Cyber Physical Systems
Für die Bergische Universität Wuppertal (BUW) bilden Cyber Physical Systems (CPS) einen zentralen Schwerpunkt innerhalb der Informatik. CPS bilden heute den Kern der modernen Informationsgesellschaft und verkörpern die Integration von Rechenleistung in unsere physische Umgebung, wodurch ein nahtloses Zusammenspiel zwischen Mensch, Natur und Maschine ermöglicht wird. An der BUW engagieren wir uns in der Erforschung und Entwicklung von CPS, um innovative Lösungen für die komplexen Herausforderungen unserer Zeit zu entwickeln. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Verschmelzung von digitalen und physischen Komponenten zu intelligenten vernetzen Einheiten, die autonom kommunizieren und agieren können. Dieses Zusammenspiel technischer Systeme erstreckt sich von verteilten eingebetteten Systemen (Distributed Embedded Systems) bis hin zu komplexen, kommunizierenden Industrie- und Produktionsanlagen (Cyber Physical Production Systems - CPPS) sowie vernetzte Sensorsysteme.
Anwendungsbereiche
In unserer Forschung verfolgen wir einen interdisziplinären Ansatz, der die Informatik mit der Elektrotechnik zusammenführt. Die Lehrstühle und Arbeitsgruppen der BUW decken hierbei unterschiedliche CPS-Anwendungsbereiche ab:
Wir erforschen, wie Energieeffizienz und Nachhaltigkeit durch die Integration von Kommunikationstechnologien in das Energiemanagement verbessert werden können. Unsere Arbeit unterstützt die Entwicklung intelligenter Energienetze, die auf Echtzeit- und Prognosedaten reagieren, um eine stabile und umweltfreundliche Energieversorgung zu gewährleisten.
Im Bereich der intelligenten Mobilität arbeiten wir an KI und sensorgestützten multimodalen Verkehrskonzepten und im Bereich Automotive erforschen wir intelligente Fahrerassistenzsysteme bis hin zu Konzepten für das automatisierte vernetzte Fahren, wobei auch die Car-to-X-Kommunikation eine wichtige Rolle spielt. Unsere Forschung zielt darauf ab, die Sicherheit und Effizienz des Verkehrssystems zu verbessern, indem Fahrzeuge Informationen über die Verkehrssituation austauschen und entsprechend reagieren können. Auch die Datenverarbeitung und Kommunikation über die In-Car-Networks innerhalb des Fahrzeugs muss hierfür optimiert werden. Darüber hinaus untersuchen wir, wie vielfältige Informationen zu einem besseren Gesamtbild beitragen können, um ein intelligentes Verkehrsmanagement zu ermöglichen. Dabei kommt der KI-basierten Auswertung von verteilt gewonnenen Sensorinformationen (aus Video, Radar, Lidar, Ultraschall, etc.) eine wichtige Rolle zu.
Im Zeitalter der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0) untersuchen wir, wie CPPS die Automatisierung und Digitalisierung in der Produktion vorantreiben können. Unser Fokus liegt auf der Schaffung intelligenter Fabriken, die durch Machine-to-Machine-Kommunikation in Kombination mit maschinellem Lernen eine effizientere und flexiblere Produktion ermöglichen.
Patientendaten werden über eine Kommunikationsinfrastruktur gezielt weitergegeben, um einen reibungslosen Austausch zwischen Fachärzten zu gewährleisten. Eine Patientenfernüberwachung und Patientenfernbehandlung durch Übertragung von Sensorwerten wird ermöglicht. Pflegeroboter entlasten Pflegekräfte. Sensorbasierte Umfelderfassung ermöglicht zahlreiche Applikationen im Bereich der medizinischen Hilfsmittel.
Vernetzte Geräte im Haushalts- und Servicebereich erleichtern das Leben zuhause. Auch Sicherheitsdienstleistungen und Komfortdienste gehören zu diesem Bereich.
Durch diese Anwendungsfelder und die enge Zusammenarbeit unserer Lehrstühle und Forschungsgruppen bietet die Bergische Universität Wuppertal Studierenden und Forschenden gleichermaßen eine Plattform, um an der Spitze der technologischen Entwicklung zu arbeiten und innovative Lösungen für die Herausforderungen unserer Zeit zu entwickeln. Hierbei umfasst unsere Forschung nicht nur die technische Entwicklung und Optimierung solcher Systeme, sondern berücksichtigt auch ethische, soziale und ökologische Aspekte, um nachhaltige und gesellschaftlich verantwortliche Technologien zu fördern. Wir laden Sie ein, Teil unserer Community zu werden und gemeinsam die Zukunft der Cyber Physical Systems zu gestalten.
Lehrstühle und Forschungsgruppen
Im Schwerpunkt „Cyber Physical Systems“ sind folgende Lehrstühle und Forschungsgruppen der Informatik aktiv:
IT-Sicherheit & Kryptographie (Prof. Tibor Jager)
Technologien und Management der digitalen Transformation (Prof. Tobias Meisen)
Automatierungstechnik/Informatik (Prof. Dietmar Tutsch)
Allgemeine Elektrotechnik und theoretische Nachrichtentechnik (Prof. Anton Kummert)
sowie in Besetzung:
Medieninformatik
Robust, Secure and Privacy-Preserving Smart Systems
Reliable Software and Distributed Systems
Data Analytics
Massive Data Processing
