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Institut für Pervasive Computing

Univ.-Prof. Mag. Dr. Alois Ferscha

Johannes Kepler Universität Linz
Altenberger Straße 69
A-4040 Linz
+43-732-2468-4760 (Tel.)
+43-732-2468-4765 (Fax)
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PowerIT – IT for Implicit Interaction-based Energy Management

Projektpartner: EnergieAG Oberösterreich Vertrieb GmbH & CoKG, Linz

Steuerung des Energieeinsatzes smarter Systeme mittels Machine Learning aus dem Handgelenk!

Energiesparen klingt anstrengend. Ist es aber nicht, wenn die Geräte es unter sich ausmachen. Das Projekt „PowerIT“ hat es sich zum Ziel gesetzt, die Steuerung des Energieverbrauches automatisch aus gelernten Verwendungsmustern abzuleiten. Eine am Handgelenk getragene EnergyWatch zeigt den gerätespezifischen Verbrauch in Echtzeit, lernt Verbrauchsmuster selbständig nach mathematischen Methoden der Mustererkennung, und steuert die Energiebereitstellung für Umgebungs-Geräte situationsangepasst. Im Normalfall müssen die Träger/innen aber gar nicht eingreifen, denn das smarte Assistenzsystem agiert im Hintergrund implizit: Es erkennt Aufenthaltsort, Situation und aktuelle Aktivität, und aktiviert immer nur die Geräte, die gerade benötigt werden. Die EnergieAG Oberösterreich musste dazu ein Artificial Intelligence basiertes Energieverwaltungssystem, hochkomplexe Erkennungsalgorithmen für Positions- und Beschleunigungssensoren, und deren Einbettung in ein handgelenksgetragenes Accessoire implementieren. Die eingebettete Intelligenz der EnergyWatch kann auf jede handelsübliche SmartWatch übertragen werden, und spricht mit direkt mit der nächsten Geräte- und Steckdosengeneration.

Download Video [mp4]

 
MinIAttention : Attention Management in Minimal Invasive Surgery


Laparoscopic surgical suboptimal outcomes in patient safety measures are correlated with (i) cognitive load / level of attention of the operating surgeon, (ii) the frequency and degree of disruptions to the surgical workflow, and (iii) the misalignment of visual and motor axes in laparoscopic equipment / setting (eye-hand coordination).

This project will create the foundational, design and operational principles of future, surgeon-friendly minimal invasive surgery operating room information technologies (MIS-IT), which –given the ever growing complexity in surgical workflows, as well as instrument and equipment settings– will have to build on human attention as a scarce resource.

On the formal model’s and methods’ side, MinIAttention will

  1. identify types of human attention, as well as
  2. cognitive and physiological mechanisms revealing its relation to perception, memory, decision making, and learning.
  3. characterize aspects of attention of surgeons during MIS operations, by
  4. focusing on established theories of individual attention and respective attention models

Consortium:
Institut für Pervasive Computing (JKU, Lead), AKh Linz GmbH, Karl Storz Endoskop Austria GmbH, University of Sussex, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

FFG, BRIDGE Frühphase, 3. Ausschreibung (2014), Projekt 851227

 
Menschenbewusste Maschinen - Was Maschinen über uns wissen sollten.

Prof. Ferscha hielt am 22. Oktober 2015 beim 4. Redtenbacher Symposium - ARS INVENIENDI Die Macht der Phantasie - einen Vortrag zum Thema "Menschenbewusste Maschinen - Was Maschinen über uns wissen sollten.".

Download Video (Quelle: Redtenbacher Society Steyr) [mp4]

 
JKU - denkende Geräte

Ein Bericht des ORF OÖ erläutert in OÖ Heute aktuelle Entwicklungen des Instituts für Pervasive Computing zum Thema implizite und berührungslose Interaktion.

Download Video (Quelle: ORF OÖ) [mp4]

 
Cyberphysische Produkte und Produktionssysteme


Prof. Ferscha hielt am 8. Oktober 2015 beim Symposium Industrie 4.0 - Konferenz der Nationalen Clusterplattform eine Keynote zum Thema "Cyberphysische Produkte und Produktionssysteme".

Symposium Industrie 4.0 / Konferenz der Nationalen Clusterplattform Österreich
Die Zukunft gestalten - Wegbereiter für die Produktion von morgen
Donnerstag, 8. Oktober 2015, 08.30 bis 17:30 Uhr
voestalpine Stahlwelt, 4020 Linz

Video Prof. Ferscha [mp4]
Abstract Prof. Ferscha [pdf]
Programm [pdf]

 
Attentive Machines : Project Kickoff Aug. 1, 2015


Future ICT based manufacturing systems aim at a radical individualization of products (Lot-size 1) under the condition of highly flexible mass production environments. A key challenge towards such systems is the confluent collaborative cooperation between man and machines. This project aims at attention-aware self-adaptive machines pacing the interaction with human workers based on observed user attention and task performance, and up-to-the minute adaption of the level of assistive support provided to human workers during the manufacturing process. A reference implementation of attentive machines based on (i) formal models of human attention, (iii) multisensory recognition architectures and (iii) embedded subtle assistive support mechanisms will be empirically evaluated with two cases of Austrian manufacturing excellence: First to significantly improve product quality assurance (Fischer Sports) and second, to significantly advance worker safety in heavy duty metallic manufacturing processes (Aumayr Metal Processing).

Towards the core attention-aware systems research objective, Attentive Machines will

  1. focus on abstractions and models of attention where effort (body pose, gestures, movement, etc.) is of constituent and essential significance,
  2. identify expressive indicators of human attention in gaze, pose and gesture expressions, and create recognition schemes to eventually yield a robust and reliable algorithmic apparatus for capturing attention from expressed effort,
  3. implement a modular, opportunistic attention recognition architecture making use of dedicated sensors (eye-trackers, body pose and motion trackers), user devices (e.g. Sensorjacket, Sensorshoe) or infrastructure based sensing systems (e.g. depth image sensors), and
  4. demonstrate the reference implementation of the attention recognition architecture in showcases of industrial relevancy .

FFG, IKT der Zukunft - 3. Ausschreibung (2014), Projekt 849976

 
Ein Ausweg aus dem Gedränge


Das Smartphone kann auch als Sensor für Menschenmassen dienen. Linzer Forscher haben den Wiener City Marathon mit einem Werkzeug ausgestattet, das Besuchern hilft, Massendrängereien aus dem Weg zu gehen.

Wie jedes Jahr waren beim vergangenen Vienna City Marathon (VCM) am 12. April bis zu 400.000 Menschen auf den Beinen. Sie säumen die Strecke, fahren mit Öffis kreuz und quer durch die Bezirke. Sie feuern ihre Angehörigen an, holen sie vom Ziel ab. Gerade um den Wiener Heldenplatz herum ballt sich die Menge oft gewaltig zusammen. Menschenansammlungen dieser Größe bergen eine Gefahr in sich. Zuletzt hat das das Unglück bei der Loveparade 2010 in Duisburg bewiesen, bei dem 21 Menschen in der Menge erdrückt wurden.

Pressemitteilung
VCM2013 Social Density [mp4]
VCM2014 Social Density [mp4]
VCM2015 Social Density [mp4][jpg][jpg]
Der Standard, 22.4.2015 [pdf]
derstandard.at, 2015-04-26 [pdf] [html]
Ö1, Radiokolleg, 2015-07-30 Schwarmintelligenz

 
Durchbruch für Zuschauersicherheit bei Massensportveranstaltungen durch Selbstorganisation


Der Vienna City Marathon zählt mit rund 44.000 Teilnehmern und mehr als 350.000 bis 400.000 Zuschauern an der Laufstrecke zu den größten Massensportveranstaltungen der Welt. Seit nunmehr vier Jahren kommen Smartphone-App basierte Sicherheitslösungen für Zuschauer, entwickelt am Institut für Pervasive Computing der Johannes Kepler Universität Linz zum Einsatz. Bei der gestrigen 32. Auflage der zweitgrößten Sportveranstaltung Europas haben sich 19.340 App-User laufend über das Geschehen auf der Laufstrecke informiert, und dabei gleichzeitig zu einem Frühwarnsystem für Gefahrensituationen aufgrund von unvorhersehbarem Massenverhalten beigetragen.

Weiterlesen [pdf]

 
Raising Attention: Interviews

Information overload and attention scarcity are social and industrial issues threatening human well-being and productivity. The current project 'Raising Attention' aims at opening the door for comprehensive research and development in the integration of human attention as the key factor for the design of future technical HCI and ICT systems. We pursue the next step in the evolution from 'classic' AI to a new abstraction layer which can be summarized as 'Cognitive ICT'. This requires a general and highly interdisciplinary scientific and industrial mobilization to achieve the necessary rising of public and political awareness.

10 leading experts of Austrian institutions give insight into the role of attention from different perspectives.

Watch the interviews

Further Information:

http://www.raising-attention.org/
info@raising-attention.org

 
IEEE Pervasive Computing Special Issue: Attention Management

The study of Human Attention within the Pervasive Computing domain has importance that is theoretical as well as practical. While considered a mental variable that could not be quantified and measured in metric terms in the early nineteen-hundreds -and was thus considered outside the bounds of scientific inquiry- human attention has constituted a fundamental element of psychological research since then. Today, everyone has an intuitive understanding of what attention is, how it can be assessed and how it impacts perception, memory, expectation, awareness, relevance, decision-making and other behaviours. Yet, there is hardly any human capacity as complicated to describe. Competing sensual stimuli which are controlled via top-down (conscious) and bottom-up (unconscious) sensory and perceptual processes, and the allocation to their respective importance makes attention hard to parametrize or even to measure. Formalizing human attention is extremely difficult, since it not only involves evidence based research (like the analysis of measurable, indicative signs of attention), but also theory based research of human cognitive capacities.

This special issue of IEEE PERVASIVE focusses on novel approaches to attention modelling, attention representation, attention recognition or estimation, together with attention management as a -theoretical as well as practical- system design principle.

Alois Ferscha
(Guest Editor)

IEEE Pervasive Computing Special Issue Vol 14, No 1, Jan-Mar 2014
Cover & Content [pdf] [html]
Guest Editor's Introduction, p. 19ff [pdf]
Spotlight: Attention, Please!, p. 48ff [pdf]

 
Research
“Always-on, multitasking work environments are killing productivity, dampening creativity, and making us unhappy”. Our society has evolved from suffering from information scarcity in the... more ...
High resolution, internet enabled, interactive display systems have become broadly deployed in public places, mostly for location specific announcement and commercial advertisement... more ...
The objective of this project is the research and development of crowd safety solutions in the domain of (urban) mass events. It was found that many crowd disaster - such as the 2012... more ...
This industrial research project with RECTICEL Schlafkomfort GmbH -Schlaraffia addresses the problem of getting the right sleeping product according to the body shape. more ...
Fundamentals of Collective Adaptive Systems. The FOCAS project is a coordination action which aims to integrate, coordinate and help increase visibility to research carried out in the... more ...
The FuturICT Knowledge Accelerator and Crisis-Relief System: Unleashing the Power of Information for a Sustainable Future. The FuturICT flagship proposal intends to unify hundreds of the... more ...
Self-Aware Pervasive Service Ecosystems. The objective of SAPERE is the development of a highly-innovative theoretical and practical framework for the decentralized deployment and execution... more ...
Human Computer Confluence Research in Action. HCC, Human-Computer Confluence, is an ambitious research program studying how the emerging symbiotic relation between humans and computing... more ...
Pervasive Adaptation Network for the Organisation of the Research Agenda and the Management of Activities. The goal of PANORAMA is to bring together the wide range of researchers in the... more ...
Activity and Context Recognition with Opportunistic Sensor Configurations. The project aims at developing mobile systems to recognize human activity with dynamically varying sensor setups. more ...
Complex Socio-Technical System in Ambient Intelligence. There are a number of projects that acknowledge the tight entanglement between social and technical systems. more ...
Pervasive Display Systems. The objective is the development of a highly-innovative framework for the networked, decentralized operation of heterogeneous, long-lived and adaptive DISPLAY... more ...
Implicit activity-based energy management. The PowerSaver research project proposes a power management solution based on sensors for activity and context recognition, in order to avoid... more ...
IT for Implicit Interaction based Energy Management. This project will investigate on potentials to reduce energy inefficiency by the development of methods and solutions based on implicit... more ...
Jobs & Careers
Für das kommende Semester (1.März – 30.Juni 2016) suchen wir studentische MitarbeiterInnen ohne Diplom/ Master (TutorInnen) für folgende Lehrveranstaltungen: UE Algorithmen und...
05. Feb 2016
more ...
Am Institut für Pervasive Computing Technisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Johannes Kepler Universität Linz gelangt die Stelle einer Universitätsassistentin bzw.
21. Jan 2016
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Bei der Research Studios Austria Forschungsgesellschaft mbH gelangt im Studio Pervasive Computing Applications (PCA) die in der Beilage angeführte Stelle am Standort Linz zur Besetzung.
02. Jul 2015
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News and Press
Prof. Ferscha hält eine Keynote zum Thema "Attentive Things" beim Winter Augmented Reality Meeting (WARM 2016) am 4. Februar 2016 in Graz. WARM 2016 [htm] Abstract "Attentive Things"...
29. Jan 2016
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Wortwörtlich bis in die letzte Faser durchdringt das Digitale unser Leben. Die Kleidung der Zukunft (und in manchen Fällen bereits der Gegenwart) ist mehr als bloßer Schutz vor der...
28. Dec 2015
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Gastbeitrag: Informatik-Professor Alois Ferscha spannt für die OÖNachrichten einen Bogen von der Entstehung des WWW bis zum Internet der Zukunft.
02. Dec 2015
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Die an der Johannes Kepler Universität Linz in Kooperation mit der Klima- und Energiemodellregion „SternGartl Gusental“ entwickelte Mitfahrbörse „SteigEin!“ (www.steigein.
22. Oct 2015
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Professor Ferscha hielt am 22. Oktober beim 4. Redtenbacher Symposium einen Vortrag mit dem Titel "Menschenbewusste Maschinen - Was Maschinen über uns wissen sollten." 4.
21. Oct 2015
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Mit dem Mode-Begriff "Industrie 4.0", der die Vernetzung aller Dinge und die vollautomatisierte Produktionsweise in der Industrie meint, sind viele Ängste verbunden.
09. Oct 2015
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Teaching
The grades for the Exam "Software Development 1" are online. Die Noten für die Klausur "Software Entwicklung 1" sind online. Grades/Noten
01. Feb 2016
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Room/HSSurnames/NachnamenHS1A-HeHS7Hf-KHS9L-PfHS10Pg-SHS16T-Z
25. Jan 2016
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Conferences