Kurzinfos zu den Projektgruppen - WS 2018/19

Ingo Börsting, M.Sc., Prof. Dr. Volker Gruhn / AG Gruhn

1. ARPong - Augmented Reality: Pong

In dieser Masterprojektgruppe möchten wir das Spielprinzip des bekannten Spiels “Pong” auf die augmentierte Realität (AR) übertragen. Hierbei sollen mehrere Spieler die Möglichkeit erhalten über AR-Devices am Spielerlebnis teilzunehmen. Eine besondere Herausforderung in der Implementierung der Spielmechanik ist somit die Synchronisation zwischen den beteiligten AR-Devices sowie die Lokalisierung der einzelnen Teilnehmer. Zusätzlich sollen virtuelle Spielobjekte erstellt und in die AR-Experience integriert werden.

Durch diese Masterprojektgruppe sollen die Studierenden die Konzepte des Systementwurfs für AR-Anwendungen kennenlernen und anwenden.

Dipl.-Ing. Michael Rodler, Sebastian Surminski, M.Sc., Prof. Dr.-Ing. Lucas Davi / AG Davi

2. FETA - Fuzzer Evaluation Through Automation

System Software, Betriebssysteme und User Programme wie Web Browser bieten eine große Angriffsfläche für Laufzeitangriffe (Zero-Day Exploits), die Programmierfehler ausnutzen, um Schadoperationen auszuführen und IT Systeme zu kompromittieren. Die zugrundeliegenden Programmierfehler sind oft in schlecht getesteten Teilen des Programms versteckt und treten oft nur in speziellen Grenzfällen auf. Durch die steigende Komplexität wird es immer schwieriger, Software manuell zu testen bzw. auf Schwachstellen zu prüfen. In den letzten Jahren hat sich Fuzzing als effektive Methode zum automatisierten Aufspüren von Schwachstellen etabliert. Beim Testen mittels Fuzzing werden durch probabilistische Algorithmen aus einer Menge von legitimen Inputs neue Inputs generiert, die dann Schwachstellen in schlecht getesteten Teilen des Programms auslösen. Die Forschung im Fuzzing Bereich hat viele optimierte Fuzzer entwickelt welche diesen Prozess effektiver machen sollen. Ziel dieser PG ist die Entwicklung eines Fuzzing Framework, welches verschiedene Fuzzer schnell auf einen bestehenden Testkorpus starten und evaluieren kann. Das Framework soll insbesondere dazu genutzt werden, um die Effektivität von unterschiedlichen Fuzzern zu evaluieren. Dabei sollen sowohl bereits bekannte wie auch neue Schwachstellen mittels Fuzzing gefunden werden.

Dr. Marco Konersmann, Jens Holschbach, M.Sc., Prof. Dr. Michael Goedicke / AG Goedicke

3. FlowScale - A Model-Based Approach for Material Flow Systems in the Large

Der Fluss von Paketen beim Versanddienst, von Autos beim Autobauer oder von Containern in internationalen Häfen wie dem Duisburger Binnenhafen: In allen Fällen werden hochautomatisiert Materialien über große Areale verschoben und verarbeitet. Systeme dieser Art gehören zur Kategorie der automatisierten Materialflusssystemen. Zu solchen Systemen gehört auch immer Steuerungslogik in Form von Programmcode. Dabei sind diese Systeme nicht statisch, sondern Gegenstand stetiger Veränderung und Erweiterung. Die Software für die unterschiedlichen Bestandteile der Systeme werden dabei i.d.R. kopiert und erweitert, sodass unterschiedlichste Varianten des Codes auf mehreren Geräten verteilt läuft. Dadurch werden die Systeme mit der Zeit immer komplexer und fehleranfälliger, was zu Lasten von Evolution und Wartung geht. Um diese Komplexität zu bändigen wird diese Projektgruppe auf einen modellgetriebenen Ansatz aufbauen, um hochkomplexe Materialflusssysteme modellhaft abbilden und auch steuern zu können. Dabei werden domänenspezifische Sprachen (DSLs) entwickelt, um diese Systeme zu modellieren und Generatoren, die systematisch aus den Modellen lauffähigen Programmcode erzeugen. Das Materialsystem wird dann durch eine Prozesssprache gesteuert. Dabei wird die Projektgruppe durch Anwendung von Ergebnissen aktueller Forschung sicherstellen können, dass die Modelle und der Code auch dann noch zueinander passen, wenn der einmal generierte Code manuell geändert wird.

Die Studentinnen und Studenten erlernen in dieser praxisnahen Projektgruppe die Entwicklung von domänenspezifischen Sprachen, mit denen die wesentlichen Bestandteile dieser Systeme beschrieben werden können. Die Entwicklung von Programmcodegeneratoren aus Modellen hilft, systematisch komplexe, qualitativ hochwertige Softwaresysteme zu generieren. Als Ergebnis wird – im kleinen Maßstab – ein Materialflusssystem erzeugt, das die Zukunft der Versanddienste, Autobauer oder Häfen maßgeblich beeinflussen kann.

Jonas Auda, M.Sc., Prof. Dr. Stefan Schneegaß / AG Schneegaß

4. HaptiDrone – Providing haptic feedback in augmented and virtual reality through quadcopters

The visual output of current augmented and virtual reality (AR/VR) glasses has been in the focus of research for the last decades. While the visual sense perceives most information, other senses are still needed to achieve a truly realistic and immersive AR/VR environment. One of the key differences between reality and current AR/VR solutions is the usage of the haptic sense. Haptic feedback is mainly presented through controllers which are using vibro-tactile feedback. Latest research showed promising first steps in exploring quadcopters in certain enclosures for haptic feedback. This project group should develop a system that controls quadcopters and integrates them for providing haptic feedback in AR/VR environments. The quadcopter should be tracked using an OptiTrack tracking system. Different quadcopter setups should be tested and evaluated within an interactive application.

Julius Flohr, M.Sc., Dr. Dirk Hoffstadt, Prof. Dr.-Ing. Erwin Rathgeb / AG Rathgeb

5. IPARK-NG - Internet of Things enabled Parking Garage

Bei IPARK-NG handelt es sich um eine Weiterentwicklung des IoT-Parkplatzsystems IPARK. Hierbei wird der Fokus auf den Einsatz von IoT-Technologien im Kontext von Parkhäusern / Parkgaragen gelegt. Ziel des Projektes ist es den Studierenden aktuelle IoT-Protokollstapel (CoAP, mqtt, 6LoWPAN, etc.) zu vermitteln. Es ist nicht notwendig das Vorgängerprojekt durchgeführt zu haben.

Dr. Marcus Handte, Prof. Dr. Pedro Marrón / AG Marrón

6. LBS 2 - Location-based Services 2

This project group covers fundamental concepts related to the development of location-based services in theory and practice. During the first part of the project group, basic models, algorithms, data structures and applications are introduced in a series of lectures. In addition, the participants will prepare 30-minute talks on basic technologies that will be used during the course of the project. In the second part, the participants will be jointly designing, implementing and evaluating extensions to an existing location-based service consisting of a mobile application, a web service and a web-based application.

The theoretical part of the project group covers the following contents:

  • Geometric, symbolic and hybrid location models
  • Localization systems and algorithms for outdoor and indoor environments
  • (Energy-)efficient location acquisition and communication
  • Server-based location data management
  • Privacy aspects related to location information
  • Example location-based services and applications

The practical part of the project group will be based the following technologies:

  • Mobile application development with IOS (XCode, Swift, etc.)
  • Web service development with Java (Wildfly AS, EJB, JAX-RS)
  • Web application development with Angular (NodeJS, Typescript, CSS, etc.)

Dipl.-Wirtsch.-Inf. Marian Daun, Jennifer Brings, M.Sc., Prof. Dr. Klaus Pohl/ AG Pohl

7. MBECPS - Modellbasiertes Engineering von cyber-physischen Systemen

Cyber-physische Systeme zeichnen sich durch die enge Integration von Software und physikalischer Umgebung aus. Zusätzlich kollaborieren diese Systeme eng mit weiteren cyber-physischen Systemen. Durch einen Zusammenschluss mehrerer cyber-physischer Systeme entsteht ein Systemverbund. Der Systemverbund erlaubt es den beteiligten Systemen Ziele zu erreichen, Funktionen auszuführen und Verhalten aufzuweisen, das sie alleine nicht darstellen können. In der modellbasierten Entwicklung führt dies dazu, dass Ziele, Funktionen und Verhalten nicht eindeutig dem einzelnen System zugeordnet werden können, die Systeme aber wichtige Beiträge zur Erbringung leisten. Hierbei ist es insbesondere notwendig während der Entwurfszeit mögliche Laufzeitkonfigurationen zu berücksichtigen. Im Rahmen dieser Masterprojektgruppe werden gängige Techniken zur Spezifikation und Analyse von cyber-physischen Systemen erprobt. Als Beispielsysteme werden industrielle cyber-physische Systeme aus den Bereichen Robotik, Industrie 4.0, automatisierter Straßenverkehr betrachtet.

Shahid Latif, M.Sc., Prof. Dr. Fabian Beck / AG Beck

8. Talking Realities: Data-Driven Audio Guides for Virtual Reality

With the advancement of virtual reality technology, moving from existing two-dimensional representations of geographic data towards the creation of three-dimensional navigable virtual maps becomes appealing. Virtual reality can provide an immersive experience by simulating city models or virtual landscapes, where the user can freely explore the virtual environment and projected data. To further enhance the immersion, the system might present annotations of relevant data insights on demand as the user moves through the environment. Considering it is not easy to read textual explanations in a virtual environment, a promising solution are audio explanations based on the analysis of the data presented and geographic context. Talking Realities will be an interactive virtual reality system that uses natural language generation to automatically create audio explanations from data and present them adapting to the user’s interaction with the virtual environment.

Ausführliche Informationen zu den einzelnen Projektgruppen gibt es unter Moodle

Hinweis: Nicht-UDE-Studierende ohne UDE-Unikennung müssen sich für Moodle erst registrieren. Den Einschreibeschlüssel fragen Sie bitte bei Ansprechpartnern nach.