CITAI - Citizen Trust in AI Innovations

CITAI Mobility Lab

Das CITAI Mobility Lab ist ein 100 Quadratmeter großes Simulationslabor, das sich auf die Forschung und Entwicklung von KI-gesteuerten Lösungen für autonome Mobilität fokussiert. Ausgestattet mit einem gebogenen 180-Grad-Bildschirm, bietet es eine immersive Umgebung für Simulationen. Die zugrunde liegende Software verwendet das Open-Source-Tool "car learning to act" (CARLA).

Zentrale Bestandteile des Mobility Labs
Das Labor verfügt über einen maßgeschneiderten, von der DHBW Stuttgart entwickelten Fahrsimulator, der eine immersive Umgebung für Simulationen bietet. Der Simulator verfügt über eine gebogene Leinwand mit festem Rahmen, die 14 Meter lang und 3 Meter hoch ist. Drei hochauflösende Laserprojektoren werden verwendet, um ein rauschfreies, hochauflösendes Bild zu erzeugen, wobei jeder Beamer sein Bild auf ein Drittel der Leinwand projiziert. Das ermöglicht ein 180° immersives Simulationserlebnis für die Testpersonen. Der Versuchsrechner, der auf den Hauptentwicklungssprachen Matlab und Python basiert, steuert den Simulator sowie die Synchronisation und den Betrieb von neuroanalytischen Tools wie Eye Tracking (ET) und Elektroenzephalographie (EEG). Mit diesen Einstellungen lassen sich experimentelle Szenarien erstellen, die entweder auf 15-Zoll-Bildschirmen vor dem Fahrer- und Beifahrersitz des Simulators oder per Sprachausgabe dargestellt werden. Die Testpersonen können über zwei verschiedene multifunktionale programmierbare Tastatursysteme oder per Sprachbefehl in der Experimentalsituation agieren. Die zugrundeliegende Software basiert auf dem Open-Source-Tool CARLA und ermöglicht die Erstellung modularer städtischer und ländlicher Umgebungen, einschließlich Verkehrsszenarien und Fußgängerverhalten. Dabei können Wetter- und Umweltvariablen präzise gesteuert werden. Mit Hilfe von vortrainierten Modellen können verschiedene Stufen der Fahrautonomie simuliert und erforscht werden.

Funktionsweise des Mobility Labs am Beispiel einer Ride-Hailing Lösung:
Eine Studie im Lab beginnt mit der Analyse psychologischer und sozialer Konstrukte wie beispielsweise der Persönlichkeit und Emotionen der Proband*innen. Die extrahierten Ergebnisse werden automatisiert mittels eines Python-Skripts verarbeitet und umcodiert. Das Ziel besteht darin, durch ein sprachmodellbasiertes KI-System konkrete Steuerungsbefehle für Mobilitätsentscheidungen während der Fahrt zu generieren. Ein Beispiel hierfür sind die von der KI erzeugten Vorschläge bezüglich der Fahrtroute und möglicher Mitfahrerinnen und Mitfahrer. Alle Empfehlungen der KI basieren auf zuvor ermittelten Merkmalen der psychologischen Konstrukte wie Persönlichkeit und Stimmung der jeweiligen Probandinnen und Probanden. Die zuvor verarbeiteten Daten werden über eine Schnittstelle zur KI (API) mittels Prompts als KI-Abfrage eingespeist. Die KI wählt daraufhin aus einer Datenbank von unterschiedlichen Personen und Persönlichkeitstypen eine Mitfahrerin oder einen Mitfahrer aus, die die Probandin oder den Probanden begleiten soll. Die Entscheidung wird über eine weitere Schnittstelle zur Kommunikation an einen KI-Avatar übertragen, der über eines der Displays mit den Probandinnen und Probanden kommuniziert. Mit Hilfe von Fragebögen werden dann z.B. Akzeptanz, Vertrauen und Nutzungsbereitschaft gemessen, um Empfehlungen hinsichtlich Entwicklung und Betrieb intelligenter Mobilitätssysteme ableiten zu können.

• Mobility Lab (PDF)

CITAI Living Lab

Das CITAI Living Lab ist ein 100 Quadratmeter großes Simulationslabor, das sich in einen smarten Wohnbereich und einen durch Spiegelwände abgegrenzten Steuer- und Kontrollbereich aufteilt. Alle smarten Wohnfunktionen werden durch eine KI in Echtzeit, basierend auf den analysierten Persönlichkeitsmerkmalen der Probanden*innen, gesteuert.

Zentrale Bestandteile des smarten Wohnstudios 
Ein smarter Kühlschrank generiert Rezeptvorschläge basierend auf vorhandenen Lebensmitteln und Ernährungspräferenzen und ein personalisierter Kaffeevollautomat lernt Heißgetränke nach individuellen Vorlieben der Bewohner*innen zuzubereiten. Smarte Entertainment-Systeme empfehlen Musik, Filme und Kunstwerke basierend auf Persönlichkeitsmerkmalen und aktuellen Stimmungen der Nutzer*innen. Eine „intelligente“ Raumatmosphäre schafft Entspannung durch steuerbare, auf die Eigenschaften der Bewohner*innen abgestimmte Beleuchtungssysteme und Aromadiffusoren. Smarte Reinigungssysteme, einschließlich eines Putzroboters und einer intelligenten Luftreinigungsanlage, gewährleisten Sauberkeit und gute Luftqualität.

Funktionsweise des Living Labs
Eine Studie im Lab beginnt mit der Analyse psychologischer und sozialer Konstrukte wie beispielsweise der Persönlichkeit und Emotionen der Proband*innen. Die Ergebnisse werden dann in ein sprachmodellbasiertes KI-System eingespeist, das die Steuerung smarter Wohnfunktionen auf Basis der psychologischen Profile der Proband*innen übernimmt. Anhand personalisierter Steuerungsbefehle tritt ein vom Team entwickelter 3D KI Avatar mit den Proband*innen in Kontakt, übernimmt die Kommunikation mit ihnen und steuert die verschiedenen Funktionalitäten im Raum. Abschließend erfolgt eine Nachbefragung, z.B. zur Akzeptanz, dem Vertrauen oder der Nutzungsbereitschaft, um Empfehlungen hinsichtlich Entwicklung und Betrieb smarter Wohnlösungen ableiten zu können. Professor Dr. Marc Kuhn erklärt: „Das CITAI-Projekt ist ein bedeutender Schritt in Richtung smarter Städte, die auf die Bedürfnisse und Erwartungen der Bürgerschaft eingeht. Unser Smart-Living Lab bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Interaktion zwischen Menschen und KI-basierten Systemen in realitätsnahen Szenarien zu erforschen und dadurch wertvolle Erkenntnisse für die Zukunft unserer urbanen Lebensräume zu gewinnen.“

Das KI-gesteuerte Living Labor ist am DHBW Center of Advanced Studies (CAS) auf dem Bildungscampus in Heilbronn angesiedelt.

• Living Lab (PDF)

Ansprechpersonen

Assoziierte Partner*innen

• Prof. Dr. Monika Gonser (CAS Heilbronn)
• Prof. Dr. Maren Lay (Hochschule Heilbronn)
• Prof. Dr. Benjamin Österle (Hochschule Heilbronn)
• Prof. Dr. Lars Meyer-Waarden (TSM Toulouse)
• Prof. Julien Cloarec, Ph.D. (Université Jean Moulin Lyon 3)

News

Eröffnung des CITAI Mobility Labs am 17. Juli 2024 an der DHBW Stuttgart

Stuttgart, 27. Juni 2024 - Im Rahmen des Forschungsprojekts CITAI (Citizen Trust in AI Innovation), umgesetzt durch das Zentrum für Empirische Forschung (ZEF) der DHBW Stuttgart und gefördert durch die Dieter Schwarz Stiftung, wird am 17. Juli 2024 um 11 Uhr an der DHBW Stuttgart am Standort Paulinenstraße 50 das neue KI-gesteuerte CITAI Mobility Lab feierlich eröffnet. Die Leitung des Projekts obliegt Professor Dr. Marc Kuhn, wissenschaftlicher Leiter des ZEF.

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Förder-/Projektpartner