dass Clouds miteinander vernetzt werden, und ist eine Ursache dafür, dass Cloud Computing bei Endanwendern und Unternehmen noch immer nicht ausreichend akzeptiert wird.
In diesem Umfeld war das europäische Forschungsprojekt EASI-CLOUDS (Extendable Architecture and Service Infrastructure for Cloud-Aware Software) angesiedelt. Gemeinsam mit der Charité Berlin forschten die Projektpartner an einer neuroradiologischen Diagnostik, um rechenintensive MRT-Scans bei Hirnerkrankungen mithilfe von vernetzten Clouds schneller berechnen und auswerten zu können. Die zugrunde liegende Cloud-Architektur wurde mit OpenStack realisiert. Das Forschungsprojekt hatte das Ziel, eine offene Cloud-Infrastruktur zu erarbeiten, die die Interoperabilität auf allen Schichten des Cloud Computings gewährleistet und unterstützt.
Materna entwickelte im Projekt einen Prototyp für die schichtenübergreifende Überwachung von Cloud Services und konnte so umfassendes Wissen für die OpenStack-Technologie aufbauen. Das mittlerweile abgeschlossene EASI-CLOUDS Projekt erhielt auf dem ARTEMIS-ITEA Co-Summit im März 2015 in Berlin den „Excellence Award for Business Impact“ – eine Auszeichnung für besonders marktnahe Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten. Das Forschungsprojekt lief von Dezember 2011 bis August 2014.
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OSAmI
Entwicklung von SOA-fähigen Komponenten im Projekt OSAmI
Ziel des OSAmI-Projekts (Open Source Ambient Intelligence) war die Entwicklung und Erprobung einer SOA-fähigen Komponentenplattform, die auch Kleinstgeräte unterstützt und als Open-Source-Software bereitgestellt werden sollte.
Das deutsche Teilprojekt konzentrierte sich dabei auf das Anwendungsgebiet Gesundheitswesen. Hierbei sollten Interoperabilität, Wartbarkeit und Zuverlässigkeit sowie die automatisierte Konfiguration und Verwaltung medizinischer Geräte und Dienstesysteme unterstützt werden. Die Entwicklung eines Demonstrators zur Unterstützung der ambulanten kardiologischen Rehabilitation von Herzpatienten zeigte die Anwendbarkeit der Ergebnisse. Das telemedizinische Projekt ermöglichte Herzpatienten, zu Hause ein kardiologisch überwachtes Ausdauertraining durchzuführen, das von ärztlicher Seite virtuell überwacht wurde. Vitaldaten wie beispielsweise EKG, Puls, Blutdruck und Sauerstoffsättigung wurden vom System überwacht und an den Arzt in der Klinik übertragen. An diesem Teilprojekt waren die TU Dortmund, Materna und die Schüchtermann-Kliniken in Bad Rothenfelde beteiligt.
Die technische Grundlage bildete die von der OSGi Alliance spezifizierte Plattform, auf der Anwendungen und Dienste im Sinne einer SOA ausgeführt werden können. Sie wird mit Web-Services, insbesondere DPWS / WS4D kombiniert, um verteilte, dynamisch konfigurierbare, herstellerneutrale und geräteunabhängige Lösungen zu ermöglichen.
Das Projekt lief von 2008 bis 2011.
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Sirena
Entwicklung einer servicebasierten Infrastruktur im Projekt Sirena
Sirena (Service Infrastructure for Real Time Embedded Networked Applications) war ein europäisches Forschungsprojekt mit dem Ziel, eine servicebasierte Infrastruktur für echtzeitfähige eingebettete Netzwerkanwendungen zu entwickeln. Die im Sirena-Projekt entwickelte Web-Service-basierte Technologie ist für vielfältige Einsatzbereiche interessant – unter anderem für die Gebäude- und Industrieautomatisierung, Automobilelektronik oder die Medizintechnik.
Materna brachte Erfahrungen als Systemintegrator ein und sorgte damit von Anfang an dafür, dass sowohl die Verwaltbarkeit als auch die Interoperabilität bei der Definition des Rahmenwerks berücksichtigt wurde. Es wurden Infrastrukturdienste entworfen und spezifiziert, die grundlegenden Management-Dienste und Mechanismen sowie Administrationsfunktionen zur Anpassung und Verwaltung der Anwendungen bereitstellen.
Das Projekt lief von 2003 bis 2005 und wurde im Jahr 2006 mit dem „ITEA Achievement Award“ ausgezeichnet.
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