Studentische Lösungen für morgen: Künstliche Intelligenz und IT-Sicherheit im Fokus Dienstag, 10. September 2019

Ob Industrie 4.0, autonomes Fahren oder Künstliche Intelligenz – diese Schlagworte zeigen, dass die Informatik immer mehr unser Leben durchdringt. Mit diesen aktuellen Themen der Informatik haben sich deshalb Studierende der Hochschule Osnabrück in ihren Projekten befasst. Im fünften Semester – also kurz bevor sie Abschlussarbeiten in Unternehmen verfassen – haben sie dabei zweierlei Ziele verfolgt: Theoretische Kenntnisse des Software-Engineerings in die Praxis umzusetzen und sich in Teamwork und Projektmanagement zu üben. „Um den Praxisbezug sicherzustellen, legen wir besonderen Wert auf Projekte in Kooperation mit der Wirtschaft“, betont der Organisator der Messe Prof. Dr. Rainer Roosmann.
 

Mittelstand 4.0 in der Oberflächentechnik

Das gilt auch für das Projekt, das er betreut hat: Hier gab es sogar zwei Kooperationspartner – die Firmen Kleymann Oberflächentechnik aus Werlte und die Münch Gesellschaft für IT-Solutions aus Lohne. Sechs Studierende der Technischen und der Medieninformatik haben versucht, die Chancen der Digitalisierung für den Mittelstand nutzbar zu machen. Das Familienunternehmen Kleymann ist in den Bereichen Lackiertechnik, Pulverbeschichtung und Korrosionsschutz tätig. Der Gründer und Geschäftsführer Ansgar Kleymann kam nach dem Besuch einer Veranstaltung zum Thema „Mittelstand 4.0“ auf die Idee, die Angebotserstellung in seinem Unternehmen mithilfe von Informatik zu automatisieren. „Aktuell werden bei uns rund 1.500 Angebote jährlich per Hand erstellt – mit hohem personellem und zeitlichem Aufwand“, berichtet der Unternehmer: „Im Sinne unserer Kunden wollen wir hier in Zukunft Zeit und Kosten sparen.“ Die Studierenden erstellten in enger Zusammenarbeit mit den beiden Kooperationspartnern eine cloud‐basierte Lösung. Das Besondere dabei ist eine Microservice-Architektur, die stark verteilt ist und von zahlreichen Internetshops verwendet wird. „Diese Software bietet den Außendienstmitarbeitern von Kleymann nun die Möglichkeit, über eine Web‐Oberfläche ein Auftragsangebot abzugeben – bequem und sicher“, erklärt Pia Brüggemann. „Um möglichst hohen Komfort bei gleichzeitig hoher Sicherheit zu genießen, muss sich der Nutzer in nur einer Weboberfläche anmelden – dafür wenden wir sogenannte ‚Single Sign‐On Lösungen‘ an“, so die Studentin der Technischen Informatik weiter. Der Auftraggeber Kleymann ist mit dem Prototyp des Teams zufrieden: „Es beschleunigt und vereinfacht das jetzige Verfahren und ist für uns ein guter Einstieg in die Digitalisierung.“

KI erkennt Brötchensorten

Anwendungsorientiert war auch das Projekt in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik. Sechs Informatikstudenten bekamen die Aufgabe, ein neuronales Netz zu entwickeln, welches verschiedene Brötchensorten unterscheiden kann. Dies ermöglicht es einer Brötchen‐Schmiermaschine zu wissen, wie sie die verschiedenen Brötchen zu belegen hat. „Das System soll routinemäßige Arbeitsläufe automatisieren – zum Beispiel an Flughäfen“, erklärt der Projektbetreuer Prof. Dr. Theodor Gervens. Das Team um Wiho Wert hat dafür eine Künstliche Intelligenz entwickelt: „Wir haben das Konzept des Gehirns auf ein neuronales Netz übertragen“, so der Student der Medieninformatik. Dabei verarbeitet die KI jedes aufgenommene Bild eines Brötchens und gibt daraufhin eine Einschätzung, um welche Brötchensorte es sich handelt. Um die KI anzulernen, haben Studierende sechs Brötchensorten von zwei Bäckereien genutzt. Von jeder Sorte hat das Team rund 10.000 Bilder aufgenommen – bei gleichmäßiger Beleuchtung, jedoch aus unterschiedlichen Winkeln. Zu Demonstrationszwecken haben die angehenden Informatiker eine mobile Anwendung entwickelt, die einen prototypischen Ablauf des Systems zeigt. Das Ergebnis überzeugt: Die Fehlerquote liegt unter einem Prozent. Die Gelegenheit, sich mit der spannenden KI-Technologie im Rahmen der Lebensmittelindustrie zu beschäftigten, haben die Studierenden gut genutzt“, sagt Prof. Gervens.

Vom Zukunftsthema in den Alltag: Autonomes Fahren

Um künstliche neuronale Netze ging es auch im dritten Projekt des Sommersemesters, an dem Studierende der Informatik und Elektrotechnik teilgenommen haben. Den Projektbetreuer Prof. Dr. Winfried Gehrke wundert das große Interesse der Studierenden an diesem Thema nicht: „Neuronale Netze erlebten im letzten Jahrzehnt einen regelrechten Hype, da künstliche Intelligenz heute selbst mit einfachen Rechnersystemen realisierbar geworden ist. Unsere Studierenden sind neugierig und wollen dieses Zukunftsthema durch eigene Experimente entdecken. Das Faszinierende an der Thematik ist, dass heute Systeme möglich sind, die noch vor wenigen Jahrzehnten undenkbar waren." Ein Beispiel dafür sind autonom fahrende Autos. Seit sechs Jahren entwickeln Studierende der Hochschule Osnabrück immer neue Versionen des autonomen Modellautos OSCAR. Damit nehmen sie jährlich am studentischen Wettbewerb Carolo-Cup der TU Braunschweig teil, wo sich internationale Teams in unterschiedlichen Disziplinen messen. Bei der diesjährigen Auflage fuhr das Osnabrücker Team zum Sieg im Basic-Cup und ließ neun Konkurrenten aus China, Polen, Deutschland und der Schweiz hinter sich. Für die nächste Cup-Teilnahme stehen neue Herausforderungen an: Verkehrsschilder und Fahrbahnmarkierungen – wie Zebrastreifen, Abbiegepfeile oder Sperrflächen – müssen zuverlässig erkannt werden. „Um nicht mit einem realen Auto alle denkbaren Fahrsituationen nachstellen zu müssen, haben wir jetzt einen Simulator entwickelt“, erzählt der Projektleiter Dennis Buchberger. Der Simulator generiert aus dem Straßenverlauf und den Positionen von Fahrbahnmarkierungen, Hindernissen und Straßenschildern Bilder, wie sie auch die Kamera des Autos liefern würde. Zudem können so Trainingsdaten für Neuronale Netze erzeugt werden. Diese analysieren anschließend die Bilder, um beispielsweise einen Zebrastreifen von einem Abbiegepfeil zu unterscheiden und das Auto sicher durch den Verkehr zu steuern. Die Projektergebnisse dienen nun als Grundlage für die sechste Version des OSCAR-Autos und fahren beim nächsten Carolo-Cup 2020 mit nach Braunschweig.

Neu: Workshops „Informatik für alle“

Nicht nur der Austausch an den Projektständen und Kurzvorstellungen der Projekte standen diesmal auf dem Programm: Um den Messegästen einen Einblick in die spannenden Themenfelder der Informatik zu geben, haben die Studierenden erstmals drei kostenlose Workshops angeboten – geleitet von Richard Alwes, Malte Dörgeloh, Christian Funke, Jonas Heitmann, Jannis Masselink und Celina Müller. Unter dem Motto „Informatik für alle“ ging es dabei um IT-Sicherheit, Künstliche Intelligenz und Neuronale Netze.

Messekontakte: Vorteil für Studierende wie Unternehmen

Auch diesmal haben mehrere Unternehmen der IT-Branche die Projektmesse genutzt, um Kontakte zu Studierenden zu knüpfen. „Diese Messe ist für uns eine gute Möglichkeit, mit talentiertem Nachwuchs ins Gespräch zu kommen“, sagt Eyk Haneklaus, Software Engineering Consultant im ROSEN Technology and Research Center. „Solche Kontakte führen oft zu Praktika oder Abschlussarbeiten, denn wir haben viele interessante Projekte zu bieten und nehmen die Betreuung der Studierenden sehr ernst.“ Das Familienunternehmen mit weltweit 3.300 Mitarbeitern arbeitet seit über zehn Jahren der Hochschule in Osnabrück zusammen. Um noch näher an die Studierenden und die Hochschule zu rücken, hat das Unternehmen im Mai dieses Jahres ein neues Büro in Osnabrück eröffnet.

Von: Lidia Wübbelmann