一本道

WASP vid Institutionen för datavetenskap (IDA)

OM WASP vid IDA

En av forskningsmiljöerna kopplade till WASP - Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program vid 一本道s universitet (LiU), finns vid Institutionen för datavetenskap (IDA) på Campus Valla i 一本道.

Institutionen för datavetenskap bedriver forskning inom artificiell intelligens (AI), människa-datorinteraktion, programvaruteknik och datorsystem, och data science.

På den här sidan presenterar vi mer information om de forskningsaktiviteter och forskare vid IDA som är kopplade till WASP. Du kan läsa om:

  • WASP AI och integrerade system
  • WASP Maskininlärning
  • WASP Programvaruteknik
  • WASP Realtidssystem
  • WASP DYNACON (projekt inom cybersäkerhet)
  • WASP-ED - ett nationellt utvecklingsprogram för utbildning inom AI

Publikationer inom WASP vid IDA

WASP forskarskola

WASP vid LiU

För mer information om forskning inom WASP vid LiU, gå upp en nivå i menyn till WASP - Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program.

Nyheter

WASP vid IDA

Tv氓 siluetter i profik i kulvert.

Forskarna som måste ligga steget före

Dagens samhälle vilar på cybersäkerhet och förmågan att ligga steget före hackare och främmande makt. På senare år har också ett nytt hot uppstått 鈥撯疉I. Men enligt forskarna Elisa Bertino och Simin Nadjm-Tehrani kan AI också vara en del av lösningen.

Bild p氓 8 personer och en roll up

Miljoner till kvalitetssäkring av programvara

Vinnova tilldelar Kristian Sandahl med kollegor vid Inst för datavetenskap 5,6 miljoner kr till utveckling av metoder för kvalitetssäkring av programvara genererad av AI-modeller. Med bidrag från företag och LiU omsätter projektet 18 miljoner kr.

Titel med diffust landskap i bakgrunden

Nydisputerad i statistik: Amanda Olmin

Amanda Olmin vid Institutionen för datavetenskap (IDA) försvarade den 25 oktober sin avhandling med fokus på probabilistiska maskininlärningsmodeller. Hon hoppas att avhandlingen kan bidra till en säkrare användning av sådana modeller i samhället.

Piotr Rudol med en av dr枚narna, p氓 Gr盲ns枚

Jobba på WASP

Kolla in våra lediga jobb på WASP, Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program, vid 一本道s universitet. Ansök idag!

WASP AI och integrerade system

WASP AI och integrerade system

Forskningen inom avdelningen Artificiell intelligens och integrerade datorsystem, AIICS, vid Institutionen för datavetenskap finns i skärningspunkten mellan artificiell intelligens och autonoma system. Gruppen har forskat inom området i mer än 20 år.

Fokus f枚r forskningen ligger p氓 kognitiva robotar. Det 盲r robotar som inneh氓ller system som g枚r dem kapabla att ta emot och f枚rst氓 data fr氓n sensorer, f枚r att generera modeller, f枚r att anv盲nda modeller och f枚r att handla rationellt i sin milj枚.

Ett lika viktigt omr氓de 盲r samverkande robotsystem. S氓dana system inneh氓ller b氓de robotar av olika slag och m盲nniskor som samverkar och agerar tillsammans f枚r att uppn氓 ett gemensamt m氓l. Bakgrunden till denna forskning handlar om utveckling av integrerade system av system f枚r test och till盲mpningar inom omr氓det. Ett specifikt omr氓de handlar om att utveckla obemannade flygplanssystem f枚r exempelvis n枚dsituationer.

Artificiell intelligensArtificiell intelligens Foto G枚ran Billeson

Forskningsprojekt WASP AI och integrerade system

Samtidig koalitionsformering och uppgiftsallokering

I projektet studerar vi hur man s盲tter samman grupper av agenter och tilldelar dem uppgifter som de ska l枚sa s氓 att alla uppgifter utf枚rs s氓 bra och effektivt som m枚jligt. V氓ra algoritmer har exempelvis testats p氓 strategispel.

Koalitioner formas och uppgifter allokerasKoalitioner formas och uppgifter allokeras

Ett fundamentalt problem inom artificiell intelligens 盲r hur man organiserar och koordinerar olika agenter f枚r att f枚rb盲ttra deras prestation och f枚rm氓ga. Detta 盲r ett optimeringsproblem med m氓nga till盲mpningar, exempelvis f枚r att skapa arbetslag som utf枚r specifika uppgifter.

Vi har tagit fram flera nya algoritmer som l枚ser problemet. F枚r att utv盲rdera algoritmerna har vi ut枚kat etablerade metoder f枚r att generera tester f枚r den h盲r typen av system, vi har 盲ven j盲mf枚rt algoritmerna p氓 syntetisk data som varierar b氓de i hur den ser ut och hur komplex den 盲r. Vi har bland annat anv盲nt algoritmerna i ett kommersiellt strategispel och har kunnat visa att algoritmer kan anv盲ndas i spel f枚r att koordinera grupper av agenter i realtid.

Algoritmerna har anv盲nts i ett kommersiellt dataspelAlgoritmerna har anv盲nts i ett kommersiellt dataspel

WARA Public Safety

WASP:s arena för allmän säkerhet, WARA PS

Medarbetare inom AIICS deltar 盲ven i WASP:s arena f枚r allm盲n s盲kerhet, WARA PS (Public Safety) med autonoma systemkunskaper, infrastruktur och UAV-plattformar.

Artificiell intelligens
WARA demonstrator 2018
Foto Thor Balkhed

Utrustning och laboratorier

Avdelningen har ett fullt utrustat flygsystemlaboratorium med ett system f枚r sp氓rning i realtid och en flotta av autonoma fordon, fr氓n mellanstora Yamaha RMAX helikoptersystem och DJU kvadrukoptrar till inbyggda UAV-system i mikroformat. Robotikflottan best氓r ocks氓 av en Husky UGV.

Artificiell intelligens
Ovan visar framtagning av mesh-n盲tverk f枚r att snabbt f氓 ig氓ng kommunikationen mellan samarbetande obemannade flygande farkoster, UAV:er, under en r盲ddningsaktion.

WASP Maskininlärning

Vid avdelningen Statistik och maskininlärning utvecklar vi de maskininlärningsmetoder som används när autonoma system lär sig från data. Vår forskning och utbildning fokuserar på sannolikhets-modellering och effektiva algoritmer för lärande, prediktion och beslutsfattande under osäkerhet.

Vid avdelningen Statistik och maskininlärning, STIMA, arbetar vi både med grundläggande metodutveckling inom maskininlärning, och med tillämpad forskning med industriella tillämpningar inom områden som transportsystem, telekommunikation, robotik, autonoma fordon, medicinsk teknik, klimatmodellering och mjukvaruutveckling.

Forskningen vid avdelningen har bland annat resulterat i effektiva simuleringsbaserade beräkningsalgoritmer för storskaliga data, nya grafiska modeller för att hantera struktur och beroenden i komplexa datamängder, och metoder för att analysera kausala samband.

Maskininl盲rning Foto iStock/monsitj

Forskningsprojekt WASP Maskininlärning

Maskininlärning för 5G-systemkontroll och automatisering

Telekommunikationer Foto iStock/12521104 I jämförelse med 4G finns en uppsjö av nya applikationer för 5G, allt från traditionella effektiva bredbandskommunikationslänkar till mer strikt säkra kommunikationslänkar som är lämpliga för kritisk kommunikation i industriella applikationer eller massiv kommunikation som vanligtvis är förknippade med Internet of things.

I detta projekt utvecklar vi lösningar för att öka autonomi av 5G-nätverk med syftet att förbättra nätverksprestanda, minska driftskomplexiteten och öka resiliens. Användning av probabilistiska maskininlärningsmodeller i projektet är en grund för ett optimalt beslutsfattande, särskilt för att uppfylla kraven på extrem pålitlighet där osäkerhetsinformation är avgörande.

Projektet syftar till att använda probabilistiska klassificerings- och regressionsmodeller för att garantera flexibilitet och autonomi av 5G-komponenter, och även använda spatiala och temporala modeller för att få in dynamiska aspekter såsom enhetshastighet, enhetsrörelseriktning eller dagliga / månatliga variationer av nätverkets arbetsbelastning. För att kunna autonomt anpassa sig till olika miljöförändringar och störningar syftar projektet till att integrera online learning komponenter i våra metoder.

Effektivitet och skalbarhet är utmaningar inom effektiv utveckling av autonoma 5G-miljöer, och utvecklingen av lämpliga Big Data metoder är ännu ett mål för projektet.

Publikationer

  • Caroline Svahn, Oleg Sysoev, Mirsad 膶irki膰, Fredrik Gunnarsson and Joel Berglund, , 2019 IEEE 89th Vehicular Technology Conference.
  • Caroline Svahn and Oleg Sysoev (2022), , Journal of Computational and Graphical Statistics.

Extern partner

Ericsson AB

Bayesiansk maskininlärning för spatiotemporala processer inom transport

Transporter Foto iStock/Wenjie Dong Den snabba utvecklingen av str枚mmande sensorer har gjort det alltmer vanligt med spatiotemporala data. I det h盲r projektet utvecklar vi sannolikhetsmodeller f枚r spatiotemporala data med till盲mpningar inom transportproblem.

Huvudsakligt fokus ligger p氓 utveckling av ber盲kningseffektiva bayesianska metoder f枚r l盲rande, prediktion och beslutsfattande f枚r spatiotemporala data med n盲tverksstruktur.

Delprojekt

  1. En bayesiansk dynamisk stokastisk blockmodell f枚r storskaliga multin盲tverk med till盲mpningar inom flygtrafik
  2. Trafikfl枚desmodellering och prediction med gaussiska processer med v盲gn盲tstopologi.
Extern partner

Stockholms Lokaltrafik, SL

Ett urval publikationer

  • H茅ctor Rodriguez D茅niz, Mattias Villani (2022), , IEEE transactions on intelligent transportation systems (Print).
  • H茅ctor Rodriguez D茅niz, Mattias Villani, Augusto Voltes-Dorta (2022), , Transportation Research Part C: Emerging Technologies
  • H茅ctor Rodriguez D茅niz, Erik Jenelius, Mattias Villani (2017), , 2017 IEEE 20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS (ITSC)

Nya metoder för att knyta samman probabilistiska modeller och djup maskininlärning

Probabilistiska modeller Foto metamorworks Probabilistiska modeller och djupinl盲rning 盲r tv氓 framg氓ngsrika tekniker som anv盲nds inom maskininl盲rning. Dessa b氓da tekniker har komplement盲ra egenskaper. F枚r att kunna dra nytta av styrkorna hos b氓da teknikerna 盲mnar vi att utveckla nya metoder och teorier f枚r att 枚verbygga klyftan dem emellan.

Probabilistiska modeller anv盲nds ofta inom statistik och maskininl盲rning. I en probabilistisk modell ses de olika variablerna som stokastiska (slumpm盲ssiga) och de beroenden som finns mellan variablerna representeras av en sannolikhetsf枚rdelning.

Probabilistiska modeller har m氓nga 枚nskv盲rda egenskaper. Bland annat m枚jligg枚r de att systematiskt hantera den os盲kerhet som i princip all data i praktiken 盲r beh盲ftat med. Modellerna bli d盲rigenom 鈥漨edvetna鈥 om os盲kerheten i deras prediktioner, n氓got som 盲r av yttersta vikt f枚r att kvalitetss盲kra de system d盲r metoderna anv盲nds.

顿箩耻辫颈苍濒盲谤苍颈苍驳 盲r en gren av maskininl盲rning som de senaste 氓ren haft enast氓ende framg氓ngar inom en rad olika till盲mpningar, s氓 som datorseende, spr氓kteknologi och mycket mer. 顿箩耻辫颈苍濒盲谤苍颈苍驳 baseras p氓 modeller som kallas f枚r artificiella neurala n盲tverk. I de flesta fall tr盲nas dessa n盲tverk med hj盲lp av 枚vervakad inl盲rning fr氓n stora m盲ngder tr盲ningsdata.

Tyv盲rr har framstegen inom djupinl盲rning ocks氓 ett pris, de neurala n盲tverken saknar ofta de 枚nskv盲rda egenskaper som finns hos probabilistiska modeller, som kvantifiering av os盲kerhet och m枚jligheten att utnyttja a priori-kunskap om struktur och beroenden hos data.

I det h盲r projektet vill vi utveckla teorier och metoder relaterade till samspelet mellan probabilistiska modeller och djupinl盲rning.

Vi avser att utveckla b氓de nya modeller och nya inl盲rningsalgoritmer f枚r till盲mpningar d盲r vissa variabler naturligt beskrivs med hj盲lp av exempelvis probabilistiska grafiska modeller eller stokastiska processer, medan data h盲mtas fr氓n ett omr氓de d盲r djupinl盲rning har visat sig vara framg氓ngsrikt (till exempel bilder).

Inom projektet kommer vi unders枚ka till盲mpningar av den nya teorin inom bland annat medicinskt beslutsst枚d, f枚r aktiv maskininl盲rning och f枚r halv枚vervakad inl盲rning av dynamiska system. Det finns dock ett stort antal till盲mpningsomr氓den som kan dra nytta av samspelet mellan djupinl盲rning och probabilistiska modeller och vi f枚rv盲ntar oss d盲rf枚r att resultatet av projektet ska komma till bred anv盲ndning.

Externa partner

  • Chalmers tekniska h枚gskola:
  • Lennart Svensson (PI)
  • Jakob Lindqvist (WASP-MLX PhD student)

WASP Programvaruteknik

Forskningen vid Programming Environment Laboratory (PELAB) fokuserar på programvaruteknik. Vi bedriver forskning om buggdetektering i maskininlärningsprogram, kvalitetssäkring av programvara som tas fram med hjälp av generativ AI, och modellbaserade verktyg för kritiska, programvaruintensiva autonoma system.

Forskningen inom programvaruteknik vid Programming Environment Laboratory (PELAB) bedrivs prim盲rt inom flera strategiska riktningar. Dels utvecklar vi modellbaserade tekniker och verktyg f枚r design och verifiering av kritiska, programvaruintensiva autonoma system, s氓som sj盲lvk枚rande bilar eller autonoma fartyg. Inom denna forskningslinje ligger v氓rt huvudfokus p氓 generering av testsce颅narier p氓 systemniv氓, automatiserad modellgenerering och tekniker f枚r utv盲rdering av stegvisa begr盲nsningar.

Vidare bedriver vi forskning i gr盲nslandet mellan programvaruteknik och maskininl盲rning. Dels str盲var vi efter att effektivt uppt盲cka fel i maskininl盲rningsprogram genom att kombinera statiska detekteringstekniker med information insamlad under k枚rning. D盲rut枚ver 盲r v氓rt m氓l att tillhandah氓lla kvalitetss盲kring av programvara som tagits fram med hj盲lp av generativa AI鈥憈ekniker.

WASP-doktorandprojekten samarbetar n盲ra med olika aktiviteter inom det industridrivna Software Center samt det Vinnova-finansierade kompetenscentret f枚r kontinuerlig digitalisering (CoDiG).

L盲s mer om forskningsaktiviteter och CoDIG: Miljoner till kvalitetss盲kring av programvara

WASP Realtidssystem

Forskningen omfattar säkerhet och pålitlighet i distribuerade datorsystem, inte minst i system som är samhällskritiska. Vi forskar kring områden som säkerhet, tillförlitlighet, tillgänglighet och integritet.

Vår forskning handlar om framtagning av algoritmer och protokoll för pålitliga nätverkande system, liksom metoder att säkra systemen för exempelvis överbelastningar och attacker. Laboratoriet har över 20 års erfarenhet inom området, speciellt gäller det forskning inom flygsystem och intelligenta transportsystem.
Sedan 2001 har vi även deltagit i europeiska samarbeten kring säkerhet för kritisk infrastruktur.

De nuvarande projekten innefattar exempelvis säkerhet i nätverkande fordon, resurshantering inom området ”edge computing”, design av säkerhetssystem för flygande farkoster, säkerhet och trygghet i system som innehåller komponenter för maskininlärning, riskanalys och detektering av intrång i industriella styrsystem, med mera.

Det sist nämnda utförs exempelvis inom ramen för ett femårigt nationellt forskningsprogram, RICS (), finansierat av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap i samarbete med FOI. Fokus ligger på att skapa en säker informationsinfrastruktur för samhällskritiska funktioner som exempelvis el, vatten och värme.

顿补迟补蝉盲办别谤丑别迟Datasäkerhet Foto oonal

Forskningsprojekt WASP Realtidssystem

AI for Attack Identification, Response, and Recovery - Where Software and Communications Meet in the Next Decade: Cybersecurity Attacks and Defences

F枚r information om projektet, f枚lj f枚ljande l盲nk (p氓 engelska) .

Nyhet 27 september 2024: AI kan p氓 sikt st盲rka samh盲llets cybers盲kerhet.

Kontakter vid IDA:

Simin Nadjm-Tehrani

Jendrik Seipp 

Verifikation av lärande mjukvara för säkerhetskritiska system

顿补迟补蝉盲办别谤丑别迟顿补迟补蝉盲办别谤丑别迟 Projektet syftar till att ut枚ka dagens metoder f枚r att s盲kerst盲lla att s盲kerhetskritiska system ska kunna anv盲ndas i framtiden, 盲ven med inslag av maskininl盲rning.

Autonoma system som anv盲nder sig av maskininl盲rning kommer i framtiden oundvikligen att anv盲ndas i milj枚er d盲r m盲nniskor eller milj枚 kan komma till skada. Projektet ska studera formella verifikationstekniker och 盲ven utveckla nya metoder som kan s盲kerst盲lla att systemen beter sig som det 盲r avsett.

Intressanta egenskaper 盲r robusthet, beslutsf枚rm氓ga och korrekthet i f枚rh氓llande till den avsedda funktionen.

Extern partner

Saab group

Förstå resultaten från djup inlärning

顿箩耻辫颈苍濒盲谤苍颈苍驳顿箩耻辫颈苍濒盲谤苍颈苍驳 I detta projekt str盲var vi efter att f枚rst氓 och analysera djupa inl盲rningssystem och f氓 begripliga resultat. Specifikt utforskar vi en ny teknik f枚r symbolisk representation av abstraktioner.

Djupa inl盲rningssystem har tre egenskaper som g枚r dem sv氓ra att lita p氓 i s盲kerhetskritiska applikationer. De 盲r statistiska och kan inte utnyttjas i sammanhang d盲r v盲rsta t盲nkbara scenario m氓ste kunna till盲mpas. Resultaten kan vara sv氓rt att tolka och ges inte med n氓gra f枚rklaringar, och de 盲r notoriskt br盲ckliga.

I detta projekt utforskar vi en ny teknik f枚r symbolisk representation av abstraktioner. Vi kommer att bygga nya verktyg f枚r att verifiera effektiviteten av metoden f枚r ett autonomt seende fordonssystem.

Externa partners

Professor Carl Seger, Chalmers tekniska h枚gskola och professor Liu Yang, NanYang Technical University, Singapore.

WASP DYNACON

Forskningsprojekt inom cybersäkerhet

DYNACON: DYNamic Attack detection and mitigation for seCure AutONomy. Protect autonomous systems from cyber-attacks targeting control systems.

F枚r information om projektet, f枚lj f枚ljande l盲nk (p氓 engelska)

Doktorand inom projektet vid LiU: Zelong Wang

WASP-ED

Januari 2022 startade WASP-ED; Wallenberg AI and Transformative Technologies 一本道 Development Program, ett nationellt utvecklingsprogram för utbildning inom artificiell intelligens (AI). Målet är att avsevärt öka svenska universitets förmåga och kapacitet att tillhandahålla aktuell, relevant utbildning inom AI. Värduniversitet för satsningen är 一本道s universitet.

WASP-ED startades av WASP - Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program tillsammans med WASP-HS (HS står för humaniora och samhälle). Alla lärosäten som är kopplade till WASP eller WASP-HS kraftsamlar gemensamt för att sprida kunskap om AI så att fler utbildningar får in moment som inkluderar AI. Det är både ett utvecklings- och forskningsprogram som kompletterar den forskning som görs inom WASP och WASP-HS.

Det finns många tekniska utbildningar som inkluderar AI-kurser, men meningen är att införa AI även på övriga utbildningar. Exempelvis för de som ska bli HR-specialister, ekonomer, läkare, sjuksköterskor, lärare med mera för att förstå hur AI påverkar deras profession och hur de kan dra nytta av AI.

Nationella sidan för WASP-ED:

Alla forskare inom WASP vid IDA