Research Areas at the Department of Computer Science
- Algorithmik
- Der Schwerpunkt der Forschung liegt in der Entwicklung von Algorithmen, die nicht nur auf typischen Eingabedaten aus einer Anwendungsdomäne „gut“ funktionieren, sondern für welche bestimmte Eigenschaften (Laufzeit, Qualität des Ergebnisses, … ) auch mathematisch-rigoros bewiesen werden können. Aktuelle Forschungsthemen sind Algorithmen im Kontext von Routenplanung, E-Mobility, Selbstlokalisierung, industrieller Schnittminimierung, Scheduling sowie Text-Retrieval.
- Analytic Computing
- The Analytic Computing research group is endowed by the Cyber Valley initiative to further Artificial Intelligence at the Universities of Stuttgart and Tübingen and the Max-Planck-Institute for Intelligent Systems. Their research targets at Artificial Intelligence and Knowledge Graphs, Artificial Intelligence and Human-Computer Interaction, Machine Learning for Natural Language Processing, Machine Learning and Simulation, as well as Reflection on the Web, AI and Society.
- Anwendersoftware
- Die Abteilung Anwendersoftware sieht ihr "traditionelles" Arbeitsgebiet in dem großen Bereich der Datenbank- und Informationssysteme. Ergänzend zu den klassischen Themen wie Datenmodelle, Sprachen und Optimierung kommen an aktuellen Forschungsthemen hinzu beispielsweise Datenintegration, Datenanalyse und Techniken des Data Warehousing sowie skalierbare Datenverarbeitung und datenintensive Applikationen, etwa in technischen Anwendungsbereichen.
- Architektur von Anwendungssystemen
- Die Forschungen befassen sich mit der Struktur, der Modellierung und der Laufzeitunterstützung unternehmenskritischer Anwendungen. Hierbei stehen oft geschäftsprozess- oder dienstorientierte Ansätze, deren Middleware und Entwicklungswerkzeuge im Vordergrund. Aktuelle Forschungen befassen sich mit Cloud Computing, Management verteilter Anwendungen, Mustersprachen, Dienstgüteeigenschaften und Anwendungen der zuvor genannten Technologien in unterschiedlichsten Bereichen.
- Computational Imaging Systems
- Schwerpunkt der Forschung sind zum einen parallele Rechnerarchitekturen auf der Basis rekonfigurierbarer Hardware und paralleler Prozessoren (Multi-Core Prozessoren, Graphics Processing Units), insbesondere für schnelle bildgebende Systeme im Kontext natur- und ingenieurwissenschaftlicher Anwendungen. Zum anderen sind neuartige Entwurfsmethoden für hochperformante Hardware-Systeme mit Gbit/s-Datenverbindungen auf Basis bildgebender Verfahren Gegenstand der Forschungsarbeiten.
- Data Engineering
- Im Forschungsgebiet Data Engineering befasst sich Prof. Herschel vor allem mit der Herkunft von diversen Daten, der Datenintegration, der Bereinigung von Daten (im besonderen mit der Auflösung von Entitäten) und mit daten-zentrierten Arbeitsabläufen. Ziel ihrer Forschung ist es zu erreichen, dass große Mengen heterogener Daten für ihre Verwendung in diversen alltäglichen Anwendungen automatisch vorbereitet und prozessiert werden können.
- Embedded Systems
- The Chair of Embedded Systems is concerned with architectures and design methods for hardware/software systems in technical applications. Our research focuses on modelling and parallel simulation of embedded systems, design of robust systems, and architecture of fault-tolerant on-chip networks. Click here for more information.
- Graphisch-Interaktive Systeme
- Forschung und Lehre dieser Abteilung widmen sich den Grundlagenfragen und Anwendungsaspekten von Computersystemen, die Interaktion mit graphischen Darstellungen erlauben, und überdecken damit die Bereiche Computergraphik, Visualisierung und Mensch-Computer-Interaktion. Aktuelle Forschungsthemen sind die visuelle Analyse von digitalen Dokumentsammlungen, sozialen Medien und Bewegungsdaten, kognitive Prozesse beim Umgang mit Visualisierungen, die Erstellung komplexer graphischer Abfragen und haptische Interaktions- und Darstellungstechniken.
- Informationssicherheit
- Die Forschung am Institut für Informationssicherheit befasst sich mit verschiedenen Themen in den Bereichen Security, Privacy und Kryptographie. Ziel ist die Entwicklung von praktisch relevanten Systemen, Anwendungen und Standards, die beweisbare Security- und Privacy-Eigenschaften mitbringen. Dazu werden unter anderem geeignete Modelle, Methoden und Werkzeuge für deren rigorose Analyse und Entwurf erforscht und eingesetzt.
- Intelligent Sensing and Perception
- The research at the "Intelligent Sensing and Perception" Department emphasizes the development of data-efficient, domain-invariant, and privacy-preserving algorithms to perceive humans and understand their interactions with their surroundings, including their behavior, emotions, physiology, intentions, and needs. The main research topics include Deep Learning for Human Activity Analysis, Resource- and Data-efficient Recognition, Privacy-preserving Visual Recognition, Open Set and Open Domain Recognition, Uncertainty-aware Recognition in Changing Environments, Computer Vision for Robotics and Assistive Systems, Intelligent Vehicles as well as Applications for Health Monitoring, Physiological Analysis and Medical Diagnostics.
- Intelligente Systeme
- Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich Computer Vision, Bildverarbeitung und Scientific Computing. Aktuelle Forschungsthemen sind die Bewegungsberechnung aus Einzel- und Stereobildfolgen, die 3D-Rekonstruktion im Zwei- und Mehrbildfall, die Oberflächenschätzung aus Beleuchtungsinformation sowie die Aufbereitung und Kompression von Bild- und Videodaten. Aus methodischer Sicht stehen globale Optimierungsverfahren sowie deren effiziente numerische Umsetzung im Mittelpunkt.
- Maschinelles Lernen und Robotik (in the process of being filled)
- Unsere Forschung liegt im Bereich der Entscheidungstheorie und des Maschinellen Lernens, mit Anwendungsschwerpunkt in der Robotik. Insbesondere interessieren uns probabilistische Lernansätze, die Unsicherheit (Bayesianisch) quantifizieren, und Entscheidungen, die Informationsgewinn und Lernfortschritt maximieren. Spezialgebiete sind u.a. das Reinforcement Learning, Planung in relationalen Modellen, aktives Lernen, Optimierungsmethoden und optimale Regelung in der Robotik.
- Mensch-Computer-Interaktion
- Im Fachgebiet Mensch-Computer-Interaktion erforschen wir mobile, ubiquitäre sowie vernetzte und eingebettete Sensortechnologien und deren Interaktion mit dem Nutzer. In aktuellen Forschungsprojekten werden beispielsweise die Möglichkeit zur kognitiven Verbesserung menschlicher Fähigkeiten durch Technologie, die Potenziale einer vernetzen Sensorik in Museen zur Gestaltung interaktiver Ausstellungen sowie Anforderungen und Best-Practice-Konzepte für Assistenzsysteme für Produktionsprozesse untersucht, die auf Bewegungserkennung und Projektionen beruhen.
- Reliable Software Systems
- The Reliable Software Systems Group deals with methods, languages, and tools to engineer the quality of software systems. Software quality is the level to which a software system meets its requirements beyond the functional correctness, i.e., performance, reliability, safety, maintainability, scalability, elasticity, cost- and energy-efficiency, etc. Our methods help software architects, developers, and operators to design systems efficiently to meet their quality requirements and to help them monitor and ensure them at runtime.
- Simulation großer Systeme
- Die Abteilung 'Simulation großer Systeme' forscht an Fragestellungen im Grenzbereich zwischen Numerischer Mathematik und Informatik, um hochaufgelöste Anwendungen des Wissenschaftlichen Rechnens auf massiv parallelen Systemen zu ermöglichen. Anwendungsfelder sind dabei Fluiddynamik, gekoppelte Mehrphysikprobleme, hochdimensionale Probleme wie Datamining, Zeitreihenvorhersagen und Quantifizierung von Unsicherheiten. Die Methoden reichen von effizienten parallelen Mehrgitterlösern über oktalbaumähnliche Rechengitter, dynamische Gitteradaptivität, kommunikationsreduzierende und asynchrone iterative Löser, dünne Gitter und dynamische Lastbalancierung bis zu Reduced Order Modellierung.
- Socially Intelligent Robotics Lab
- The research at the "Socially Intelligent Robotics Lab" Department focuses on intelligent interactive robotics. The main research topics include how mobile robots can come to a semantic scene understanding, i.e., recognize objects in their environment and anchor them in the map, even those they know poorly or have never seen before. For example, one goal is to learn as photorealistic a 3D map as possible of previously unknown environments. Additionally, this group is interested in Human-Robot Interaction. The goal here is to develop a system that can flexibly generate sound-based non-verbal utterances for robots, as well as the development of a derivation scheme for non-verbal utterances.
- Software Engineering
- Software Engineering ist die effiziente und effektive Erstellung und Qualitätssicherung von Software-Systemen. Unsere Forschung besteht also darin, Methoden, Werkzeuge und Prozesse zu entwickeln und zu evaluieren, die das unterstützen. Wir bedienen uns hierzu vor allem der Mittel der empirischen Forschung mit einem Fokus auf Software-Qualität, Software-Wartung, Requirements Engineering und Safety Engineering.
- Theoretical Computational Linguistics
- Theoretical Computational Linguistics The area is concerned with the meaning of linguistic units like words, sentences, and documents, as well as their formal representation. The goal is to explain and model relations like similarity or the drawing of conclusions. Methodologically, our focus is on distributional analysis which grounds meaning in (statistical analysis of) usage pattern and is complemented by cognitive studies of human language processing.
- Theoretische Informatik
- Die Forschungen gehören zum Bereich der diskreten mathematisch orientierten Theoretischen Informatik. Hierzu gehören die algebraischen Grundlagen nebenläufiger Systeme, die Untersuchung von Logikfragmenten durch endliche Automaten, Halbgruppen und topologische Eigenschaften. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Untersuchung der elementaren Theorie von frei partiell kommutativen Strukturen. Zu den aktuellen Forschungsthemen gehören auch Fragen der algorithmischen und kombinatorischen Gruppentheorie und Bezüge zur Komplexitätstheorie.
- Verteilte Systeme
- Das Hauptaugenmerk der Forschung liegt auf den Gebieten der Verteilten Systeme, Rechnernetze und Mobilen Systeme. Aktuelle Forschungsthemen sind skalierbare und hochverfügbare Systeme, Adaption und Evolution von Systemen, verteilte Verarbeitung komplexer Ereignisse (Complex Event Processing), Datenschutz in mobilen Umgebungen, Protokolle für Sensornetze sowie Software-definierte Systemumgebungen, insbesondere Software Defined Networking (SDN).
- Visual Computing
- Im Fachgebiet Visual Computing untersuchen wir den Weg der Bilder von der Realität in den Rechner und wieder zurück. Dazu verwenden wir Methoden des Computational Photography (wie kann man Verallgemeinerungen von flachen Bildern aufnehmen?), Materialmessung (wie ändert sich das Aussehen von Oberflächen mit der Beleuchtung?) und interaktive Systeme, die z.B. Kameras und Lichtquellen in einem Aufbau kombinieren.
- Visualisierung
- Die Forschungsschwerpunkte sind die wissenschaftliche Visualisierung, die Informationsvisualisierung und die visuelle Analytik. Aktuelle Forschungsthemen sind unter anderem die Visualisierung von Vektorfeld- und Volumendaten, die Darstellung von Netzwerken und Hierarchien sowie die visuelle Analytik von Videodaten. Typische Anwendungsgebiete sind beispielsweise in den Ingenieurwissenschaften, der Physik, der Systembiologie und dem Eye-Tracking zu finden.