Viele Persönlichkeiten. Zwei Standorte. Eine BO.

Forschung und Transfer

Das fachbereichsübergreifende Interdisziplinäre Institut für „Angewandte Künstliche Intelligenz und Data Science Ruhr“ (AKIS) hat als besonderes Merkmal seinen breiten und interdisziplinären Charakter. Mit der Elektrotechnik & Informatik, Geodäsie, Bau- und Umweltingenieurwesen, Wirtschaft sowie Mechatronik und dem Maschinenbau sind beinahe alle Fachbereiche beteiligt. Das AKIS hat die Aufgabe, die Themen Künstlichen Intelligenz, maschinelles Lernen und Data Science an der HS-Bochum voranzubringen und als Nukleus für Innovationen und Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis zu dienen. Das Ziel ist also neben der Forschung in den oben erwähnten Kernthemen die Anwendung auf andere Fachdisziplinen. Gerne kooperieren wir hierbei mit der regionalen Wirtschaft, der Zivilgesellschaft und den öffentlichen Institutionen u.a. im Rahmen geförderter Forschungs- und Entwicklungsprojekte der Bundes- und Landesministerien, der EU sowie im Rahmen von wirtschaftlichen Projekten.

Forschungsthemen und Anwendungsgebiete

Dabei legen wir im Rahmen des Profils der Hochschule Bochum besonders viel Wert auf Aspekte der Nachhaltigkeit und fokussieren Themen wie Green AI, Trustworthy AI, Intelligente Mobilität, Ressourceneffizienz in der Produktion und die Anwendungen im Bereich der Umwelttechnik bzw. -schutzes. Unten finden Sie Informationen zu den einzelnen Gebieten sowie durchgeführte und laufende Forschungsprojekte. Informationen bzgl. Möglichkeiten zur Promotion finden Sie unter Lehre und Weiterbildung.

Kontakt:

Prof. Dr. Jörg Frochte (Institutsleiter)
Hochschule Bochum
Campus Velbert/Heiligenhaus - Raum 2.43
AG Angewandte Informatik
Kettwiger Str. 20
42579 Heiligenhaus

E-Mail: joerg.frochte (at) hs-bochum.de
Tel.: +49 (0)2056 5848-16711

Durchgeführte und laufende Projekte

NFDI4Earth (10/2021 - 10/2026)

NFDI4Earth ist eines der Konsortien innerhalb der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI).
Es bringt die führenden nationalen Einrichtungen der Erdsystemwissenschaften zusammen und umfasst mehr als 50 Organisationen. Diese kooperieren in internationalen und interdisziplinären Netzwerken mit dem übergeordneten Ziel, Funktionsweisen und Wechselwirkungen im Erdsystem zu verstehen und die vielfältigen Herausforderungen des globalen Wandels anzugehen. NFDI4Earth adressiert die digitalen Bedürfnisse der Forschenden in den Erdsystemwissenschaften. Eine Vielzahl von Sensor- und Simulationsdaten in sehr hoher räumlicher, zeitlicher und thematischer Auflösung führen hier zu rasant steigenden Datenmengen. Die Beschreibung und Bewertung von Erdsystemprozessen, ihren Abhängigkeiten und Veränderungen erfordert daher dringend ein effizientes Forschungsdatenmanagement sowie leistungsfähigere Kollaborationsumgebungen für die gemeinsame, disziplinenübergreifende Datenanalyse.

Mehr zu dem Projekt hier.

  • Projektleiter: Prof. Carsten Keßler
  • Geldgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (Projektnummer 460036893)
  • Volumen (in €): Anteil der Hochschule Bochum: 35.6445,69 
  • Koop-Partner: siehe Projekt Detailseite

TheaSmart (09/2021 - 12/2025)

Thermische Energiewandlung mittels Formgedächtnismaterialien zur Nutzung von Abwärmepotenzialen (THEAsmart & THEAsmart2):
Abwärme aus Industrie, Gewerbe, Haushalten sowie die solare Energieerzeugung stellen ein großes Energiepotenzial in Deutschland und weltweit dar. Große Mengen fossiler Energieträger könnten eingespart werden, wenn diese effizienter genutzt werden könnte. Vor diesem Hintergrund wurden bereits im Forschungsprojekt „THEAsmart“ grundlegende Rahmenbedingungen und Wirkungszusammenhänge der technischen Nutzbarkeit aufgezeigt. Es wurden Potenziale identifiziert, die eine Nutzung von Wärmequellen mit Hilfe von FGL-Systemen in verschiedenen Anwendungen technisch möglich, wirtschaftlich tragfähig und ökologisch sinnvoll erscheinen lassen. Zwei Kernansätze sollen daher im Folgeprojekt THEAsmart II weiter erforscht und in Demonstrationsvorhaben prototypisch vorgestellt werden. Die Entwicklungen sollen in unterschiedlichen Anwendungsbereichen und Einsatzfeldern Wärmequellen abgreifen und thermische in kinetische (FGL Fluid-Pumpe) bzw. elektrische Energie (Energy Harvester) wandeln können. Dabei werden sogenannte Nassaktoren, FGL-Aktoren die Mittels Fluiden aktiviert werden, weiter für die Energiewandlung in den bereits patentierten Anwendungen aus dem Projekt THEAsmart optimiert.

Mehr zu dem Projekt hier.

  • Projektleiter: Prof. Clemens Faller
  • Geldgeber: Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes NRW
  • Volumen (in €): 1.679.000 
  • Koop-Partner: FGW Remscheid, FH Münster, Dörschler GmbH, BLECO GmbH

OER4SDI (04/2022 - 03/2024)

Open Educational Resources for Spatial Information Infrastructures:
Ziel des Projektes OER4SDI ist die Entwicklung und Publikation einer strukturierten und kohärenten Sammlung von CC-lizensierten OER-Materialien, die Studierende in den Lehrfächern der Geoinformationsverarbeitung (z.B. Geoinformatik, Geodäsie, Geomatik) darin unterstützen, ein umfassendes Verständnis der Architektur, der Implementierung und der Nutzung von Geodateninfrastrukturen zu erlangen. Dies betrifft die konzeptionellen, technischen und rechtlichen Grundlagen verteilter Geodateninfrastrukturen wie auch Modelle zu deren Entwicklung und Steuerung auf regionaler, nationaler und internationaler Ebene. Studierende sollen die wesentlichen Kompetenzen entwickeln, die sie in ihrer späteren beruflichen Laufbahn dazu befähigen, zur Entwicklung und Inwertsetzung dieser Infrastrukturen beizutragen. Die OER werden über das Landesportal ORCA.NRW publiziert und über einen Zeitraum von mindestens 5 Jahren in der Lehre eingesetzt.

  • Projektleiter: Prof. Carsten Keßler
  • Geldgeber: DH.NRW
  • Volumen (in €): 499.087
  • Koop-Partner: Ruhr-Universität Bochum

Digitales Mentoring (08/2021 - 07/2024)

Mit dem Digitalen Mentoring begegnen die drei Partnerhochschulen gleich mehreren Herausforderungen, die die Lehre und das Lernen aktuell beeinflussen und prägen: da ist zum einen der Umstand, dass ihre Erstsemester zumeist mit sehr unterschiedlichen Voraussetzungen ins Studium starten, so etwa mit verschiedenen Zugängen zur Hochschulreife und einer zunehmenden sozialen und kulturellen Vielfalt der Studierenden. Zudem wollen die drei Verbundspartner auch anwachsenden Studiendauern und dem deutlich gestiegenen Einsatz von Elementen der digitalen Lehre Rechnung tragen.

Dabei eröffnet gerade die Digitalisierung der Lehre die neuen Möglichkeiten, die das Digitale Mentoring nutzt. Die Methode des „Learning Analytics“, welches hier zum Einsatz kommt, nutzt die Daten, die bei Lernaktivitäten der Studierenden anfallen, um die Bedürfnisse der einzelnen Lernenden besser zu erkennen und den individuellen Lernprozess besser unterstützen zu können. Dazu nutzen die drei Hochschulen unter Beachtung aller Datenschutzvorschriften die Informationen aus verschiedenen Quellen, wie Verwaltungs-und Lernmanagementsystemen, stellen sie zusammen und werten sie aus. Der Einsatz von Educational Data Mining soll dazu beitragen, Empfehlungen für den weiteren Studienverlauf zusammenzustellen, die die Unterstützung und Begleitung im Studium durch Professorinnen und Professoren, aber auch Serviceeinrichtungen wie der Studienberatung ergänzen.

  • Projektleiter: Prof. Jörg Frochte
  • Geldgeber: Stiftung Innovation in der Hochschullehre unter FBM2020-VA-219-2-05750
  • Volumen (in €): Anteil der Hochschule Bochum: 948.973 Euro
  • Koop-Partner: FH Dortmund (Konsortialführung), Westfälische Hochschule

SharKI-C (03/2021 - 03/2024)

Shared Tasks als innovativer Ansatz zur Implementierung von KI- und Big-Data-basierten Anwendungen in der Hochschullandschaft:
Mit SharKI entwickeln wir eine Shared-Task-Plattform, um Lehrenden die KI-gestützte Umsetzung, Durchführung und Bewertung von Shared Tasks in Lehrveranstaltung zu ermöglichen. Intergiert ist der Aspekt des Educationan Data Minings. Primäre Ziele an der HS BO sind Robotik und Regelungstechnik.

  • Projektleiter: Prof. Jörg Frochte
  • Geldgeber: BMBF Call 2873
  • Volumen (in €): 166.545
  • Koop-Partner: Uni Leipzig, Uni Weimar

SUBMOMAL (05/2020 - 04/2023)

Substitution deterministischer Modelle zur Beschreibung raumzeitvarianter Prozesse mittels maschineller Lernverfahren:
Entwicklung von KI-Verfahren zur datenbasierten Modellierung hydrologischer Prozesse.

  • Projektleiter: Prof. Andreas Wytzisk-Arens
  • Geldgeber: Interne Förderung 
  • Volumen (in €): 80.000
  • Koop-Partner: TU Dresden, Hochschule Bochum (FB B)

TIMALIE (03/2019 - 05/2022)

TIered MAchine Learning ArchItEctures:
Entwicklung von neuen Methoden und Prozessen im maschinellen Lernen unter besonderer Berücksichtigung von Datenschutz und Datensicherheit

  • Projektleiter: Prof. Jörg Frochte
  • Geldgeber: EFRE (EU & NRW)
  • Volumen (in €): 538.310
  • Koop-Partner: Uni Wuppertal, diverse Industriepartner

BeeStatistics (2019 - 2021)

Bee Statistics entwickelt datengetriebene Politikberatung auf Basis statistischer und maschinell angelernter Daten-Analysen. Weitere Informationen unter https://www.opa-tad.dehttps://www.bee-statistics.de/

  • Projektleiter/Mentor: Prof. Henrik Blunck
  • Geldgeber: EFRE (NRW Startup-Förderlinie)
  • Volumen (in €): Anteil der Hochschule Bochum: 235.000
  • Koop-Partner: Politikwissenschaft RUB, Prof. Dr. Bovermann

KomMonitor (03/2017 - 03/2021)

Kommunales Monitoring zur Raumenentwicklung:
Die beiden Kommunen Essen und Mühlheim an der Ruhr wollen ihre Stadtentwicklung künftig ganzheitlich und flexibel ausrichten und in ihren Planungsprozessen zeitnah auf entstehende Veränderungen reagieren. Veränderungen im Stadtgebiet (z.B. bzgl. Demografie oder Sozialstruktur) sollen sowohl für die gesamte Stadt als auch für einzelne Quartiere frühzeitig erkannt werden. Hierzu wurde ein integriertes Monitoring-System entwickelt, das Daten verschiedener Bereiche zusammenführt und raumzeitliche Analysen erlaubt. Es entstand eine web-basierte Software, die ein integriertes GIS-basiertes, raum-zeitliches Monitoring von Geodaten und Statistiken ermöglicht. Die Software ist frei verfügbar und wurde als Arbeitswerkzeug für die Kommunalverwaltung entwickelt, um aktuelle Fragen der Stadtentwicklung zeitnah und bedarfsgerecht beantworten zu können. Durch eine modulare Softwarearchitektur sowie generische und konfigurierbare Funktionalitäten ist KomMonitor auf andere Kommunen sowie auf weitere Anwendungsfelder und Maßstabsebenen übertragbar. Geodaten und Statistiken werden nutzerfreundlich und ansprechend anhand von einer interaktiven Kartenanwendung, Diagrammen und weiteren Analysewerkzeugen zugänglich gemacht. Ein aussagekräftiges Indikatorensystem sorgt für eine transparente und strukturierte Aufbereitung raumbezogener Informationen.

Mehr zu dem Projekt hier.

  • Projektleiter: Prof. Andreas Wytzisk-Arens, Dr.-Ing. Alexandra Lindner
  • Geldgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung/ Fördermaßnahme: Kommunen innovativ
  • Volumen (in €): 815.710,74
  • Koop-Partner: Ruhr-Universität Bochum, Stadt Müllheim an der Ruhr, Deutsches Institut für Urbanistik, Institut Raum & Energie

Smart Demography (05/2018 - 07/2021)

In dem Projekt Smartdemography wurde für den Kreis Recklinghausen ein kleinräumiges Demografie-Monitoring erstellt, das kleinräumige Informationen sowie Indikatoren zur Bevölkerung und zu den vorhandenen Infrastrukturen in digitaler Form bereitstellt. Automatisch akquirierte Daten wurden datenschutzkonform aufbereitet und in einem Portal für die Stadtverwaltung, Wirtschaft, Forschung sowie für die Öffentlichkeit bereitgestellt. Das Werkzeug ermöglicht es, den Strukturwandel der Region nachhaltig zu steuern sowie Entscheidungen und Planungen ganzheitlich und auf Zielgruppen bezogen betrachten zu können.

  • Projektleiter: Prof. Andreas Wytzisk-Arens
  • Geldgeber: „Umbau 21 – Smart Region“ Initiative zur Digitalisierung in der Emscher-Lippe- Region
  • Volumen (in €): 776.095,24, Anteil der Hochschule Bochum: 235.628,66
  • Koop-Partner:  /

Intuitives CAD (02/2019 - 12/2021)

Innovative Bedienkonzepte im Computer Aided Design (CAD) auf Basis von Gaming-Technologien:
Das Projekt befaßt sich mit der Entwicklung einer neuartigen Software zur intuitiven Gestaltung von CAD-Lösungen im Bereich Architektur.

  • Projektleiter: Prof. Stefan Müller-Schneiders (Teilprojekt AI)
  • Geldgeber: EFRE (EU & NRW)
  • Volumen (in €): 487.176,50
  • Koop-Partner: Maximago GmbH, W Kubik GmbH

OPA-TAD (2017 - 2020)

Ein Forschungsprojekt zur Entwicklung einer Plattform und Werkzeugen, um die Bereitstellung von (Mobilitäts-)Daten und deren Analyse zu standardisieren und zu vereinfachen. Weitere Informationen unter https://www.opa-tad.de

  • Projektleiter: Prof. Henrik Blunck
  • Geldgeber: BMBV (mFund-Förderlinie)
  • Volumen (in €): 670.00, Anteil der HS BO: 229.000
  • Koop-Partner: BO-I-T (Bochumer Institut für Technologie), Old World Computing GmbH, SECUNET Security Networks AGV

WaCoDis (08/2017 - 07/2020)

Wasserwirtschaftliche Copernicus-Dienste:
Auswirkungen des Klimawandels sowie die Intensivierung der landwirtschaftlichen Nutzung führen bereits heute zu erhöhten Nährstoffeinträgen in Fließgewässer und Talsperren. Wasserbehörden, Wasserwirtschafts- und Abwasserverbände sowie Kommunen stehen somit vor neuen Herausforderungen. Um auch zukünftig eine effiziente und umweltschonende Gewässerbewirtschaftung gewährleisten zu können, sind Anpassungen an die sich verändernden Rahmenbedingungen erforderlich. Vor diesem Hintergrund widmete sich das Forschungsvorhaben WaCoDiS der Quantifizierung und präzisen Verortung von Stoffausträgen sowie einer qualitativ optimierten Modellierung von Sediment- und Schadstoffeinträgen in Fließgewässer und Talsperren. Hierzu wurden Lösungsstrategien zur Kombination verschiedener Datenquellen (mit dem Fokus auf Copernicus Satellitendaten), bestehender webbasierte Informationssysteme und neuer Modellkomponenten entwickelt.

Mehr zu dem Projekt hier.

  • Projektleiter: Prof. Andreas Wytzisk-Arens
  • Geldgeber: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur/ Modernitätsfonds/mFUND
  • Volumen (in €): 357.204
  • Koop-Partner:  Wupperverband, EFTAS GmbH, 52° North

RobEx (01/2017 - 12/2019)

Erhöhung der Robustheit von extremwertstatistischen Methoden zur Analyse hydrologischer Daten:
Das Ziel des Projektes besteht (a) in der Quantifizierung des Einflusses hydrologischer Parameter auf die Ergebnisse der Extremwertstatistik und (b) der Erarbeitung von Algorithmen, die auch unter Präsenz der oben genannten Einflussfaktoren eine robuste Schätzung der Hochwasserwahrscheinlichkeiten ermöglichen.

  • Projektleiter: Prof. Christoph Mudersbach
  • Geldgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) 
  • Volumen (in €): 19.320
  • Koop-Partner: /

prospective.HARVEST (08/2016 - 11/2019)

Ziel des Projekts prospective.HARVEST war die Entwicklung und Erprobung einer prototypischen Informationsinfrastruktur zur Optimierung der landwirtschaftlichen Verfahrenskette „Silomaisernte“. Mithilfe von georeferenzierter Prognosedaten sollte durch vorausschauendes Verhalten der Betriebsmitteleinsatz minimiert sowie die Ressourcen-  und Energieeffizienz der Logistikkette gesteigert werden.

  • Projektleiter: Prof. Andreas Wytzisk-Arens
  • Geldgeber: Bundesministerium für Ernährung und Land- wirtschaft/ Fördermaßnahme: Programm zur Innovationsförderung des BMEL
  • Volumen (in €): 142.862
  • Koop-Partner: CLAAS E-Systems KGaA mbH & Co KG, CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH, 365 Farmnet GmbH & Co KG, green spin GmbH, 52° North Initiative for Geospatial Open Source Software GmbH, DFKI Bremen

UnIWA (01/2017 - 12/2018)

Untersuchungen zur Anwendung von instationären Bemessungsansätzen in der wasserwirtschaftlichen Praxis:
Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie durch den Menschen oder den Klimawandel verursachte Änderungen in hydrologischen Zeitreihen bei der Bemessung von wasserwirtschaftlichen Anlagen nachhaltig berücksichtigt werden können. Konkret werden Änderungen in Niederschlagszeitreihen in NRW untersucht und neue Bemessungsstrategien abgeleitet.

  • Projektleiter: Prof. Christoph Mudersbach
  • Geldgeber: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV). Förderlinie: "Ressourceneffiziente Abwasserbeseitigung NRW - ResA"
  • Volumen (in €): 316.599,04,  Anteil der Hochschule Bochum: 83.563,65
  • Koop-Partner: Hydrotec Ingenieurgesellschaft mbH, wbu consulting Ingenieurgesellschaft mbH

WisE-Pro (07/2015 - 06/2018)

Wissensbasierte Entscheidungshilfen für eine nachhaltige Produktion im Mittelstand:
Das Ziel des vom BMBF geförderten Projekts "WisE-Pro" ist die Entwicklung und Implementierung eines ganzheitlichen Konzeptes zur wissensbasierten Entscheidungsfindung für eine nachhaltige Produktion. Dies bedeutet für das Produktionsunternehmen anhand der Energie- und Produktionsdaten ein Verständnis für die Effizienz der Produktion zu erhalten und somit Potenziale für eine Effizienzsteigerung und resultierend daraus mehr Nachhaltigkeit zu finden. Unterstützt werden sie dabei durch ein Beratungskonzept für Energieeffizienz, welches zukünftig durch einen Energieversorger angeboten werden soll. Für den Energieversorger bedeutet es in diesem Zusammenhang, Wissen über die Energieverbräuche seiner Kunden zu generieren, um bei der Energiebedarfsplanung im Hinblick auf die Nutzung erneuerbarer Energien fundierte Entscheidungen fällen zu können. Im Zusammenspiel von Energieerzeuger und Nutzer wird durch den Datenaustausch eine optimierte Nutzung der vorhandenen Energie ermöglicht, um die vorzuhaltende Reserve aus konventionellen Energiequellen zu minimieren.

  • Projektleiter: Prof. Clemens Faller
  • Geldgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung - Programm Forschung an Fachhochschulen
  • Volumen (in €): 324.000
  • Koop-Partner: /

FR/ 3916/1-1 (12/2016 - 01/2017)

Aufbau internationaler Kooperationen:
Initialisierung einer Kooperation im Bereich maschinelles Lernen / KI mit Prof. Marsland (Neuseeland).

  • Projektleiter: Prof. Jörg Frochte
  • Geldgeber: DFG
  • Volumen (in €): 5.900
  • Koop-Partner: Massey University (Neuseeland)

DIBS (11/2015 - 04/2016)

Data Mining zur Beratung von Studierenden:
Educational Data Mining auf universitären Datenbanken zur Studienberatung und Qualitätsoptimierung.

  • Projektleiter: Prof. Jörg Frochte
  • Geldgeber: Ministerium für Bildung und Wissenschaft des Landes NRW
  • Volumen (in €): 38.850
  • Koop-Partner: /