Prof. Dr. Christoph Meinel
Research
Langjähriges Ziel der Forschertätigkeit von Christoph Meinel und seinen Doktoranden zu Digitalisierungsthemen im Bereich von Digital Science und Engineering war und ist es zum einen, neue Methoden und Techniken für das Internet der Zukunft zu konzipieren und zu entwickeln, und zum anderen, innovative praxistaugliche Anwendungen für das Internet der nächsten Generation zu bauen und zu erproben. Im Mittelpunkt stand dabei immer die Frage nach einem effizienten Umgang mit Big Data und der Erschließung von Potentialen des Cloud Computing und der In-Memory-Technologie.
In der Kreativitäts- und Innovationsforschung steht die Innovationsmethode des Design Thinkings im Mittelpunkt des Forschungsinteresses von Christoph Meinel. Über ein Jahrzehnt hat er hier mit Prof. Larry Leifer von der Stanford University das HPI-Stanford-Design Thinking-Research-Programm geleitet und Forschungsprojekte durchgeführt.
Zu Beginn seiner wissenschaftlichen Karriere lagen die Forschungsschwerpunkte von Christoph Meinel im Bereich der Komplexitätstheorie und der theoretischen Grundlagen der Informatik.
Learning Tech & Digital Education
Die Forschungsarbeit von Christoph Meinel in diesem Bereich zielt darauf ab, die Vision einer Digitalen Universität zu verwirklichen. Sie konzentrieren sich auf die Gestaltung und Umsetzung von nutzerzentrierten Lernumgebungen, wie openHPI oder das tele-TASK- Portal, durch
– Untersuchung und Erforschung von Internet- und IT-Technologien zur Schaffung neuartiger virtueller Lernumgebungen, z.B. für Massive Open Online Courses (MOOCs) und zur Verbesserung der universitären Lehre,
– die kontinuierliche Entwicklung und Verbesserung leistungsfähiger Werkzeuge zur Produktion von Wissensinhalten, wie z.B. das mobile tele-TASK-System zur Aufnahme und Übertragung von Vorlesungsvideos,
– die Entwicklung und Implementierung von Vorlesungsbrowsern wie dem tele-TASK Lecture Browser, die Lernende beim Durchsuchen, Suchen, Navigieren, Visualisieren und Personalisieren von Wissensinhalten wie Vorlesungsvideos unterstützen,
– die Entwicklung und Implementierung von Vorlesungsbrowsern wie dem tele-TASK Lecture Browser, die Lernende beim Durchsuchen, Suchen, Navigieren, Visualisieren und Personalisieren von Wissensinhalten wie Vorlesungsvideos unterstützen.
Security & Trust Engineering
Forschungen und Entwicklungen von Christoph Meinel im Bereich Security and Trust Engineering fokussieren sich auf Fragen der Sicherheit von im Internet geteilten Informationen (Informationssicherheit) und der Internet-Infrastrukturen (Netzwerksicherheit) selbst.
Besondere Schwerpunkte:
– Security Analytics, Threat Detection und Threat Intelligence Big-Data-Analysen zum Schutz von großen Computernetzwerken,
– Sichere Identitäten, (verhaltensbasierte) Authentikation und selbstsouveräne Identitäten zur sicheren Authentifizierung und Nutzung von Internetdiensten,
Nachhaltige Künstliche Intelligenz
Im Bereich der Künstlichen Intelligenz waren und sind die Forschungsarbeiten von Christoph Meinel konzentriert auf die Methode des Deep Learning mit künstlichen neuronalen Netzwerken. Wir arbeiten an der Verbesserung der Genauigkeit, wollen den Energiebedarf senken und effiziente Anwendung entwickeln. Besonders zu erwähnen sind Forschungen zur
– Entwicklung und Untersuchung klimaschonender binärer künstlicher neuraler Netzwerke, sogenannter Low-Bit CNNs,
– Verbesserung der semantischen Analyse von Multimediadaten und
– AI-basierten Handschriftenanalyse in historischen Kunstarchiven.
Design Thinking & Innovation
Design Thinking ist eine in der d.school der Stanford University und der D-School des HPIs in Potsdam entwickelte Innovationsmethode, ganz neue und besonders nutzerfreundliche (IT-basierte) Produkte und Dienste in multidisziplinären Teams zu erdenken und entwickeln.
Mit unserer Forschungen im Bereich Design-Thinking wollen wir (1) herausfinden, welche Faktoren den Erfolg des Design-Thinking-Prozesses ausmachen, und (2) neue Werkzeuge entwickeln, die diese kreative Art des Denkens und Entwickelns von Innovationen für alle Lebensbereiche IT-technisch unterstützen.
Frühere Forschungsanstrengungen:
– Entwicklung und praktische Erprobung neuer Technologien im Bereich Knowledge Engineering und Social Media, mit denen die über das Internet massenweise verfügbaren Daten, insbesondere Videos, inhaltlich ausgewertet weiterverarbeitet werden können.
– In den Bereichen E-Health und Tele-Medizin konzentrierten sich die Forschungen auf die Frage, wie Patienten- und Behandlungsdaten sicher erhoben, gespeichert, kommuniziert, verarbeitet und ausgewertet werden können.
– Erzeugung und Untersuchung komplexer Umweltdaten bei der Verkehrssimulation in Vehicular Networks and Environment Simulator eWorld.
– Formale Methoden zum automatischen Entwurf und zur Verifikation von digitalen Schaltkreisen und Kommunikationsprotokollen und Entwicklung effizienter Algorithmen für geordnete Entscheidungsbäume und deren komplexitätstheoretische Analyse.
– Komplexitätstheoretischen Untersuchungen zum Nachweis von (unteren) Ressourcenschranken für die Kommunikationskomplexität und das Berechnungsmodell der Branching-Programme.
– Am Lehrstuhl von Christoph Meinel an der Universität Trier (1992-2004) und am von Christoph Meinel in Trier gegründeten Institut für Telematik fokussierten sich die Forschungen
Prof. Dr. Christoph Meinel
Digital Education & Learning Tech
Mit seinen Teams hat Christoph Meinel über die Jahre große IT-Systeme entwickelt, auf deren Basis innovative Dienste angeboten und genutzt werden können. Im Bildungsbereich neu ans Netz geht die German-UDS.academy. Zuvor hat er mit openHPI die erste Bildungsplattform in Europa konzipiert, entwickelt und betrieben, über die die im E-Learning-Bereich disruptiven MOOCs, also interaktive Massenkurse, angeboten werden konnten. Für Schulen hat er die HPI Schul-Cloud, eine datenschutzkonforme, sichere IT-Infrastruktur entwickelt, die es Lehrkräften, Schülerinnen und Schülern erlaubt, auch digitale Inhalte im Unterricht zu nutzen. Sein tele-TASK-Portal bietet Zugang zu aufgezeichneten Vorlesungen, der ID-Leak Checker und das VDB Repository helfen, das Internet ein Stück sicherer zu machen.
Digital Studieren
Die Zukunftsvision eines Universitätsstudiums, das vollständig digital absolviert werden kann, wird Wirklichkeit. Nach erfolgter Zulassung wird die von den beiden Professoren Christoph Meinel und Mike Friedrichsen gegründete German University of Digital Science am 1.10.2024 ihren voll digitalen Studienbetrieb aufnehmen mit den englischsprachigen 1-jährigen MBA-Studiengängen:
– „Digital Transformation“ und
– „Digital Technology“
und den 2-jährigen Masterprogrammen (M.Sc.)
– „Digital Leadership“,
– „Applied AI“,
– „Advanced Digital Reality“ und
– „Cybersecurity“.
Am 1.10.2025 startet dann 3-jährige Bachelorstudiengang (B.Sc.)
– „Digital World“.
Die hoch innovativen Studienangebote der German University of Digital Science sind besonders geeignet für Studieninteressierte, die berufstätig sind und Familie haben. Ein hochwertiges digitales Universitätsstudium bietet die Möglichkeit, sich wo immer man ist in eigener zeitlicher Regie akademisch weiterzubilden und auf den nächsten Karriereschritt oder eine anspruchsvolle neue berufliche Tätigkeit vorzubereiten. Aber auch Studieninteressierte aus dem globalen Süden, die nicht über die finanziellen Mittel verfügen, in Deutschland zu studieren, können hier einen Studienabschluss einer deutschen Universität erlangen.
Die Studieninhalte der German University of Digital Science werden in unterschiedlichen innovativen synchronen und asynchronen digitalen Lehrformaten vermittelt, die auf verschiedenen MOOC-Plattformen, wie z.B. openHPI.de, eGov-campus.org, KI-campus.org oder openSAP.com entwickelt und erprobt wurden.
Erste Europäische MOOC Plattform
openHPI wurde von Christoph Meinel und seinem Team als digitale Bildungsplattform des HPIs konzipiert und entwickelt. Seit 2012 erstellen Professoren und Forscher des HPI interaktive Massive Open Online Courses (MOOCs) zu verschiedenen IT-Themen, Digital Health und Design Thinking, die dann auf der openHPI-Plattform kostenlos zum Mitmachen angeboten werden. Die Online-Kurse sind sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache verfügbar und können mit einem Zertifikat abgeschlossen werden. Sie leisten damit einen wichtigen Beitrag zur digital Aufklärung. Über die Jahre ist hier ein reges globales soziales Netzwerk für Lerner entstanden, das bereits mehr als 1,2 Mio. Kurseinschreibungen verzeichnet.
Die entwickelte Online-Infrastruktur wird auch Partnern, wie z.B. der Weltgesundheitsorganisation WHO, der SAP, dem Stifterverband und anderen zur Verfügung gestellt für deren eigene digitale Bildungsangebote.
Über alle von Christoph Meinel und seinem Team entwickelten Plattformen openHPI.de, openWHO, openSAP, KI-Campus, eGov-Campus hinweg gezählt gibt es Stand September 2023 mehr als 16 Mio. Kurseinschreibungen von mehr als 5 Mio. Lernern aus allen Teilen der Welt.
Schul-Cloud – Sichere Infrastruktur für digitale Schulbildung
Unter Leitung von Christoph Meinel wurde in den Jahren 2017 bis 2021 im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Pilotprojekts die HPI Schul-Cloud entwickelt als eine sichere und vor allem datenschutzkonforme IT-Infrastruktur für deutsche Schulen. Diese digitale Bildungsplattform ermöglicht es Lehrkräften sowie Schülerinnen und Schülern, flexibel über Endgeräte wie Rechner, Tablets oder Smartphones auf moderne digitale Lehr- und Lerninhalte und alle für den Unterricht notwendigen digitalen Werkzeuge zuzugreifen sowie kollaborativ und schulübergreifend zusammenzuarbeiten.
Die HPI Schul-Cloud bot zum Projektende am HPI im Juli 2021 etwa 4.000 Schulen deutschlandweit und darüber hinaus den deutschen Auslandsschulen – insgesamt ca. 1,4 Millionen Nutzern – einen geschützten, sicheren digitalen Lernraum.
Die HPI Schul-Cloud wurde von Beginn an technisch skalierbar und interoperabel als ein Open-Source-Projekt konzipiert. Zum Einsatz im Regelbetrieb in den Bundesländern Brandenburg, Thüringen, Niedersachsen, Sachsen-Anhalt wurde die Schul-Cloud 2021 an Dataport AöR übergeben.
Tele-TASK – Aufnahmesystem und Webportal
Ein frühes Entwicklungsprojekt von Christoph Meinel und seinem Team im Bereich Web University ist das tele-TASK-Projekt (tele-Teaching Anywhere Solution Kit). Es wurde vor mehr als 20 Jahren ins Leben gerufen, um Internet- und Webtechnologien bestmöglich zur Unterstützung von Lehre (Tele-Teaching) und Lernen (E-Learning) zu nutzen. Die Vision war es, einen tele-TASK-Koffer, also ein einfach zu bedienendes mobiles System zur Aufzeichnung und Übertragung von Vorlesungen und Präsentationen über das Internet bereitzustellen, um einerseits neue Tele-Teaching- und E-Learning-Konzepte zu entwickeln und zu testen und andererseits innovative Portal- und Navigationstechniken einzuführen.
Das tele-TASK-Webportal ist eine Online-Mediathek für aufgezeichnete Vorlesungen und Präsentationen zu Themen der Digitalisierung mit
– Kalender für Livestream-Veranstaltungen,
– umfangreichen Suchfunktionen,
– Indexierungsfunktionen für Vorträge, Folienvorschau, generierte Inhaltsverzeichnisse, Schlagworte, und einer Reihe von Community- und Social-Web-Funktionen, wie z.B. Vortragsbewertung, Video-Tagging, Video-Kommentare, Zeitstempel, Wiedergabelisten, u.v.m.
Mehr Sicherheit im Internet
Christoph Meinel und sein IT-Security Engineering Team am HPI haben zahlreiche Lehrveranstaltungen und interaktiven Onlinekursen zum Thema Sicherheit im Internet angeboten, über die Gefahren im Internet informiert und Verhaltensmaßnahmen zur sicheren Nutzung des Internets empfohlen.
Darüberhinaus haben sie wichtige Internetservices zur Erhöhung der Sicherheit im Internet entwickelt, wie z.B. den ID-Leak Checker oder die Vulnary Data Base VDB.
Mit dem HPI Identity Leak Checker können Nutzer mithilfe ihrer E-Mailadresse prüfen, ob Ihre persönlichen Identitätsdaten von Cyberkriminellen geleakt und im Internet veröffentlicht wurden. Per Datenabgleich wird kontrolliert, ob die E-Mailadresse in Verbindung mit anderen persönlichen Daten, z.B. Telefonnummer, Geburtsdatum, Bankverbindung oder Adresse, im Internet offengelegt wurde und missbraucht werden könnte. Seit Eröffnung dieses Dienstes 2014 wurden über 13 Milliarden geleakte Identitätsdaten im offenen Internet aufgespürt, 18 Millionen Anfragen wurden beantwortet, 4,5 Millionen der Anfragenden konnten über den Diebstahl ihrer Identitätsdaten informiert werden.
Die Vulnary Data Basis VDB bietet ein umfassendes und aktuelles Repository einer großen Zahl bekannter Softwareschwachstellen. Die aus dem Internet zusammengetragenen Schwachstelleninformationen werden ausgewertet, normalisiert und in einer Hochleistungsdatenbank zentral gespeichert. Hier können interessierte Nutzer kostenfrei auf diese Information zugreifen. Dank der hohen Qualität der zusammengetragenen Daten können viele Dienste angeboten werden, einschließlich Browsing, Suche, Selbstdiagnose, Attack Graph Generation (AG), etc. Darüber hinaus werden APIs für Entwickler angeboten, die den VDB Dienst für ihre Entwicklung nutzen wollen.
Elektronische Kolloquien
Das Electronic Colloquium on Computational Complexity – ECCC – wurde 1994 von Christoph Meinel als Forum und elektronisches Kolloquium für den schnellen und umfassenden wissenschaftlichen Austausch von Ideen, Techniken und Forschungsergebnissen auf dem Gebiet der Computational Complexity gegründet. Bis 2017 war Christoph Meinel Herausgeber und Chef Editor. Das ECCC wurde an seinem Lehrstuhl gehostet und betreut, bevor es 2017 an das israelische Weizmann Institute of Science umzog. Aktuell wird es von Oded Goldreich herausgegeben.
Das Electronic Colloqium on Design Thinking Research – ECDTR – hat die gleiche Funktion wie ECCC und dient dem wissenschaftlichen Austausch und der Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Design Thinking Researchs.
Die elektronischen Kolloquien begrüßen wissenschaftliche Paper, Master- und Doktorarbeiten, Notizen und Diskussionsbeiträge um als moderne und inzwischen hoch gerankte Kommunikationsmedien den schnellen Austausch und die wissenschaftliche Zusammenarbeit zu befördern. Die
Beiträge im ECCC oder im ECDTR haben den Status eines technischen Berichts.