Projektbeispiele

JOSEPH – Ein datensouveräner Sprachassistent erleichtert unseren smarten Alltag

Beteiligte Institute: Fraunhofer IAIS, Fraunhofer IIS
Förderzeitraum:
April 2020 bis März 2023

Warum brauchen wir eine neue Lösung?

Sprachassistenten wie Alexa oder Siri vereinfachen den Alltag von Millionen Menschen. Wir navigieren per Spracheingabe, streamen unsere Lieblingssongs und lassen uns die aktuellen Nachrichten vorlesen. Die intelligenten Helfer sind in vielen Bereichen längst nicht mehr weg zu denken. Zunehmend jedoch stehen sie in der Kritik, weil sie »nebenbei« sensiblen Daten der Nutzer sammeln und weiterverarbeiten. Aus Datenschutzgründen verzichten viele Unternehmen und Organisationen daher auf den Einsatz von »fremder« Sprachassistenz-Software, obwohl die Technologie enormes Potential bieten würde.

Aus Sicht des Verbraucherschutzes – aber auch damit Unternehmen Sprachassistenzsysteme gefahrlos nutzen können, braucht es Software und eine Anwendungsumgebung, die die Datensicherheit und –Souveränität der Nutzer gewährleisten. Solch eine datenschutzkonforme Sprachassistenzplattform entwickeln Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS und das Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS. Mit ihrer Sprachassistenz-Lösung »Made in Germany« wird es möglich, die Datensouveränität personenbezogener und unternehmensrelevanter Informationen zu gewährleisten.

Wem nützt die neue Technologie?

Die Anwendungsbereiche von Sprachassistenten sind vielfältig. In Krankenhäusern, Arztpraxen oder Pflegheimen könnten Geräte kontaktlos bedient und Informationen abgefragt werden. Menschen mit Handicap könnten Erleichterung im Alltag und eine größere Unabhängigkeit erfahren. Im Finanz- und Verwaltungsbereich ließen sich Prozesse effizienter gestalten. In der industriellen Produktion würde die Mensch-Maschine-Kommunikation deutlich erleichtert.

Wie funktioniert die neue Lösung?

Für dieses Sprachdialogsystem werden Daten in einem Wissensgraphen organisiert. Dieses Wissen wird in dem Graph durch einen Knoten dargestellt, der wiederrum mit anderen Knoten verknüpft ist. »Auf diese Weise werden immer mehr Informationen gesammelt und die Wissensbasis erweitert. Man kann also komplexe Fragen stellen und ist nicht auf eine begrenzte Anzahl an definierten Fragen beschränkt«, erläutert Prof. Lehmann, Leiter des Bereichs Knowledge Technologies am Fraunhofer IAIS.

Um Fragen mithilfe von Wissensgraphen zu beantworten, müssen Maschinen Anfragen von Nutzern verstehen. Zugeschnitten auf die jeweiligen Domänen wählen die Forscherinnen und Forscher dafür die erforderlichen Machine Learning-Algorithmen aus und trainieren diese mithilfe von Beispieldialogen und Frage-Antwort-Paaren. So lässt sich die Intelligenz des Sprachsystems mit der Anzahl der gesammelten Trainingsdaten steigern. Das grundsätzliche technologische Konzept dahinter: Es werden einzelne, separate Technologiemodule genutzt, die auf verschiedene Bedarfe angepasst werden können.

Was macht das Projekt einzigartig?

JOSEPH strebt einen neuen Grad an Qualität in der Mensch-Maschine-Kommunikation an, der weit über die semantischen Fähigkeiten aktueller Systeme hinausgeht. Das Sprachassistenzsystem gewährleistet Digitale Souveränität und erfüllt zugleich deutsche und europäische Standards der Datensicherheit.

Warum fördert die Fraunhofer-Zukunftsstiftung das Projekt?

Die Fraunhofer-Zukunftsstiftung fördert das Projekt JOSEPH, um die große Nachfrage nach einem Sprachassistenzsystem »Made in Germany« zu bedienen. Das Projekt fokussiert zunächst auf die Anwendung in deutschen und europäischen Unternehmen, da hier konkrete Kooperationen bestehen. Die Erkenntnisse und Entwicklungen lassen sich im zweiten Schritt auf Anwendungen für Endverbraucher übertragen. Die Technologie ist skalierbar und eine wertvolle Alternative zu bisher verbreiteten Sprachassistenzsystemen. Ziel ist, dass dieses sichere Sprachassistenzsystem internationale Sichtbarkeit und Verfügbarkeit erlangt.

Fanden Sie dieses Projekt interessant? Hier können Sie sich über weitere Projekte mit Themen wie Wissenschaft und Zukunft informieren.

 

EDDA

Nach Katastrophen z. B. nach Erdbeben, Tsunamis oder Hurrikans müssen Hilfsgüter unter immensem Zeitdruck im Krisengebiet verteilt werden, um notleidende Menschen rechtzeitig zu erreichen. Hilfsorganisationen sind meist binnen weniger Stunden vor Ort. Sie treffen jedoch auf eine höchst unübersichtliche Lage: zerstörte Straßen und Siedlungen oder Menschen die auf der Flucht sind. Um das Ausmaß der Katastrophe, die Anzahl der Hilfsbedürftigen und mögliche Rettungswege einzuschätzen, nutzen Notfallkoordinatoren derzeit Satellitenbilder. Bis diese jedoch von der betroffenen Region verfügbar und ausgewertet sind, vergeht wertvolle Zeit.

 

Smartpump

Die Smartpump ist ein Mini-Labor »to go«: Sie passt sowohl in ein Mobiltelefon, als auch in einen Jackensaum, kann mit einem Pflaster an der Haut fixiert und sogar in den menschlichen Körper iplantiert werden. Sie misst in Kombination mit geeigneten Sensoren zum Beispiel Feinstaub, giftige Gase, Feuchtigkeit oder den Insulinspiegel. Außerdem kann sie als Mikropumpe kleinste Mengen an Gas oder Flüssigkeit genau dosieren. Überall dort, wo kleine mobile Analyse und Dosiermöglichkeiten einen Mehrwert bringen – etwa als Teil eines Frühwarnsystems oder für medizinische Anwendungen eröffnet die Smartpump neue Lösungen.

 

AHEAD

Mit AHEAD erhalten Forscherinnen und Forschern gezielte Trainings und Coachings, um ihre noch jungen Innovationen zu tragfähigen Geschäftsmodellen weiter zu entwickeln. Ziel ist es, die Entwicklungen als Start-Ups oder über Lizensierung an Unternehmen am Markt verfügbar zu machen. Durch gezieltes Fördern und Begleiten von Forscherteams soll sich die Gründungsintensität und -geschwindigkeit junger, technologiegetriebener Start-Ups signifikant erhöhen. Damit werden nicht nur die Innovationskraft der deutschen Wirtschaft gefördert, sondern auch technische Lösungen zum Wohl der Gesellschaft in die Anwendung gebracht.

 

Ihr Herzensprojekt

Im Rahmen der Fraunhofer-Zukunftsstiftung können Sie gezielt die Forschungsprojekte fördern, die Ihnen besonders am Herzen liegen. Ein Stiftungsengagement bietet Ihnen eine Reihe von Vorzügen. Die Fraunhofer-Zukunftsstiftung will diese zukunftsträchtigen Entwicklungsansätze gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft in Bewegung bringen und neue Perspektiven bieten. Ein Stiftungsengagement kann jungen Ideen, Unternehmen und Produkten Starthilfe leisten, deren Markeintritt beschleunigen und passende und aussichtsreiche Anschlussfinanzierungen erschließen.

FAVRE

Weltweit ist Beton der meistverwendete Werkstoff. Bei der Zementherstellung entsteht allerdings klimaschädliches Kohlendioxid (ca. 700 kg CO2 je Tonne Zement) und geeigneter Bausand als Ausgangsrohstoff wird immer knapper. In manchen Regionen der Welt bilden sich bereits mafiöse Strukturen, die Sand illegal von Küstenlinien und aus Flussbetten rauben. Der Ressourcenverbrauch an Sand und Kies, welcher für die Herstellung von Beton benötigt wird, beträgt jährlich rund 40 Milliarden Tonnen. Bildlich dargestellt könnte aus dieser Menge Sand eine Mauer mit einer Breite und Höhe von 27 Metern um den Äquator gebaut werden.