Im Bereich Cyber-physische Systeme geht es um die Erforschung zukunftsweisender Hardware/Software-Systeme zur Aufrechterhaltung der Energieversorgung und zur Durchführung von Rettungs- und Hilfseinsätzen in komplexen Krisensituationen. Dabei stehen vor allem heterogene Roboterteams und adaptive und robuste Multi-Agenten-Systeme im Fokus.

Kernbeitrag

Resilienzerhöhung durch dezentrale Selbstorganisation kritischer physischer Infrastrukturen (Strom, Wasser, Mobilität/Logistik) sowie lokale Situationserfassung und -analyse

Principal Investigators: Kurt Geihs, Uwe Klingauf, Peter Pelz, Florian Steinke, Oskar von Stryk, Abdelhak Zoubir

Teilprojekte

CPS1 - Dezentral selbstorganisierter Notfallbetrieb für die verteilten Infrastrukturen Strom und Wasser

Projekt CPS1 erforscht den Wasser-Energie-Nexus für digitale Städte in Krisensituationen. Im Fokus steht dabei die Berücksichtigung der wechselseitigen Abhängigkeiten von Strom und Wasser untereinander sowie mit der Verfügbarkeit von Kommunikationsinfrastruktur. Eine robuste, automatisierte Systemidentifikation unterstützt neue Algorithmen für einen dezentral selbstorganisierten Notfallbetrieb der Netze sowie für die Wiederversorgung nach einem Totalausfall. Die Gesamtverfügbarkeit über alle Systeme hinweg wird optimiert, auch im wechselseitigen Zusammenspiel mit der Wiederherstellung bzw. Aufrechterhaltung der Kommunikationsversorgung.

Principal Investigators: Peter Pelz, Florian Steinke

CPS2 - Cyber-physische Systeme zur Situationserfassung und -analyse

Forschungsgegenstand von CPS2 ist die Erstellung und Echtzeit-Aktualisierung eines bislang nicht verfügbaren komplexen digitalen Lagebildes aus heterogenen Sensorquellen unter Einsatz mobiler Boden- und Flug-Robotersysteme sowie Zugewinn an Information und Zuverlässigkeit des Lagebildes durch den Einsatz der „through wall radar” (TWR) Sensormodalität. Dies erfordert auch eine neue resiliente semantische Analyse unstrukturierter Szenen unter Unsicherheit durch multimodale Datenerfassung (Lidar, Kamera, Radar), ermöglicht durch neue Ansätze zur Datenfusion und -reprä­sentation.

Principal Investigators: Oskar von Stryk, Abdelhak Zoubir

CPS3 - Situative Kooperation cyber-physischer Agenten für resiliente urbane Mobilität

CPS3 erforscht die selbstorganisierte und situativ angepasste Kooperation multipler hetero­gener und autonomer Agenten für den Notbetrieb und die Wiederherstellung urbaner Mobilität, wenn etablierte Strukturen und Systeme der digitalen Stadt nur noch eingeschränkt zur Verfügung stehen. Dafür notwendig sind sowohl eine Software-Infrastruktur, welche die Interoperabilität der beteiligten Agenten und ihr dynamisches Zusammenwirken ermöglicht, als auch ein gemeinsames Weltmodell als Wissensbasis, das den aktuellen Zustand des operativen Kontexts und allgemeine semantische Beziehungen zwischen den unterschiedlichen Entitäten abbildet. Hierauf aufbauend kann die resiliente Gestaltung operativer und regulativer Prozeduren erfolgen, die eine dezentralisierte Verkehrskoordination realisieren, selbst wenn Verkehrs- und Informationsmanagementsysteme ausgefallen oder degradiert sind.

Principal Investigators: Kurt Geihs, Uwe Klingauf