Forschungshighlights an der Fakultät WIAI

Neben zahlreichen Forschungsprojekten an den einzelnen Lehrstühlen und Professuren gibt es eine Vielzahl kollaborativer Forschungsprojekte sowohl innerhalb der Fakultät als auch in interdisziplinärer Kooperation mit anderen Fächern.

Pioneere im Bereich Digital und Computational Humanities

Bereits im Jahr 2002 wurde der Lehrstuhl für Angewandte Informatik in den Kultur-, Geschichts- und Geowissenschaften besetzt. Seither wächst der Bereich digitale Geisteswissenschaften kontinuierlich in der Lehre sowie in der Forschung. Im Zentrum stehen Projekte zur materiellen wie zur nicht-materiellen Sicherung von Kulturgütern in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit der Denkmalpflege und weiteren Bereichen der Kulturwissenschaften.

Aktuelle Projekte:

DARIAH-DE

DARIAH ist eine Forschungsinitiative unter dem Dach des European Strategy Forum for Research Infrastructures (ESFRI) und wird in Deutschland als nationales Teilprojekt "DARIAH-DE" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Für das nationale Verbundprojekt wurden wesentliche Zielsetzungen in Einklang mit der Mission von DARIAH-EU definiert: Neben der erweiterten Anwendung digitaler Methoden in den Kultur- und Geisteswissenschaften steht insbesondere auch der Aufbau einer nachhaltigen Föderationsinfrastruktur für den interdisziplinären Zugriff auf Forschungsdaten im Fokus der Initiative.

 

Wissenschaftliche Einrichtung:

Zentrum für innovative Anwendungen in der Informatik (ZIAI)
Das Zentrum fördert die fächerübergreifende Forschung auf dem Gebiet der Angewandten Informatik und deren Transfer in Zusammenarbeit mit Fächern aus den Forschungsschwerpunkten der Universität. Es befasst sich insbesondere mit der Erforschung, Entwicklung und Erprobung von innovativen Informationstechnologien für geistes-, kultur-, sozial- und humanwissenschaftliche Disziplinen.

Mensch-zentrierte Künstliche Intelligenz - Partnerschaftliche KI für Digital Humanities, Bildung und Gesundheit

"Universität Bamberg als neues KI-Zentrum in Bayern"

Bereits seit 2004 sind Künstliche Intelligenz sowie Maschinelles Lernen ein zentraler Aspekt in Lehre und Forschung an der Fakultät. Der Fokus liegt auf der Entwicklung von nachvollziehbaren und transparenten intelligenten Technologien, die auf die Unterstützung des Menschen durch KI und nicht auf Ersetzung des Menschen durch KI abzielen: interaktive Companions statt autonomer Systeme.
Mit methodenorientierter Grundlagenforschung in den zentralen KI–Gebieten „Inductive Logic Programming“ für erklärbares maschinelles Lernen (white–box learning) und Wissensrepräsentation als Basis zur maschinellen Realisierung kognitiver Prozesse genießt die Forschung an der WIAI international große Reputation.

Als Anwendungsbereiche für KI- und ML-Systeme stehen in Bamberg insbesondere gesellschaftlich relevante Gebiete wie Bildung und Gesundheit sowie Anwendungen in den Geistes- und Kulturwissenschaften im Mittelpunkt.

Thematisch kooperiert Bamberg eng mit dem Center for Artificial Intelligence in Data Science Würzburg CAIDAS.

Webauftritt: Bamberger Zentrum für Mensch-zentrierte Künstliche Intelligenz (MeKI)

Smart City Research Lab

Die Fakultät ist maßgeblich am interdisziplinären Smart City Research Lab beteiligt, das die Stadt Bamberg wissenschaftlich in Themen wie z. B. Digitales Welterbe, datengestütztes Mobilitätsmanagement, digitale Bürgerservices oder Gesundheitsdienste auf ihrem Weg als Smart City-Modellstadt begeleitet. Über das TAOLinkLab werden auch die TAO-Partnerhochschulen und Studierende in die Projekte mit eingebunden. Im Rahmen des Living Lab Bamberg werden dabei verschiedene technologische Aktivitäten und Installationen koordiniert, die mobile und sensorbasierte IoT-Anwendungen erforschen und erproben. Hierbei kooperieren Lehrstühle und Professuren der Universität Bamberg, Bamberger IT-Unternehmen sowie die Hochschule Coburg in verschiedenen Forschungs- und Lehrprojekten, wie z. B. im Verbundprojekt "FutureIOT – Intelligent vernetzte Lösungen für Stadt und Landwirtschaft", das von 2018-2021 von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert wird.

Kontakt:

  •  Prof. Dr. Daniela Nicklas/Prof. Dr. Marc Redepenning, Otto-Friedrich-Universität Bamberg. Email: info.scrl(at)uni-bamberg.de
  • TAOLinkLab: Michael Sünkel, Otto-Friedrich-Universität Bamberg

Links:

Technostress als elementare wissenschaftliche und organisationale Digitalisierungsherausforderung

Der Stress während der Nutzung von digitalen Technologien, kurz Technostress, ist nicht zuletzt aufgrund der Digitalisierung eine der größten Herausforderungen für moderne Gesellschaften, Unternehmen und Privatpersonen: Smartphones, Emails, Chatbots, ERP-Systeme, Social Media und viele weitere digitale Technologien und Anwendungen übernehmen wichtige Aufgaben, haben aber auch neue Anforderungen  und nicht intendierte Konsequenzen im Beruf wie Privatleben zur Folge, die beispielsweise als Hauptursache steigender Burnout-Fälle und gescheiterter Change-Projekte betrachtet werden.

In Kooperation mit internationalen Forschern (z.B. Prof. Monideepa Tarafdar, Prof. Jason B. Thatcher) sowie regionalen Unternehmen untersuchen wir Ursachen und Konsequenzen von Technostress und entwickeln parallel Gegenmaßnahmen, um den negativen Einfluss von Technostress zu reduzieren.

Ergebnisse und Publikationen

Wir erforschen Ursachen und Konsequenzen von Technostress bei privater als auch beruflicher Nutzung digitaler Technologien und was Firmen und Individuen dagegen tun können. Für die Forschungsergebnisse wurden mehrere hundert Nutzer digitaler Technologien interviewt und von mehrere tausend Nutzern Umfragedaten gesammelt.

So konnten wir zeigen,

Unserer Forschungsergebnisse zu Technostress sind in führenden Zeitschriften publiziert (z.B. JAIS, EJIS, ISJ, BISE) und mehrere tausendmal zitiert.

Presse und Preise

Die Forschungsarbeiten wurden unter anderem mit dem wichtigsten Promotionspreis (Schmalenbach-Preis), mehreren Best-Paper Awards (z.B. Intl. Conference Wirtschaftsinformatik, ACM SIGMIS CPR), Best-Paper-Nominierungen (z.B. ICIS) sowie Forschungsstipendien (Schöller Fellowship) ausgezeichnet.

Wir präsentieren die Ergebnisse unserer Forschung regelmäßig der Öffentlichkeit in TV (z.B. ZDF, RTL, 3SAT, ARTE, BR), Radio (z.B. Bayern 1-3, Antenne Bayern, Deutschlandfunk) und Zeitungen (z.B. Handelsblatt, Süddeutsche Zeitung, FAZ).

Weitere Informationen finden Sie hier.

 

CHRIS - Centre of Human Resources Information Systems

Arbeit der Zukunft und Zukunft der Arbeit

Die Digitalisierung ändert Arbeit und Arbeitende, stellt neue Anforderungen an beide und ermöglicht und erfordert eine Neuüberlegung des Verhältnisses zwischen Mensch und Maschine. CHRIS erhebt, untersucht und gestaltet seit über 15 Jahren Chancen von IT und Prozessmanagement in Personalprozessen. Dabei kann die Wirtschaftsinformatik relevante Beiträge leisten. Trotz des beliebten Dictums, der Mensch sei wichtigste Ressource und Wettbewerbsfaktor im Unternehmen, wird diese Ressource häufig weniger professionell bewirtschaftet als der Fuhrpark. So findet sich in Personalprozessen im Vergleich zu anderen Unternehmensfunktionen deutlich weniger Prozessmanagement, Strategie, Transparenz oder Systemunterstützung. Gleichzeitig wird die Bedeutung des Findens, Bindens und Einsatzes guter MitarbeiterInnen in der Tat ein grundlegender Wettbewerbsfaktor, so dass neben der organisationalen Perspektive auch ein Verstehen der Bedarfe und Werte der KandidatInnen und MitarbeiterInnen wichtig ist. Unsere Arbeitsschwerpunkte im CHRIS sind daher:

  • New Work: Wie sollte die Zukunft der Arbeit gestaltet werden?
  • E-Recruiting: Trends, Herausforderungen und innovative Lösungen in der Personalbeschaffung
  • IT-Karrieren: Karrierepfade, Besonderheiten von IT-Jobs und IT-Experten, Frauen in der IT

In Kooperation mit internationalen Forschern (z.B. Prof. Fred Niederman (Saint Louis University, Missouri), Prof. Damien Joseph (Nanyang Technological University, Singapur)) sowie regionalen, nationalen und internationalen Unternehmen untersuchen wir Chancen und Herausforderungen für ein modernes HR-Management und die Zukunft der Arbeit.

Ergebnisse

  • New Work: Die Digitalisierung stellt, ebenso wie moderne MitarbeiterInnen, neue Anforderungen an Arbeit. Wir konnten zeigen,
    • wie die Digitalisierung alte Herausforderungen an MitarbeiterInnen ganz neu formuliert und wie Unternehmen damit umgehen müssen (z.B. Technochange-Management, Umgang mit allgegenwärtigem Technostress, Angst vor KI)
    • welche Rolle örtlich und zeitlich flexible Arbeitsmodelle (z.B. Home Office) spielen und welche intendierten und nicht intendierten Konsequenzen dies für Arbeitszufriedenheit, Leistung und Wohlbefinden hat,
    • wie die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine effektiv gestaltet und umgesetzt werden kann und was relevante Besonderheiten im Umgang mit künstlicher Intelligenz sind,
    • wie modernes HR-Management strategisches Alignment im Unternehmen unterstützten kann und muss.
  • E-Recruiting: Grundlegende Chancen, Trends und Herausforderungen in den Bereichen Employer Branding, Active Sourcing, Mobil and Social Recruiting und Digitalisierung der Personalbeschaffung werden regelmäßig in den Recruiting Trends (Unternehmensstudien) und der Bewerbungspraxis (Kandidatenstudien) vorgestellt.
  • IT-Karrieren:
    • In der Literatur ist bekannt, dass IT-Karrieren diverser sind als in vielen anderen Berufen („boundaryless career paths“). Ein aktuelles CHRIS-Ergebnis zu boomerang hires zeigt, wann IT-Experten zu ehemaligen Arbeitgebern zurückwechseln („turnback“) und was Unternehmen hierfür tun sollten
    • Zusammenhang zwischen Persönlichkeitseigenschaften von IT-Experten und Kündigungswilligkeit in typischen IT-Berufen ist (consultants, programmers, system engineers, system administrators).
    • Frauen in der IT: Ansätze und Perspektiven für mehr Frauen in IT-Studiegängen und –Berufen.

Publikationen

Die wissenschaftlichen Forschungsergebnisse des CHRIS sind in führenden Zeitschriften publiziert (z.B. MISQ, MISQE, JSIS, JIT, EJIS, CAIS) und weltweit viel zitiert, ein Artikel zu HRIS-Implementierungen wurde als einer der 5 meistzitierten des Journal of Strategic Information Systems der letzten 5 Jahre ausgezeichnet.

Daneben stellen wir Unternehmen regelmäßig Unternehmensstudien und Kandidatenstudien bereit, die den Status Quo im modernen Recruitment und Good Practises aufgrund der Daten aus Fragebögen von über 100.000 Kandidaten/Mitarbeitern sowie 5.000 Unternehmen zusammenfassen.

Presse und Preise

Die Forschungsarbeiten wurden unter anderem mit Best-Paper-Preisen (z.B. ICIS, ACM SIGMIS) oder Best-Paper-Nominierungen (z.B. HICSS, ECIS, ICIS) ausgezeichnet, in Unternehmen implementiert und der breiten Öffentlichkeit vorgestellt (z.B. ZDF, RTL, 3SAT, ARTE, Bayern 1-3, Antenne Bayern, Deutschlandfunk, Handelsblatt, Süddeutsche Zeitung, FAZ, Wirtschaftswoche).

Privatheit und Sicherheit von Software-Systemen als oberstes Gebot

Im Fokus der Forschungsarbeit steht die Absicherung von Informationssystemen und der Schutz der Privatsphäre mit technischen Mechanismen. Dazu werden existierende Systeme analysiert und evaluiert und Schutzmechanismen entwickelt. Es existieren Kooperationen mit Arbeitsgruppen aus dem Bereich des maschinellen Lernens (Inferenzangriffe, Online-Tracking), Rechtswissenschaftlern (Datenschutz, Strafverfolgung) und Ethikern (werteorientierte Systemgestaltung).

Aktuelle Projekte:

PrivacyScore

Eines der laufenden Projekte ist PrivacyScore.org (seit Juni 2017 in der öffentlichen Betaphase). Benutzer können URLs einzelner Websites einreichen oder eine Liste von miteinander verwandten Websites scannen lassen, um zu erfahren, wie diese im Vergleich abschneiden. Öffentliche Benchmarks verbessern einerseits die Nachvollziehbarkeit für Bürger, auf der anderen Seite unterstützen Dienste wie PrivacyScore Datenschutzbehörden bei ihrer Arbeit. Ein öffentlicher „Pranger“ wie PrivacyScore erzeugt Transparenz und Vergleichbarkeit. Langfristig soll mit PrivacyScore überprüft werden, ob diese Form von Öffentlichkeit einen Anreiz für Seitenbetreiber darstellt, sich für einen besseren Schutz der Privatsphäre und eine höhere Sicherheit auf ihren Webseiten einzusetzen.
Laufzeit: seit 2017

EU-Vernetzungsprojekt CANVAS

Das EU-Projekt CANVAS (Constructing an Alliance for Value-driven Cybersecurity – gefördert durch das Programm „Horizon 2020“ der Europäischen Union) vernetzt Informatiker mit Juristen, Philosophen und Ethikern, um Sicherheits- und Datenschutzfragen in den drei Domänen Gesundheit, Wirtschaft und Strafverfolgung ganzheitlich aufzuarbeiten. Ein besonderer Schwerpunkt von CANVAS ist die Sensibilisierung für die Ethik von Cybersicherheit durch Aufklärung in Wissenschaft und Industrie (Workshops, MOOC, Briefing Packages für Politik und Wirtschaft, Referenz-Curriculum).
Laufzeit: 2016–2019

DISL - Dependable Intelligent Software Lab

Softwaretechnik zum Unterbinden von Fehlverhalten in KI-Software, insb. in Zusammenhang mit künstlichen neuronalen Netzen, um den verantwortungsvollen Einsatz in cyber-physikalischen Systemen zu ermöglichen.

DISL ist ein Forschungs- und Transferprojekt der Universität Bamberg, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Beteiligt sind die Professur für Angewandte Informatik, insbes. Kognitive Systeme, Professur für Angewandte Informatik, insbes. Smart Environments, Professur für Grundlagen der Informatik sowie der Lehrstuhl für Praktische Informatik, insbesondere Softwaretechnik und Programmiersprachen.

Im Rahmen dieses Projekts werden Methoden entwickelt, um den Einsatz von Lernverfahren in cyber-physikalischen Systemen zielführend und zuverlässig durchführen zu können und Qualifizierungsmaßnahmen zur Entwicklung verlässlicher KI-Software konzipiert und durchgeführt.

Maschinelle Lernverfahren, insbesondere künstliche neuronale Netze (KNNs), sind von zunehmender Bedeutung in immer mehr Anwendungsgebieten. Oftmals werden die verwendeten Modelle noch zur Laufzeit mit neuen Daten verbessert und passen sich somit über die Zeit fortlaufend an. Dabei gibt es jedoch eine Vielzahl an Herausforderungen, die adressiert werden müssen um verlässliche Softwaresysteme mit diesen Lernverfahren zu realisieren. (1) Kontra-intuitive Generalisierung kann zu unerwartetem Verhalten und leichter Manipulierbarkeit führen; (2) nicht-repräsentative Trainingsdaten resultieren in einer systematischen Fehlklassifikation, eine Überprüfung der Trainingsdaten ist jedoch in vielen Fällen nicht möglich; (3) Lernverfahren sind für das klassische Methodenportfolio der Verifikation meist nicht zugänglich und nur eine Laufzeitverifikation ist möglich; (4) Neue Komponenten müssen in die bisherige Infrastruktur integriert werden.

Basierend auf diesen Herausforderungen stellen sich die Forschungsziele des Projekts wie folgt dar:

  1. Extraktion von automatisch analysierbarer Information aus gelernten Modellen künstlicher neuronaler Netze: Whiteboxing von Blackbox-Lernverfahren
  2. Entwicklung einer modal-relationalen Domain-Specific-Language zur Spezifikation von cyber-physikalischen Systemen mit integrierten künstlichen neuronalen Netzen, die unter Umständen nebenläufig agieren.
  3. Entwicklung von Algorithmen zur automatischen Laufzeitverifikation von Systementscheidungen unter Ausnutzung der für künstliche Intelligenz spezialisierten Hardware, d.h. parallelisierte Implementierung auf für numerische Operationen optimierte parallelisierte Hardware (GPU).

Die Forschungsziele von DISL werden dabei in engem Austausch mit industriellen Partnern vorangetrieben.

Webauftritt DISL: https://www.uni-bamberg.de/en/sme/research/disl/

Digitalisierung trifft Verhaltensökonomie

Durch die Digitalisierung werden umfassende Verhaltens- und Verbrauchsdaten verfügbar: Moderne Fahrzeuge, Fitness-Armbänder, Mobiltelefone, digitale Assistenten, Stromzähler und intelligente Alltagsgegenstände erfassen immer mehr Nutzerdaten – in Echtzeit und zu immer geringeren Kosten. Der Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik, insbesondere Energieeffiziente Systeme erforscht, wie sich diese Daten im Alltag einsetzen lassen, um Entscheidungen zu unterstützen und gewünschte Verhaltensweisen zu fördern – und verknüpft dabei die Skalierbarkeit der Digitalisierung mit den Methoden der Verhaltensökonomie. Ein Beispiel unserer Arbeit: Feldstudien zur Wirkung von Echtzeit-Feedback auf den Wasser- und Energieverbrauch privater Haushalte.

In Kooperation mit führenden Universitäten (ETH Zürich, National University of Singapore, Universität Bonn) und internationalen Organisationen (Public Utility Board Singapore, Schweizer Mobiliar Versicherung, Amphiro, PWN, Hansa) untersuchen wir die Wirkung von Feedback-Interventionen in Kombination mit Zielen, sozialen Normen, monetären Anreizen und in Abhängigkeit von Zeitverzögerungen (Live vs. Outcome Feedback).

Die Ergebnisse: Randomisierte kontrollierte Feldstudien mit über 3.000 Installationen zeigen Energieeinsparungen von durchschnittlich 450 kWh pro Jahr und Haushalt und damit rund fünfmal so große Effekte wie konventionelle Feedback-Anwendungen auf Basis von Smart-Meter-Daten. Unsere Arbeiten zu digitalen Verhaltensinterventionen wurden vielfach ausgezeichnet (z.B. als Research Highlight durch Nature http://www.natureasia.com/en/research/highlight/12778), dienen als zentrale Entscheidungsgrundlagen für die Politik (z.B. die Folgeabschätzung zur Einführung von Smart Metering in der Schweiz) und führten zur Ausgründung erfolgreicher Spinoff-Unternehmen (Amphiro AG, https://www.amphiro.com, BEN Energy AG, https://www.ben-energy.com).

Publikationen

Die Forschungsergebnisse sind in den führenden Fachzeitschriften im Bereich Information Systems (z.B. Management Science und MIS Quarterly) und Energie (z.B. Nature Energy rdcu.be/bbKNx und Energy Policy) erschienen und wurden bereits mehrere tausendmal zitiert https://www.uni-bamberg.de/eesys/forschung/veroeffentlichungen.

Anwendungen in der Praxis

Wir freuen uns über den Transfer in die Praxis: Über 50.000 unserer intelligenten Verbrauchsanzeigen sind bereits im Einsatz, und Singapur führt ein Pilotprojekt in 10.000 Haushalten durch mit dem Ziel eines vollständigen Rollouts. Die CO2-Einsparungen belaufen sich bereits auf über 25.000 Tonnen.

Medien (Auswahl)

Deutschlandfunk: Echtzeitinformationen haben Energiesparwirkung https://www.deutschlandfunk.de/energieverbrauch-beim-duschen-echtzeitinformationen-haben.676.de.html?dram:article_id=433717

Scientific American: Smart Meters Speed Showers https://www.scientificamerican.com/podcast/episode/smart-meters-speed-showers

Spiegel Online: Wie wir beim Duschen mehr Energie sparen könnten http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/energie-sparen-wie-wir-alle-beim-duschen-sparen-koennen-a-1239593.html