Nr. 112 / 2018

12. Juni 2018 : CEBIT: Neue KI und Lehr-Tools aus Osnabrück

Künstliche Intelligenz (KI) der neuen Generation, eine neuartige E-Learning App für den Informatikunterricht an Schulen und ein zukunftsweisendes Lehr- und Lernkonzept für Design-Studierende, das analoge Entwicklung mit virtueller Realität verbindet: Mit drei Exponaten präsentieren sich Universität und Hochschule Osnabrück auf der weltweit wichtigsten Messe der digitalen Wirtschaft CEBIT vom 11. bis 15. Juni in Hannover.

Von den Exponaten zeigte sich der Niedersächsische Wissenschaftsminister Björn Thümler begeistert. „Mit ihren Exponaten zeigen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Hochschule und Universität Osnabrück, wie positiv sich die Digitalisierung auf viele Bereiche der Arbeitswelt auswirken kann und welche innovativen Impulse aus der Wissenschaft kommen“, sagte er am 12. Juni an den Ständen des Landes Niedersachsen und von IBM Deutschland.

Neuartige Künstliche Intelligenz am Stand von IBM

Am Stand des US-amerikanischen IT- und Beratungsunternehmens IBM (Pavillon P34) zeigen Prof. Dr. Gordon Pipa und sein Team vom Institut für Kognitionswissenschaft der Universität Osnabrück mit dem Humanoiden „Lou“ eine neue Art der Künstlichen Intelligenz. Lou interagiert mit Gesten und Stimme mit dem Nutzer. Der humanoide Roboter stellt den Besuchern Quiz-Fragen zu Digitalisierung, künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen und erklärt die Hintergründe. „Diese Form der Interaktion empfindet der Mensch als großen Nutzen“, erläutert Prof. Pipa. „Während das System eine große Menge an Daten verarbeitet, berät es den Interaktionspartner. Entscheidung und Kreativität, wie damit umzugehen ist, liegen allein beim Menschen.“

Entwickelt wurde die KI in den Arbeitsgruppen „Neuroinformatik“ und „Künstliche Intelligenz“ unter Leitung von Prof. Pipa und Prof. Kai-Uwe Kühnberger mit 20 Masterstudierenden. „Wir kooperieren bereits im dritten Jahr mit IBM. Das Unternehmen ist sehr glücklich mit unserem Beitrag: Wir bringen das erste echte Cognitive Computing System dieser Komplexität an den Stand, möglicherweise auf die gesamte CEBIT.“ Bereits beim Hauptstadtkongress Medizin & Gesundheit in Berlin kam „Lou“ mit einem Fragenkatalog unter anderem zum Schwerpunktthema Telemedizin zum Einsatz.

Zukunftsweisendes Lern- und Lehrkonzept für Design-Studierende

Thomas Hofmann, Professor für Produktdesign an der Hochschule, stellt am Gemeinschaftsstand Niedersachsen (Halle 16, Stand A18) sein zukunftsweisendes Lehr- und Lernkonzept für Design-Studierende vor, das herkömmliche Arbeitsschritte der Designentwicklung mit zeitgemäßen, digitalen Tools verbindet. Neben dem analogen Modellieren mit Pappe, Clay und Schaum arbeiten die Studierenden in dieser „analog-digitalen Prozesskette“ im ständigen Wechsel auch mit CAD-Modellen und gedruckten 3D-Prototypen.

Als Brücke zwischen der analogen und der digitalen Welt kommen spezielle Scan-Verfahren zum Einsatz, die aus Zeichnungen oder realen Modellen digitale 3D-Abbilder erstellen können. Das didaktische Konzept der analog-digitalen Prozesskette wird primär in der Ergonomie und der komplexen Flächenmodellierung eingesetzt. „Die Studierenden lernen, dass sich Objekte und Flächen in Virtual Reality viel genauer und schneller bearbeiten und validieren lassen als durch bisherige Verfahren“, sagt Professor Hofmann.

E-Learning für Informatikunterricht an Schulen

An der Universität Osnabrück entwickeln derzeit ein Mitarbeiter des Zentrums für Digitale Lehre, Campus-Management und Hochschuldidaktik (virtUOS) und ein sechsköpfiges Team aus Lehramts-, Informatik-, Cognitive-Science- und Psychologie-Studenten die Software PearProgramming, die sie in Hannover ebenfalls am Niedersachsen-Stand (Halle 16, Stand G7) vorführen. Sie soll E-Learning an den Unterricht in Klassenräumen und an individuelle Lernbedürfnisse anpassen und zum spielerischen Gruppenerlebnis machen.

Schülerinnen und Schüler gründen dabei in einem Planspiel ihr eigenes virtuelles Unternehmen und bauen es aus, indem sie Informatikaufgaben lösen. Die Software nutzt motivierende Spielelemente und maschinelles Lernen. Sie kann eigenständig Lösungen anbieten und passt den Schwierigkeitsgrad an.

„Derzeit verfügbare E-Learning-Software ist in der Regel auf Einzelunterricht ausgelegt und schöpft die Möglichkeiten der Digitalisierung noch nicht aus“, sagt Informatik-Didaktiker Julian Dierker, der über PearProgramming seine Masterarbeit schrieb. „Lernprozesse sind effektiver, wenn sie in soziale Situationen eingebunden sind. Und Schüler lernen besser, wenn sie eine unterstützende, motivierende und herausfordernde Umgebung haben“, erklärt der Mitentwickler und angehende Lehrer Paul Ohm. „Wir sind sehr stolz darauf – die größte Hürde ist es, ein solches Programm in der Pädagogik zu etablieren. Ich hätte mir eine solche Möglichkeit zu meiner Schulzeit gewünscht.“

„PearProgramming verfolgt den Ansatz, dem Lehrer ein Werkzeug an die Hand zu geben, mit dem er den Unterricht dynamisch und effizient gestalten kann“, erläutert einer der beiden Betreuer des Projekts und Leiter der Forschungsgruppe „Didaktik der informatik“, Prof. Dr. Michael Brinkmeier. „Dazu sollen Lehrerinnen und Lehrer bereits vorbereitete als auch eigene Aufgaben verwenden können. Ein wesentliches Ziel wird es außerdem sein, ihnen zu ermöglichen, den Lernprozess der Schülerinnen und Schüler basierend auf einem Kompetenzmodell zu verfolgen und steuernd einzugreifen.“

Auch Dr. Tobias Thelen vom virtUOS betreut das Projekt, als Mentoren unterstützen es Informatikprofessor Dr. Oliver Vornberger und Prof. Dr. Pete Hausberg, Leiter der Forschungsgruppe für Technologie- und Innovationsmanagement.

Weitere Informationen für die Redaktionen:
Prof. Dr. Gordon Pipa
Universität Osnabrück Institut für Kognitionswissenschaft
Wachsbleiche 27
49090 Osnabrück
Raum 50/218
Tel.: +49 541 969-2277
gpipa@uni-osnabrueck.de 

Prof. Thomas Hofmann
Hochschule Osnabrück
Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik
Gebäude AA
Albrechtstraße 30
49076 Osnabrück
Raum MA 0101A
Tel.: +49 541 969-2984
t.hofmann@hs-osnabrueck.de

Julian Dierker
Universität Osnabrück
Zentrum für Digitale Lehre, Campus-Management und Hochschuldidaktik (virtUOS)
Heger-Tor-Wall 12
49069 Osnabrück Raum: 42/109
Tel.: +49 541 969-6380
jdierker@uos.de