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Prof. Dr. Anja Richert

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Anlagen, Energie- und Maschinensysteme
Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (IPK)

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Dr. Sebastian Schneider

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Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (IPK)

Skilled - Sozioempathische KI-basierte Dialoge

Im Projekt „Skilled“ entwickelt das Cologne Cobots Lab gemeinsam mit der Deutschen Bahn eine sozio-empathische, mehr- und natürlich-sprachliche Conversational Artificial Intelligence, mittels Weiterentwicklung bestehender Technologien und Erforschung von Human Factors.

Skilled Projekt Skilled Projekt (Bild: Cologne Cobots Lab/TH Köln)

Das Kooperativ-Projekt „Skilled – Sozioempathische KI-basierte Dialoge“ wird vom Cologne Cobots Lab der TH Köln gemeinsam mit der DB Systel GmbH der Deutschen Bahn für die Dauer von 4,5 Jahren (von 03/2021 bis 09/2025) durchgeführt. Das Projekt verfolgt das Ziel mit Nutzer:innnen KI-basierter (robotischer) Systeme Kommunikation „auf Augenhöhe“ zu führen. Kommunikation auf Augenhöhe ist u.a. durch aktives Zuhören, wertschätzen und wahrnehmen auf einer Ebene zwischen Dialogpartnern charakterisiert und ermöglicht es Problemlösungen gemeinsam zu entwickeln. Dazu kombiniert das Projekt interdisziplinäre Forschungsfragen, die mehrere IT-Themen in Bezug auf KI-Ansätze, Sensordaten und die entsprechende Adaption des Verhaltens der dialogbasierten KI (Conversational Artificial Intelligence CAI) umfassen. Diese legen die Grundlagen für eine sozio-empathische Interaktion und förderliche Fehlerkultur. Darüber hinaus konzentrieren sich die Forschungsfragen auf drei Hauptthemen unter Berücksichtigung ihrer Messbarkeit und der entsprechenden Herausforderungen (Forschungslücken) sowie korrelierender Faktoren wie Bindung, psychologische Nähe und Akzeptanz. Dabei werden verschiedene Frontends variiert, d.h. diverse soziale Roboter vs. Avatare. 

Dementsprechend wurde ein interdisziplinäres Team mit Expertise auf den Gebieten Maschinenbau, Informatik, Techniksoziologie und Psychologie zusammengestellt, um das Ziel des Projekts zu realisieren, d.h. eine sozio-empathische, mehrsprachige und zugleich natürlich-sprachliche CAI zu entwickeln. Es werden multifaktorielle Experimente im Rahmen von drei integrativen und agilen Zyklen durchgeführt: in Innovationslaboren, in Reallaboren (z.B. ausgestatteten Einkaufszentren) und in Langzeit-Feldsettings an Verkehrsknotenpunkten. Die Kombination von qualitativen und quantitativen Studien entlang der drei Untersuchungszyklen ermöglicht tiefere Einblicke in die Wahrnehmung, Interaktion und Akzeptanz der CAI seitens der Nutzenden und abhängig von individuellen und kulturellen Unterschieden, aber auch von den Spezifikationen diverser Frontends. 

Für eine solche CAI ist sowohl die Weiterentwicklung bestehender Technologien als auch die gleichzeitig vertiefte Erforschung von Human Factors (psychische, kognitive und soziale Einflussfaktoren) in sozio-technischen Dialogsystemen notwendig. In diesem Zusammenhang soll u.a. untersucht werden, welchen Voraussetzungen der Aufbau psychologischer Nähe zwischen Menschen und sozio-technischem System unterliegt und wie eine Bindung zum System entstehen und aufrechterhalten werden kann, auch wenn ein System z.B. nicht perfekt funktioniert (Fehlerkultur in der Mensch-Maschine-Interaktion). Gleichzeitig soll diese Mensch-Roboter-Interaktion auf mehreren Sprachen ermöglicht werden, u.a. Deutsch, Englisch, Chinesisch und Japanisch. Darüber hinaus muss die interkulturelle Kommunikation, d.h. die kulturbedingten Unterschiede der Nutzenden, aber auch ethische und datenschutzrechtliche Themen bei der Konzeption der Dialoge berücksichtigt werden, damit final eine zielgruppenspezifische, sozio-empathische Mensch-Maschine-Interaktion umgesetzt wird. 

Auf einen Blick

Kategorie Beschreibung
Forschungsprojekt Skilled - Sozioempathische KI-basierte Dialoge 
Leitung Prof. Dr. Anja Richert 
Fakultät Anlagen, Energie- und Maschinensysteme 
Institut Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (IPK) 
Beteiligte Ana Müller M.A.
Lydia Penkert M.Sc.
Michael Schiffmann M.Sc.
Dr. des. Filipa Stoyanova
Dr. Sebastian Schneider  
Projektpartner DB Systel GmbH (Tochter der Deutsche Bahn AG), Fraport AG  
Fördermittelgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 
Laufzeit 54 Monate 
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