Software Systems Quality Lab

Wir erforschen an welchen Ecke sog. künstliche Intelligenz (KI bzw. AI), insbesondere Natural Language Processing (NLP) und Generative AI unterstützen kann Anforderungen. zu erfassen, umzuformulieren oder miteinander zu verknüpfen (Traceability).

Ein besonderer Fokus des Labs gilt dabei der Anforderungsqualität. Qualität von Anforderungen verstehen wir immer aus der Quality-in-Use / aktivitätsbasierten Perspektive. Wenn wir also wissen, wie Anforderungen genutzt werden, dann lässt sich daraus leicht bestimmen, was gute Anforderungen sind.

In der Praxis helfen wir damit Unternehmen Fehler im Anforderungsprozess zu eliminieren und den Anforderungsprozess effizienter zu gestalten.

Das Software Systems Quality Lab widmet sich aktiv der Forschung im Bereich Game Based Learning und Serious Games in der Hochschullehre. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Einsatz von Serious Games zur Vermittlung von Programmiersprachen. Hierbei untersuchen wir, wie spielbasierte Lernmethoden Studierende unterstützen können, komplexe Programmierkonzepte leichter zu verstehen und motivierter zu erlernen.

Durch die spielerische Anwendung sollen Studierende eine praxisnahe, interaktive Lernerfahrung machen, die sowohl das Verständnis für Programmiersprachen als auch die Motivation fördert. In Zusammenarbeit mit den Studierenden werden dabei kontinuierlich neue didaktische Ansätze entwickelt und getestet, um die Effektivität dieser Lehrmethoden zu optimieren.

DevOps ist ein Ansatz in der Softwareentwicklung, der die Zusammenarbeit zwischen Entwicklung (Development) und Betrieb (Operations) optimiert. Ziel ist es, durch automatisierte Prozesse und eine enge Integration der Teams, Software schneller und zuverlässiger bereitzustellen. DevOps fördert eine Kultur der Zusammenarbeit und kontinuierlichen Verbesserung, um eine agile und flexible Entwicklung zu ermöglichen. Dazu gehören Konzepte wie Continuous Integration, Continuous Delivery (CI/CD), Automatisierung und Monitoring, die dazu beitragen, die Qualität zu erhöhen und Reaktionszeiten auf Änderungen oder Fehler zu verkürzen.

Unsere Studierende lernen CI/CD-Ansätze in den Vorlesungen kennen und arbeiten dabei mit dem von uns gehosteten GitLab-System.

Im Projekt „Wir bauen einen NASA Mars Rover“ entwickeln Studierende nach den Open-Source-Plänen des NASA JPL ihren eigenen Mars Rover.
Ziel des Projekts ist es, theoretische Grundlagen aus dem Bereich autonomer Systeme praxisnah umzusetzen. Der Rover wird Schritt für Schritt semesterweise im Katalogmodul „Sondergebiete der Informatik“ weiterentwickelt – von der mechanischen Konstruktion über die Sensorik bis hin zur Programmierung autonomer Funktionen.

Zu den Aufgaben der Studierenden gehören die Montage der Hardware-Komponenten, die Anpassung und Optimierung der Software für die Navigation sowie die Einbindung zusätzlicher Module, um den Rover autonom Aufgaben bewältigen zu lassen.
Dabei kommen diverse Techniken zum Einsatz um den Rover in die Lage zu versetzen, sich eigenständig im Gelände zu bewegen und Hindernisse zu erkennen und zu umgehen.Techniken wie Bildverarbeitung, maschinelles Lernen und Sensordatenfusion kommen dabei zum Einsatz, um den Rover in die Lage zu versetzen, sich eigenständig im Gelände zu bewegen und Hindernisse zu erkennen und zu umgehen.

Neben der Vermittlung von Schlüsselkompetenzen in Robotik und Softwareentwicklung fördert das Projekt insbesondere analytisches Denken und die Anwendung technischer Grundlagen, die für Studierende der Wirtschaftsinformatik wertvoll sind.
Hier lernen sie praxisnah, wie sich Hardware-Komponenten montieren und programmieren lassen, wie Sensoren eingebunden werden und wie Steuerungsfunktionen für autonome Bewegungsabläufe entwickelt werden.
So erwerben die Studierenden Kenntnisse, die sowohl für die Automatisierung als auch für komplexe IT-Projekte von Bedeutung sind.

JPL's Open Source Do-it-Yourself Rover

Das NASA-Projekt

Die Pläne

Das Software Systems Quality Lab verfügt über eine moderne Tobii Pro Spark Eyetracker-Kamera, die gezielt für User Experience (UX) Research eingesetzt wird. Mit dieser Technologie können wir detailliert untersuchen, wie Nutzer mit digitalen Anwendungen interagieren. Der Eyetracker erfasst Blickbewegungen präzise und ermöglicht es, Muster in der visuellen Aufmerksamkeit der Nutzer zu identifizieren – von der Wahrnehmung von Benutzeroberflächen bis hin zur Erfassung von Blickpunkten bei der Navigation durch Webseiten.

Studierende haben so die Möglichkeit, reale Daten zur Nutzerinteraktion zu analysieren und Erkenntnisse für die Optimierung von Benutzerfreundlichkeit und Design zu gewinnen. Die Tobii Pro Spark bereichert damit die Forschungsarbeit im Labor und bietet wertvolle Einblicke für alle, die das Verhalten und die Bedürfnisse von Nutzern besser verstehen wollen.

Professor für Wirtschaftsinformatik, insb. Requirements Engineering und IT-Qualitätsmanagement
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Hauptamtlicher Lehrender im Fachbereich TBW.
Lehrgebiete: Rechnersysteme und Rechnernetze, Grundlagen der Programmierung, Software Engineering, Software-Praktikum.
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Oliver Pachatka
Arina Vovna