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Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Technische Informatik

Projekte

hardFIRE

gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie


Der Einsatz von Firewalls in Netzwerken ist heutzutage unverzichtbar. Die Filterregeln dieser Firewalls werden dabei meist softwarebasiert für jedes Datenpaket auf einem Standard-Prozessor abgearbeitet. Schon heute ist es einer CPU fast unmöglich, jedes Datenpaket einer 10 Gbit/s-Verbindung zu untersuchen und zu filtern. Um auch in Zukunft Firewalls nahe der technisch möglichen Datenraten betreiben zu können, muss diese Aufgabe in Hardware ausgelagert werden. Dafür bietet sich der Einsatz rekonfigurierbarer Schaltkreise in Form von FPGAs an, in die beliebige, austauschbare Logikfunktionen geladen werden können. Man erhält somit sowohl die Flexibilität einer Softwarelösung, als auch die Geschwindigkeit einer hardwarebasierten Implementierung. Das Projekt hardFIRE entwickelt Methoden und Werkzeuge, die es ermöglichen, für konkrete Firewallregeln individuelle Schaltkreise zu synthetisieren und in FPGAs zu laden.

 

 

BIGS²: Berliner Interdisziplinäre Graduiertenschule Selbstkoordinierender Straßenverkehr

gefördert durch: Humboldt-Universität im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes


BIGS² ist eine interdisziplinäre Graduiertenschule unter Beteiligung der Geographie, der Informatik und der Psychologie an der Humboldt-Universität zu Berlin. Die Promotionsthemen der Graduiertenschule widmen sich dem Themenfeld der koordinierten Wegewahl im Individualverkehr – also der Frage, wie durch ein „Absprechen“ der Navigationssysteme in Automobilen die Wegewahl dahingehend verbessert werden kann, dass eine bessere Nutzung des Straßennetzes zu geringeren Reisezeiten und einer effizienteren Ressourcennutzung beiträgt. (weitere Informationen auf der Projektwebseite)

 

Überlastkontrollmechanismen für Anonymisierungs-Overlays

gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft


Internet-Anonymisierungsdienste wie beispielsweise das Tor-Netzwerk tragen zur Abwehr gegen die Überwachung von Internetkommunikation und die daraus folgenden Bedrohungen für Privatsphäre und Meinungsfreiheit in einem globalen Kontext bei. Unglücklicherweise bieten diese Dienste derzeit nur eine sehr niedrige Performanz, die hauptsächlich aus Überlasteffekten im zugrundeliegenden Overlay-Netzwerk resultiert. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Techniken, die die bessere Beherrschung dieser Überlasteffekte ermöglichen und damit eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit von Anonymisierungsdiensten realisieren. Über diese konkrete Problemstellung hinaus beschäftigen wir uns auch in einem weiter gefassten Kontext mit technischen Aspekten des Schutzes von Anonymität und Privatsphäre.


InLoc4Log – Echtzeit-Lokalisierung und Navigation in der modernen Lagerlogistik

gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

 

Das Projekt verfolgt einen Lösungsansatz zur Prozessoptimierung in der Lagerlogistik durch neue Möglichkeiten der flächendeckenden Echtzeit-Lokalisierung und Navigation. Durch die Entwicklung einer integrativen, hybriden Gesamtlösung auf der Basis einer neuartigen Ortungstechnik werden typischen Warehouse-Anwendungssystemen bedarfsgerechte Prozessführungs-Dienste zur Verfügung gestellt. Angestrebt wird eine wirtschaftliche, zuverlässige und genaue Lösung, die darauf beruht, die Position von Logistikobjekten indirekt durch die kontinuierliche und nahtlose Ortung von Transportmitteln zu bestimmen. Die notwendige Genauigkeit, Abdeckung und Kosteneffizienz wird über die hybride Kombination unterschiedlicher Funk- und Sensordaten erreicht. In einer ereignisbasierten Kommunikationsstruktur werden diese Daten für bedarfsgerechte Ortungs- und Navigations-Dienste genutzt und sollen eine nahtlose Prozessführung sowohl im Lagerhaus als auch im Frachthof gewährleisten.
 

PoPJIM – Selbstoptimierende Verbindungselemente in Werkzeugmaschinen

gefördert durch: Europäische Union


Moderne Werkzeugmaschinen setzen leichtgewichtige und flexible Strukturen ein, um effizient und schnell arbeiten zu können. Ein Seiteneffekt dieser Konstruktionsphilosophie ist jedoch eine stärkere Neigung zu Vibrationen. Dadurch kann es zu Resonanzeffekten („Chatter“) mit fatalen Auswirkungen kommen, die von einer schlechten Werkstückqualität bis hin zur Verursachung von schwerwiegenden Defekten an Werkzeug und Maschine reichen können. Statt wie bisher die notwendige Stabilität der Maschine durch eine Reduktion der Arbeitsgeschwindigkeit sicherzustellen, wird in dem Projekt eine mechatronische Architektur entwickelt, die das dynamische Verhalten des Gesamtsystems durch den gezielten Einsatz von speziellen, in ihren Eigenschaften veränderlichen Verbindungselementen (Joint Interface Modules, JIMs) optimiert. Die JIMs werden selbstoptimierend angepasst, um so Chatter zu verhindern.  Unser Lehrstuhl trägt hierfür Techniken zur Kommunikation zwischen Kontrollrechnern und Maschinenkomponenten bei, die für die Übermittlung von Steuerdaten und Messwerten genutzt werden.
 

Online-Fehlervorhersage in komplexen Hard- und Softwaresystemen

 

Fehler in großen Hard- und Softwaresystemen werden immer kostspieliger. Gleichzeitig wird aber auch konsequente Fehlertoleranz durch hohe Redundanz bei immer komplexer werdenden Systemen schnell unbezahlbar. Unsere Forschung im Bereich der Ausfallvorhersage zielt deshalb ab auf geeignete Vorhersageverfahren, um Ausfälle vor Ihrem Auftreten vermeiden zu können. Schwerpunkte der Arbeit sind die Erfassung und Selektion von Messdaten, Modelle der betrachteten Systeme und Verfahren zur Bewertung der Vorhersageverfahren. Eine Einschränkung des Parameterraumes ist dabei einerseits zwingend erforderlich, um die Komplexität beherrschbar zu halten. Andererseits ist die Qualität der Vorhersagen maßgeblich von der Auswahl geeigneter Parameter abhängig. Hier besteht großes Optimierungspotenzial hinsichtlich des Ressourcenverbrauchs, das wir mittels adaptiver Modelle ausnutzen.


Optimierter Datenaustausch für zukünftige kooperative Verkehrsinformationssysteme

gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung

 

Der Datenaustausch zwischen Fahrzeugen auf der Straße bietet großes Potenzial für die Verbesserung der Verkehrseffizienz. Aktuelle und hoch aufgelöste Informationen über die Verkehrslage erlauben die Optimierung von Wegewahlentscheidungen. Um dieses Ziel tatsächlich zu erreichen, ist eine methodisch breite Herangehensweise notwendig. So wurden bislang hauptsächlich Mechanismen zum Erheben und Verbreiten der Informationen betrachtet, kaum jedoch für deren tatsächliche Nutzung. Immer akuter stellt sich die Frage, wie von der verfügbaren Information effektiv gebraucht gemacht werden soll. Dieses Projekt betrachtet daher die Frage, wie die tatsächlich benötigten Informationen identifizierung und kommuniziert werden können und wie sie dann zur gezielten Verkehrsbeeinflussung genutzt werden sollten. Im Ergebnis werden Mechanismen stehen, die es zukünftig erlauben, Ressourcen effizienter zu nutzen, Fahrzeit zu sparen und die Umweltbelastung durch den Straßenverkehr zu verringern.