Inbyggda och intelligenta system (EIS)

Forskningens mål

Målet för forskningen inom EIS är att tillhandahålla och ta fram kunskap (lösningar, teorier, metoder, verktyg) som är relevant för skapandet av innovativa IT-baserade produkter och tjänster – från möjliggörande tekniker, via systemlösningar och tillämpningar, till värdeskapande IT-användande. Med detta avser vi att bidra till att stärka svensk industris konkurrenskraft.

Forskningsledare vid Akademin för informationsteknologi och dess forskningsmiljö EIS:
Slawomir Nowaczyk

Vetenskapliga artiklar från EIS

Fyra teknikområden och ett centrum

Forskningen vid EIS bedrivs inom fyra teknikområden:

• Digital tjänsteinnovation
• Medvetna intelligenta system
• Smarta elektroniksystem
• System för cyberfysiska system

Kompetensen inom dessa områden är signal- och systemteknik, informatik, matematik, datateknik, forensik, elektronik och fysik. Det är denna kompetens som utgör forskningsmiljön informationsteknologi.

Centrum för forskning på tillämpade intelligenta system, CAISR, är en långsiktig forskningssatsning på teknik för intelligenta system vid Högskolan i Halmstad med finansiering och stöd från KK-stiftelsen och support och samarbete med svensk industri. Forskningsfokus vid CAISR är medvetna intelligenta system.

Centrum för forskning på tillämpade intelligenta system, CAISR

Forskning i samverkan

Med de sammanslagna kompetenserna inom EIS vill vi attrahera nya partner och projekt som kräver såväl detaljkunskap som helhetsbild. Ett exempel på detta är lågförbrukande (energi)tekniker för radio och kommunikation, som förenar såväl inbyggda system som elektronik och nanoteknik. Fler exempel är intelligenta fordon, som sammanför kunskap om sensorer, inbyggda system och självorganiserande system, samt nästa generations radarsystem där systemlösningar baserade på ny möjliggörande beräknings- och kommunikationsteknik tas fram. Ytterligare ett exempel är IT-användning för till exempel turistupplevelser, som kombinerar kunskap om inbygga system, intelligenta system och informatik.

• EIS ska vara en internationellt erkänd forskningsmiljö med utbildning på avancerad nivå och på forskarnivå.
• EIS ska kännetecknas av välutvecklade forskningssamarbeten med näringsliv och offentlig sektor.
• EIS ska vara en ledande miljö, en excellensmiljö, inom inbyggda och intelligenta system i Europa.
  

Forskningens inriktning

Inom teknikområdet profilerar vi ämnesområdet informatik mot digital tjänsteinnovation där forskning inom informationssystem och människa-datorinteraktion integreras. Detta innebär ett fokus på hur värdet skapas för användare, organisationer och samhällen genom att kombinera och integrera resurser i digitala tjänster. Vi undersöker också hur och varför digital tjänsteinnovation kan främja eller skapa förbättringar för olika samhällsaktörer genom att studera till exempel intressenters engagemang i innovationsprocesser, logik och arkitektur inom digital service, innovationsekosystem och styrning av värdenätverk.

Forskningen inom teknikområdet kombinerar teorier (identifiering av modeller, mönster, strukturer, relationer, processer) med tillämpad och aktionsinriktad forskning i samarbete med industriella och offentliga partner. Våra projekt omfattar processinnovationsforskning med inriktning på intressenternas engagemang och värdering av medskapande samt skärningspunkten mellan digitala tjänster och affärer. Kärnkompetensen är innovationsprocesskunskap, digital service och affärsinnovation, interaktionsdesign och designvetenskap. Vi använder ofta kvalitativa forskningsmetoder som kvalitativa intervjuer, fokusgrupp och workshopmetoder (till exempel medskapande, deltagardesign och personas) deltagarobservation och designetnografi. Forskningsproduktionen innefattar insikter, teori och metodutveckling, prototyper och demonstratorer.

Teknikområdesledare: Magnus Bergquist

Forskningens användningsområden

Empirisk informatikforskning vid Högskolan i Halmstad fokuserar på digital tjänsteinnovation inom olika tillämpningsområden för företag, offentlig sektor och privatpersoner. Hälso- och sjukvårdsstudier syftar till att utveckla en förståelse för digitalisering av sjukhus och hälso- och sjukvård för att hjälpa vårdspersonalen i sitt arbete. Detta görs genom att studera användningen och innebörden av hälsoteknik och utveckla innovativa lösningar på hälsorelaterade utmaningar för individer, grupper, organisationer, företag och samhälle som helhet.

I transportsektorn studerar vi till exempel hur inbyggda sensorer i bussar och intelligenta system skapar nya möjligheter till digital tjänsteinnovation. En växande forskningsgrupp fokuserar på användarnas användning av autonoma fordon och hur digitala tjänster avgör framtida transportlösningar.

Applikationer inom media har länge varit huvudfokus för informatik vid Högskolan i Halmstad. I samarbete med svensk och internationell mediebransch har forskningen fokuserat på att utforska nya IT-koncept och tjänster som möjliggör nya former av värdeskapande.

Inom offentlig sektor fokuserar forskningen på hur digitalisering i form av samhällstjänster förändrar förhållandet mellan medborgare och regering, och vad innovation betyder för de tjänster som köpts av offentliga myndigheter.

Forskningens inrikting

Forskning och utveckling inom artificiell intelligens (AI) handlar om att konstruera system som beter sig "intelligent". Idag är det oftast vi människor definierar vilken uppgift ett system ska utföra, vilken data som ska samlas in och vilka mätvärden som ska användas. Detta innebär att systemen är designade eller programmerade för en specifik uppgift, vilket leder till att de slutar fungera när kontexten förändras.

Målet inom teknikområde Medvetna intelligenta system är att skapa system som kräver mindre tillsyn och kan hantera oväntade situationer. För att göra det måste systemen bli mer medvetna och utveckla sig sjäva för att kunna hantera händelser som är okända vid designtillfället. Vår forskning fokuserar på att skapa system som, så autonomt som möjligt, kan bygga ut sina kunskaper från verkliga data från omgivningen.

Teknikområdesledare: Slawomir Nowaczyk

Forskningens användningsområden

När stora mängderna data samlas in och analyseras av dessa intelligenta system kan nya lösningar på flera av dagens samhällsproblem tas fram. Till exempel har den senaste utvecklingen av bärbara sensorer lett till en rad olika hälsoinnovationer – både för hälso-och sjukvården och för individer. En ökad mängd data och förmågan att analysera den ger oss även en mer effektiv energiproduktion samt säkrare och mer hållbara transportsystem. Alla dessa områden kräver nya lösningar som bygger på tillgänglig data och ett automatiskt kunskapsskapande.

Forskningsfrågorna vi utforskar inkluderar att välja vilken data som ska samlas och hur man hittar generella och robusta representationer; hur man detekterar en (semi-) autonom avvikelse, hanterar "concept drift" och säsongsvariationer; hur man associerar händelser från olika datakällor; om det är möjligt att förklara varför vissa saker har hänt.

Kännetecknande för forskning inom medvetna system är att det är en systemvetenskap, det vill säga det finns många sammankopplade delar och resultaten behöver adressera och knyta ihop flera aspekter. För att göra detta möjligt bygger vi demonstratorer med uppsättningar av verktyg för alla nivåer.

Forskningens inriktning

Uppkopplad teknik finns överallt. Artificiell intelligens och Internet of Things har förändrat vår värld. Nya innovationer inom hälsa, energi, framtidens hem och städer, självkörande fordon och vardagsteknik kräver alla en smart kärna av elektronik. Denna omfattande integreringen av elektronik överallt introducerar utmaningar som till exempel integration, miniatyrisering, byggpraxis, nya sensorer, låg energiförbrukning, elektromagnetisk störning (EMI), arkitekturer för högpresterande datorer, resurseffektiv kommunikation och prisvärda komponenter.

Forskningen inom teknikområdet handlar om antenndesign, elektromagnetisk störning och kompatibilitet, nanoelektronik och fotonik, radar- och radiosystem, högpresterande datorteknik och byggspraxis för komponenter och system.

Teknikområdesledare: Pererik Andreasson

Forskningens inrikting

Det finns en växande enighet om att många viktiga framtida innovationer kommer att involvera komponenter som är nära kopplade rent beräkningsmässigt (eller "cyber") och fysiskt, ofta som ett nätverksystem eller distribuerat system. Cyberfysiska system (Cyber-Physical Systems, CPS) är ett begrepp som beskriver sådana system.

Inom teknikområdet utvecklar vi modellbaserade metoder som möjliggör innovationer inom CPS. Nya metoder utvecklas för specifikation, simulering och testning. Specifikation är processen för att skapa modellerna, som fungerar som centrala artefakt i modellbaserade metoder. Simulering gör det möjligt för "animated models" eller "runnig models" och ger ett grundläggande verktyg för att förstå dynamiken i en given modell. Vid Högskolan i Halmstad har fokus varit på rigorösa simuleringsmetoder som tar hänsyn till diskretiserings- och kvantiseringsfel och garanterar att de ger rätt resultat. Forskning kring testning fokuserar på att utveckla begrepp om överensstämmelse mellan mjukvaruproduktlinjer och hybridsystem, samt generering av testfall.

Forskningen om cyberfysiska system kan bland annat appliceras på robot- och fordonsteknik samt hälsovårds- och transportsystem.

Teknikområdesledare: Wojciech Mostowski

Forskningsfokus vid CAISR är "medvetna" intelligenta system, det vill säga datorbaserade system som kan vara medvetna om människor, om situation och till viss del om sig själva. Dessa system kan kommunicera med människor, bedöma människors avsikter och kombinera olika informationskällor för att få en helhetsbild samt övervaka sig själva. Ämnesexpertisen inom CAISR är på signalanalys, maskinlärande och mekatronik. Forskningen har även ett fokus på samverkande system, i linje med den övergripande forskningsinriktningen inom forskningsmiljön Informationsteknologi.

Filmen visar Baxter, en social robot som av forskarna tränas i att uppfatta och tolka människors känslor och behov. Roboten kan till exempel hjälpa människor som ramlar och se till att mat som lagas är hälsosam.

Filmen berättar om forskningsprojektet AIMS ( Automatic Inventory and Mapping of Stock) som inleddes år 2015 och handlar om intelligenta lagertruckar. Forskningen har skett i samarbete mellan Centrum för forskning om tillämpade intelligenta system (CAISR) vid Högskolan i Halmstad, Toyota Material Handling, Kollmorgen och Optronic. Projektet har lett till fortsatt samarbetet de kommande åren mellan de inblandade parterna i syfte att ytterligare utveckla och förbättra de automatiska lagertruckarna.