Neue Forschung für Unternehmen und Gesundheit

eXtended Reality und Eye-Tracking im Gesundheitswesen und künstliche Intelligenz für KMUs

St. Pölten (pts039/30.03.2023/15:10)

Die Fachhochschule St. Pölten startet zwei neue Forschungsprojekte: Sie widmen sich dem Einsatz von eXtended Reality und Eye-Tracking im Gesundheitswesen und von künstlicher Intelligenz in kleinen und mittleren Unternehmen. Gefördert werden die Projekte im Rahmen der Programmschiene COIN Aufbau. Sie hat das Ziel, Forschungs- und Technologie-Infrastrukturen von Forschungseinrichtungen zu verbessern und sie in ihrer Funktion für Unternehmen zu stärken.

Immersive eXtended Reality (XR) wird im kommenden Jahrzehnt die innovativsten Entwicklungen im Gesundheitswesen vorantreiben. Zwei wichtige Anwendungsbereiche für XR-Technologien sind kostengünstige, klinische und paraklinische Schulungen und interaktive, virtuelle Umgebungen für Patient*innen in Therapie und Rehabilitation. Digitale Gesundheitsanwendungen können zudem den Trend zur personalisierten Medizin unterstützen.

"Um sich in diese Richtung zu entwickeln, müssen XR-Umgebungen zu intelligenten Systemen werden, die sich an Benutzer*innen anpassen. Ein objektives Feedbacksystem, das auf kognitiv und physiologisch relevanten, digitalen Biomarkern basiert, bietet eine Grundlage für diese Anpassung", sagt Vanessa Leung, Senior Researcherin am Center for Digital Health and Social Innovation der FH St. Pölten.

Augmented Reality in der Rettungsausbildung und der Sturzprävention

Im Projekt EyeQTrack untersucht Leung XR-Technologien in zwei Anwendungsfällen: der Fehlervermeidung bei der XR-Ausbildung von Rettungsdiensten und der Sturzprävention für Parkinson-Patient*innen in der VR-Motor-Rehabilitation.

"EyeQTrack nutzt moderne Bildverarbeitung, quantitative Analyse und maschinelles Lernen bzw. künstliche Intelligenz, um Information über kognitive und emotionale Reaktionen aus Eye-Tracking-Datenströmen handelsüblicher immersiver XR-Technologien zu gewinnen. Wir schaffen die Wissensbasis für robustes, adaptives XR-Feedback, indem wir Erkenntnisse für Trainings- und Therapieumgebungen aus Augendaten über das Stressniveau, die kognitive Belastung, die Müdigkeit und den Aufmerksamkeitszustand von Nutzer*innen ziehen", erklärt Leung.

Aufbau eines Netzwerks

Das Projekt kombiniert mehrere etablierte Forschungs- und Lehrbereiche an der FH St. Pölten: Extended Reality, maschinelles Lernen / künstliche Intelligenz, motorische Rehabilitation sowie Pflege- und Rettungsdiensttraining. Um Innovation zu fördern, verbindet EyeQTrack Akteur*innen aus dem Gesundheitswesen und der Industrie sowie ein interdisziplinäres Forschungsteam.

Ziel des Projekts sind die Entwicklung spezifischer Anwendungsfälle, die mittelfristige Expansion durch Spin-off-Projekte und Kooperationen sowie der Aufbau eines nachhaltigen Ökosystems aus Expertise, Partner*innen und Projekten innerhalb von 6 Jahren.

Vertrauenswürdige künstliche Intelligenz für KMUs

Künstliche Intelligenz (KI/AI) basierend auf maschinellem Lernen transformiert derzeit praktisch alle Sektoren in Industrie und Wirtschaft. Speziell kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) stehen vor dem Problem, dass Sie existierende KI-Lösungen nur unzureichend nutzen und so den mit AI generierbaren Mehrwert nicht nutzen können.

"Die Hauptgründe dafür sind hochspezifische Analyseanforderungen von KMUs, für die es keine gebrauchsfertigen KI-Lösungen gibt, mangelnde Adaptionsfähigkeit existierender KI-Services an sich ständig ändernde Anforderungen, intransparente Entscheidungsfindung existierender KI und damit mangelndes Vertrauen von Seiten der Unternehmen, sowie unzureichende Mengen an Trainingsdaten für die KI", sagt Matthias Zeppelzauer, Leiter der Forschungsgruppe Media Computing am Institut für Creative\Media/Technologies der FH St. Pölten und Koordinator des Centers für KI an der FH St. Pölten.

Im Projekt "TrustAI" entwickelt er interaktiv trainierbare und dynamisch anpassbare KI-Services für die hochspezifischen Anforderungen von KMUs, die durchgängig transparent und daher vertrauenswürdig sind. "Unsere zentrale Innovation ist ein neues interaktives Trainingsparadigma, in dem Mensch und KI in einem wechselseitigen Dialog stehen und durch gegenseitige Erklärungen ein gemeinsames Verständnis von Problemen entwickeln. So werden zwei Ziele zugleich erreicht: eine flexible vom Menschen gesteuerte Anpassung der KI an hochspezifische Anforderungen und eine inhärent sich selbst erklärende KI, die vertrauenswürdig agiert", erklärt Zeppelzauer.

Dieser Lernansatz ermöglicht das Lernen auf Basis kleiner Datensätze und stellt die Transparenz der KI sicher. Ziel des Projekts ist unter anderem die Realisierung einer Service-Plattform inkl. grafischer Schnittstellen, die den neuartigen KI-Ansatz für KMUs niederschwellig zur Verfügung stellt. Der Nutzen des neuen Ansatzes soll in spezifischen Fallstudien in den Domänen Gesundheit, Landwirtschaft und kulturelles Erbe getestet werden.

Center for Artificial Intelligence

Das Projekt wird am neuen Center for Artificial Intelligence der FH St. Pölten umgesetzt und unterstützt den Kompetenzaufbau in den zwei Forschungsschwerpunkten Human-Centered AI und Trustworthy AI.

Die im Projekt entwickelten Lösungen sollen KMUs helfen, effizient hochspezifische und gleichzeitig vertrauenswürdige AI-Ansätze zu entwickeln, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen.

16. Forschungsforum der Österreichischen Fachhochschulen

Am 19. und 20. April 2023 findet das Forschungsforum der Österreichischen Fachhochschulen unter dem Motto "Connecting Research" an der FH St. Pölten statt. Im Rahmen der Veranstaltung wird das Center for Artificial Intelligence der FH St. Pölten offiziell eröffnet.

Programm: https://forschungsforum2023.at

Center for Digital Health and Social Innovation
https://cdhsi.fhstp.ac.at

Center for Artificial Intelligence
https://cai.fhstp.ac.at

Über die Fachhochschule St. Pölten
Die Fachhochschule St. Pölten ist Anbieterin praxisbezogener und leistungsorientierter Hochschulausbildung zu den Themen Medien, Kommunikation, Management, Digitale Technologien, Informatik, Security, Bahntechnologie, Gesundheit und Soziales. In 6 Departments bieten 26 Studiengänge und zahlreiche Weiterbildungslehrgänge ca. 3.700 Studierenden eine zukunftsweisende Ausbildung. Hierbei werden Lehre und Forschung eng verzahnt. Als European University leitet die FH St. Pölten die europäische Hochschulallianz E³UDRES² (Engaged and Entrepreneurial European University as Driver for European Smart and Sustainable Regions) und arbeitet mit Hochschulen aus 9 Partnerländern an Konzepten für die Hochschule der Zukunft sowie an der Entwicklung smarter und nachhaltiger europäischer Regionen.

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