Trusted Artificial Intelligence in Manufacturing; Trusted Artificial Intelligence in Manufacturing

The successful deployment of AI solutions in manufacturing environments hinges on their security, safety and reliability which becomes more challenging in settings where multiple AI systems (e.g., industrial robots, robotic cells, Deep Neural Networks (DNNs)) interact as atomic systems and with humans. To guarantee the safe and reliable operation of AI systems in the shopfloor, there is a need to address many challenges in the scope of complex, heterogeneous, dynamic and unpredictable environments. Specifically, data reliability, human machine interaction, security, transparency and explainability challenges need to be addressed at the same time. Recent advances in AI research (e.g., in deep neural networks security and explainable AI (XAI) systems), coupled with novel research outcomes in the formal specification and verification of AI systems provide a sound basis for safe and reliable AI deployments in production lines. Moreover, the legal and regulatory dimension of safe and reliable AI solutions in production lines must be considered as well. To address some of the above listed challenges, fifteen European Organizations collaborate in the scope of the STAR project, a research initiative funded by the European Commission in the scope of its H2020 program (Grant Agreement Number: 956573). STAR researches, develops, and validates novel technologies that enable AI systems to acquire knowledge in order to take timely and safe decisions in dynamic and unpredictable environments. Moreover, the project researches and delivers approaches that enable AI systems to confront sophisticated adversaries and to remain robust against security attacks. This book is co-authored by the STAR consortium members and provides a review of technologies, techniques and systems for trusted, ethical, and secure AI in manufacturing. The different chapters of the book cover systems and technologies for industrial data reliability, responsible and transparent artificial intelligence systems, human centered manufacturing systems such as human-centred digital twins, cyber-defence in AI systems, simulated reality systems, human robot collaboration systems, as well as automated mobile robots for manufacturing environments. A variety of cutting-edge AI technologies are employed by these systems including deep neural networks, reinforcement learning systems, and explainable artificial intelligence systems. Furthermore, relevant standards and applicable regulations are discussed. Beyond reviewing state of the art standards and technologies, the book illustrates how the STAR research goes beyond the state of the art, towards enabling and showcasing human-centred technologies in production lines. Emphasis is put on dynamic human in the loop scenarios, where ethical, transparent, and trusted AI systems co-exist with human workers. The book is made available as an open access publication, which could make it broadly and freely available to the AI and smart manufacturing communities

This Thing Called Fairness: Disciplinary Confusion Realizing a Value in Technology

The explosion in the use of software in important sociotechnical systems has renewed focus on the study of the way technical constructs reflect policies, norms, and human values. This effort requires the engagement of scholars and practitioners from many disciplines. And yet, these disciplines often conceptualize the operative values very differently while referring to them using the same vocabulary. The resulting conflation of ideas confuses discussions about values in technology at disciplinary boundaries. In the service of improving this situation, this paper examines the value of shared vocabularies, analytics, and other tools that facilitate conversations about values in light of these disciplinary specific conceptualizations, the role such tools play in furthering research and practice, outlines different conceptions of ``fairness''deployed in discussions about computer systems, and provides an analytic tool for interdisciplinary discussions and collaborations around the concept of fairness. We use a case study of risk assessments in criminal justice applications to both motivate our effort--describing how conflation of different concepts under the banner of ``fairness'' led to unproductive confusion--and illustrate the value of the fairness analytic by demonstrating how the rigorous analysis it enables can assist in identifying key areas of theoretical, political, and practical misunderstanding or disagreement, and where desired support alignment or collaboration in the absence of consensus

Complexity, design and culture: convergences for digital experiences

The design of digital experiences and sociotechnical solutions in the contemporary society is characterized by increasing complexity. More and more variables are present and unpredictable effects are observed. The complexity of systems calls for increased awareness and problem-solving abilities. In this survey, design in general, and design of the user experience in particular, is positioned in the scope of complexity. Moreover, the design reasoning and methods are framed by culturally determined factors and cognitive styles. This survey aims to converge complexity and complex problem solving, design of the user experience, and cultural variations, reviewing bodies of work to inspire and map interdependencies that shape future challenges in systems and experience design.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Law and technology through the lens of autopoiesis:An analytical framework for dealing with regulatory disconnection illustrated through the case of the GDPR

English: This dissertation is about the gap between law and technology – the idea that technology develops at a faster pace than law is able to adapt. New technologies (sometimes) bring the current regulatory regime under pressure, or may even lead to a mismatch whereby the regulatory regime might need to be adapted. Such mismatches between assumptions embedded in the law and the new (sociotechnical) context are referred to in literature as regulatory disconnection, and the consequences thereof affect how the regulatory regime is supposed to work. A holistic and systematic approach to identifying regulatory disconnection is currently lacking. While a few approaches can be identified for addressing regulatory disconnection, there is currently little guidance on how to select the most suitable one in a given situation. Such guidance is important because adopting one manner of re-connection when another would have been necessary, might leave things in an even worse state. The aim of this project is to make a next step in the direction of developing a general theory of law and technology, by addressing the following research question: How can the theory of autopoiesis further our understanding of the interaction between law and technology, and what would a new, autopoiesis-inspired analytical framework for dealing with regulatory disconnection contribute to this understanding?This project brings together insights from the field of law and technology, regulation theory, and legal theory, combining elements of methodologies such as critical literature review, doctrinal method and discourse analysis. It draws inspiration from the theory of autopoiesis in law and develops a ‘ready-to-use’ analytical framework for the identification and addressing regulatory disconnection. Essentially, the theory of autopoiesis proposes that the world is composed of different (self-producing) systems. These systems can only view the world through their internal mechanisms that function as a filter. Because of this, each system develops its own world-view, or its model of reality of what other systems look like. The concept of model of reality becomes central to the three-phase analytical framework, in which the user is supported by guiding questions. Because it is developed as ‘ready-to-use’, actors such as regulators, judges and Advocate Generals, academics, lawyers, or NGOs that play a role in identifying and addressing regulatory disconnection can use the framework without a thorough understanding of the theory underlying it. The framework provides tools that support the users in conducting a systematic analysis of mismatches between law and the sociotechnical landscape, hence informing decisions regarding the right manner of re-connection. To illustrate its usefulness, the developed analytical framework is applied to the illustrative case of the General Data Protection Regulation (GDPR), more specifically on the concept of ‘controller’, and finds a regulatory disconnection within this legislative instrument. The extent of the disconnection is in such a manner that addressing it through interpretation would not be suitable, and regulatory effort should be dedicated towards re-connection.This research concludes that that the theory of autopoiesis provides a different, yet compatible perspective to the interaction between law and technology, thereby adding an additional explanatory layer to the state of the art in literature. The autopoiesis-inspired analytical framework provides a ‘ready-to-use’ integrated and systematic approach for identifying and addressing regulatory disconnection from a substantive perspective, which strengthens the current approaches of dealing with the difference in pace between law and technology. In addition, the analytical framework also has the potential to facilitate interdisciplinary research, whose implementation is currently both a desire as well as a challenge in (legal) academia. Furthermore, the tools developed could also be used in other contexts, such as drawing inspiration from one legal domain to address issues in another. The full potential of this framework should be further investigated and tested. Dutch:Dit proefschrift gaat over de kloof tussen recht en technologie - de idee dat technologie zich sneller ontwikkelt dan het recht zich kan aanpassen. Nieuwe technologieën zetten het bestaande wettelijk regime (soms) onder druk, of kunnen zelfs leiden tot een mismatch waardoor de wet moet worden aangepast. Dergelijke mismatches tussen aannames die in de wet verankerd zijn en de nieuwe (sociotechnische) context worden in de wetenschappelijke literatuur regulatory disconnection genoemd, en de gevolgen daarvan hebben invloed op de manier waarop het wettelijke regime verondersteld wordt te werken. Op dit moment ontbreekt een holistische en systematische aanpak voor het identificeren van regulatory disconnection. Hoewel er enkele wetenschappelijke benaderingen voor de aanpak van de problematiek kunnen worden geïdentificeerd, ontbreekt het momenteel aan voldoende houvast om de meest geschikte benadering in een specifieke situatie te selecteren. Een voldoende houvast is belangrijk omdat de specifieke aanpak voor het adresseren van een regulatory disconnection veelal nauw komt en de keuze voor een sub-optimale aanpak de problematiek kan verergeren. Het doel van dit onderzoek is het zetten van een volgende stap in de ontwikkeling van een algemene theorie voor recht en technologie. Dat doet het onderzoek meer concreet via het beantwoorden van de volgende onderzoeksvraag: Hoe kan de theorie van autopoëse ons begrip van de interactie tussen recht en technologie bevorderen, en welke bijdrage kan een nieuw, op autopoëse geïnspireerd analytisch kader voor de omgang met regulatory disconnection, leveren aan dit begrip?Dit project brengt inzichten samen op het gebied van recht en technologie, theorie van regulering en rechtstheorie, en combineert elementen van methodologieën zoals kritisch literatuuronderzoek, doctrinair onderzoek en discoursanalyse. Het onderzoek ontleent inspiratie uit de theorie van autopoëse in het recht en ontwikkelt een 'gebruiksklaar' analytisch kader voor de identificatie en aanpak van regulatory disconnection. In de kern is de theorie van autopoëse gebaseerd op de aanname dat de wereld is samengesteld uit verschillende (zelfproducerende) systemen. Deze systemen kunnen de wereld alleen waarnemen door hun interne mechanismen die als een filter fungeren. Hierdoor ontwikkelt elk systeem zijn eigen wereldbeeld, oftewel een model van de werkelijkheid en daarmee hoe andere systemen eruit zien. De benadering via dergelijke modellen van de werkelijkheid staat centraal in een analytisch kader dat bestaat uit drie stappen waarbij de gebruiker deze stappen doorloopt aan de hand van een aantal leidende vragen. Omdat het kader als het ware 'gebruiksklaar' is ontwikkeld, kunnen actoren wiens taak het is een mismatch tussen recht en technologie te identificeren en aan te pakken, waaronder de wetgever, rechters en advocaten-generaal, academici, advocaten of NGO's, het raamwerk gebruiken zonder een grondig begrip te moeten hebben van de theorie die eraan ten grondslag ligt. Het kader biedt met andere woorden een hulpmiddel dat gebruikers ondersteunt bij het uitvoeren van een systematische analyse van mismatches tussen aannames in het recht enerzijds en de nieuwe (sociotechnische) context anderzijds, waardoor beslissingen over de juiste manier voor het adresseren van de mismatch onderbouwd kunnen worden. Om de bruikbaarheid ervan te illustreren, wordt het ontwikkelde analytische kader toegepast op het wettelijk kader van de Algemene Verordening Gegevensbescherming (AVG), meer specifiek op het concept 'verwerkingsverantwoordelijke'. Het betreft hier bij uitstek een voorbeeld waarin de mismatch niet aangepakt kan worden middels interpretatie van bestaande bepalingen maar de inspanningen gericht moeten zijn op het vinden van een hernieuwde aansluiting tussen recht en de (sociotechnische) context.Dit onderzoek concludeert dat de theorie van autopoëse een ander, maar compatibel perspectief biedt op de interactie tussen recht en technologie, en daarmee een aanvullend verklarend mechanisme oplevert binnen het bestaande wetenschappelijke debat. Het op autopoëse geïnspireerde analytisch kader biedt een 'gebruiksklare', geïntegreerde en systematische benadering voor het identificeren en aanpakken van de mismatch tussen recht en technologie. Het doet dit uit een inhoudelijk perspectief en verrijkt daarmee de huidige benaderingen voor de omgang met verschillen in tempo van ontwikkeling tussen recht en technologie. Daarnaast heeft het ontwikkelde analytisch kader ook de potentie om interdisciplinair onderzoek te faciliteren, waarvan de implementatie momenteel zowel een wens als een uitdaging is in de (juridische) academische wereld. Bovendien kunnen de inzichten mogelijk ook hun waarde tonen buiten het terrein van recht en technologie door de toepassing ook in andere contexten uit te testen. Het volledige potentieel van dit kader zal kortom voorwerp van verder onderzoek moeten zijn

Application-driven visual computing towards industry 4.0 2018

245 p.La Tesis recoge contribuciones en tres campos: 1. Agentes Virtuales Interactivos: autónomos, modulares, escalables, ubicuos y atractivos para el usuario. Estos IVA pueden interactuar con los usuarios de manera natural.2. Entornos de RV/RA Inmersivos: RV en la planificación de la producción, el diseño de producto, la simulación de procesos, pruebas y verificación. El Operario Virtual muestra cómo la RV y los Co-bots pueden trabajar en un entorno seguro. En el Operario Aumentado la RA muestra información relevante al trabajador de una manera no intrusiva. 3. Gestión Interactiva de Modelos 3D: gestión online y visualización de modelos CAD multimedia, mediante conversión automática de modelos CAD a la Web. La tecnología Web3D permite la visualización e interacción de estos modelos en dispositivos móviles de baja potencia.Además, estas contribuciones han permitido analizar los desafíos presentados por Industry 4.0. La tesis ha contribuido a proporcionar una prueba de concepto para algunos de esos desafíos: en factores humanos, simulación, visualización e integración de modelos

2016-17 Graduate Bulletin

After 2003 the University of Dayton Bulletin went exclusively online. This copy was downloaded from the University of Dayton\u27s website in March 2018.https://ecommons.udayton.edu/bulletin_grad/1047/thumbnail.jp