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Nachhaltige Software

Nachhaltige Software
author:

Sarah Werner

source:

PKM - Presse

Date: 10.02.2016

Ob bei Ernährung, Energie oder Mobilität: Nachhaltigkeit spielt auf verschiedensten Gebieten eine Rolle. Im Bereich Software werde sie aber noch zu wenig umgesetzt, wie Ralf Reussner, Professor am Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation des KIT sagt: „Ein Großteil der Forschung beschäftigt sich eher mit der Entwicklung neuer Software, obwohl in der Praxis die meisten Kosten durch die Wartung und Entwicklung bestehender Systeme entstehen.“ Um zu verstehen, wie man Softwaresysteme zukünftig langlebiger gestalten kann, koordiniert Reussner am KIT bundesweit das Schwerpunktprogramm „Design for Future – Managed Software Evolution“, dass die Deutsche Forschungsgemeinschaft in der zweiten Phase ab 2016 mit sechs Millionen Euro fördert: Fast sechzig Wissenschaftler an 17 deutschen Hochschulen erforschen Werkzeuge und Methoden, um Software-Systeme nachhaltiger zu entwerfen, zu erhalten und sie kontinuierlich zu verbessern. Kernidee ist dabei, dass neben dem Code der Software auch weiteres Wissen mit erhalten bleibt. In dem Teilprojekt „Domain“ von Reussner und Wissenschaftlern der TU München darum, den Aufwand der Entwicklung von software-intensiven Systemen in der Produktion abzuschätzen. Zusammen mit der TU München entwickeln Forscher des KIT in „IMPROVE“ formale Methoden, mit denen sie nachweisen können, dass eine Software während ihres Entwicklungsprozesses korrekt erhalten bleibt. Um die Sicherheit von ausgelagerten Daten geht es im Projekt „iObserve“: „Viele Unternehmen speichern ihre Daten inzwischen in einem externen Netzwerk, einer Cloud, ab“, so Reussner. „Dort haben die Softwareingenieure des Unternehmens nur begrenzte Kontrolle und können Verstöße gegen Datenschutzvorgaben kaum oder erst spät erkennen.“ Damit die Systembetreiber zukünftig ihre Daten in der Cloud besser beobachten und bearbeiten können, entwickeln das KIT, die Universität Duisburg-Essen und die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel in „iObserve“ entsprechende Techniken, die Ergebnisse von Beobachtungssoftware direkt in Software-Architektur-Modelle einzuspeisen können. Ihre Forschungsergebnisse überprüfen die Wissenschaftler an Systemen, die bereits mit einer Cloud-Plattform arbeiten.

Schlaganfälle schneller erkennen

Schlaganfälle gehörten 2014 laut Bundesamt für Statistik zu den häufigsten Todesursachen in Deutschland. Für Betroffene ist es wichtig, dass sie schnell die richtige Behandlung bekommen, denn das Gewebe rund um den Kern des Schlaganfalls stirbt sofort ab. „Eine Behandlung kann allerdings erst beginnen, wenn sich die Ärzte sicher sind, um welche Art Schlaganfall es sich handelt“, sagt Olaf Dössel, Professor und Leiter des Instituts für Biomedizinische Technik (IBT) am KIT. Die heute gängigsten Methoden für die Diagnose sind die Computer- und die Kernspintomografie. „Beide erlauben zwar einen genauen Blick in das Innere des Gehirns, sind allerdings sehr zeitaufwendig und verzögern den Beginn der Therapie“, so Dössel. „Außerdem sind sie sehr personalintensiv und nicht jedes Krankenhaus hat die Möglichkeit, sie 24 Stunden am Tag und sieben Tage die Woche anzubieten.“ Deshalb erforscht das IBT zusammen mit dem Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik (IHE) ein Diagnose-Verfahren, das nicht auf aufwendige Hardware angewiesen ist und schneller ein genaues Abbild des Gehirns schaffen kann. So könnte es bereits in der Notaufnahme genutzt werden. Das Verfahren soll auf Ultrabreitband-Technologien (UWB) basieren: Eine oder mehrere Antennen senden kurze elektromagnetische Wellen durch den Kopf des Patienten. Gewebe, Gerinnsel und Knochen im Schädel reflektieren die Wellen und senden sie zurück zu den Antennen. Die widergespiegelten Signale enthalten nun die elektromagnetischen Eigenschaften des Kopfes. Ein Algorithmus kann diese auslesen und aus den Informationen ein genaues Abbild am Computer rekonstruieren. Um das Verfahren umzusetzen, arbeiten beide Institute des KIT eng zusammen: Für die Übertragung der UWB-Signale konstruiert das IHE die Antennen sowie weitere Hardwarekomponenten. Das IBT entwickelt ein Modell eines menschlichen Kopfes sowie ein Computersimulationsmodell, um die Ausbreitung der Funkwellen so naturgetreu wie möglich abzubilden. Aus den Ergebnissen der Simulationen und Experimente wollen beide Institute zusammen den Algorithmus erschließen, der die elektromagnetischen Eigenschaften im Kopf und damit auch den Typ des Schlaganfalls entschlüsseln kann.