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Rescueanalyser
(2007)
Im Forschungsgebiet der Künstlichen Intelligenz und Multiagenten-Systeme stellt die Erkennung von Plänen eine besondere Herausforderung dar. Es gilt aus einer Menge von Beobachtungen Agentenpläne effektiv, zuverlässig und eindeutig zu identifizieren. Im Bereich des RoboCup ist es von entscheidender Bedeutung, dass Agenten über die Pläne und Intensionen anderer Agenten schlussfolgern können, um gemeinsame Ziele zu erreichen. Diese Diplomarbeit umfasst die Konzeption und Entwicklung eines Werkzeugs für die RoboCupRescue-Simulation, welches die Abläufe einer Rescue-Simulation analysiert und die beobachteten Aktionsfolgen Plänen einer vorspezifizierten Planbibliothek zuordnet. Das entwickelte Analysewerkzeug zeichnet sich einmal durch seine Unabhängigkeit von den verschiedenen Rescue-Agententeams aus, sowie durch die Verwendung neuester Methoden zur effektiven Planerkennung. Damit ermöglicht der entwickelte Rescueanalyser sowohl die Fehlersuche und Optimierung des eigenen Agententeams als auch die Erforschung und Auswertung unterschiedlicher Strategien der Rescue-Agenten konkurrierender Teams. Neben der Visualisierung der Ergebnisse mittels eines optimierten Monitors des Rescue-Simulators, können die Resultate und Auswertungen der Planerkennung auch durch textbasierte Ausgaben detailliert eingesehen werden.
Ziel des Verbundprojektes 3D-RETISEG ist es, ein optimiertes echtzeitfähiges Soft- und Hardwarepaket zur 2D/3D-Segmentierung und Klassifizierung basierend auf hierarchischen Inselstrukturen, und zur schnellen Volumenvisualisierung sehr großer Volumendaten aus komprimierten Datensätzen zu entwickeln. Die Entwicklungen sollen in konkreten Anwendungsfällen der Forschung und der Wirtschaft als marktreifes Modul in das Softwarepaket VGStudioMax integriert werden. In der Medizin, speziell bei der Segmentierung von Volumendatensätzen, die durch unterschiedliche Tomographietechniken (z.B. CT und MRI) erzeugt werden, liefern zweidimensionale Verfahren häufig eine unzureichende Qualität aufgrund der anisotropen Berücksichtigung der Rauminformationen. Bisher entwickelte dreidimensionale Verfahren sind, neben der der schlechten Verfügbarkeit ihrer Implementierungen, häufig nur für bestimmte Fragestellungen dediziert und daher für andere Anwendungsfälle schlecht adaptierbar. Weiterhin benötigen Verfahren, die gute Ergebnisse liefern, meist eine hohe Laufzeit. Dies ist aber speziell in medizinischen Anwendungen von großem Nachteil, da hier die Qualität der Ergebnisse in letzter Instanz von einem Experten beurteilt wird. Damit das Ergebnis schnell zu benutzerdefinierten Optimierungen durch Veränderung der Verfahrensparameter zur Verfügung steht, sollte ein Verfahren nur sehr kurze Rechenzeiten benötigen. Weist ein Verfahren eine geringe Laufzeit auf, so kann es außerdem intra-operativ eingesetzt werden. Der hier im Projekt verwendete 3D-Color-Structure-Code verspricht, ein besseres und generisches Verfahren zu ermöglichen.
Die Computergrafik befasst sich mit der Erzeugung von virtuellen Bildern. Im Bereich der 3D-Computergrafik werden die dargestellten Objekte im dreidimensionalen Raum beschrieben. Dazu bedient man sich diverser Generierungsverfahren. Einer dieser so genannten Renderer ist das Raytracing-Verfahren. Es erfreut sich in der Computergrafik wegen der erreichten Bildqualität bei ueberschaubarer Komplexität großer Beliebtheit. Dabei wird versucht, immer realistischere Ergebnisse zu erreichen. In der Vergangenheit wurde Raytracing deswegen beispielsweise um globale Beleuchtungsmodelle oder um reflektierende beziehungsweise um transparente Objekte erweitert. Dabei wurde aber ein wichtiger Punkt häufig vernachlässigt, welcher ebenfalls den Grad an Realismus deutlich erhöhen kann: die Kamera. Meistens geht man auch heutzutage von einem vereinfachten Lochkameramodell aus. Aus diesem Grund genügen solche Modelle nicht den Ansprüchen physikalisch-korrekter Renderingverfahren. Eine wirklich umfassend korrekte Abbildung von Szenen darf also nicht vernachlässigen, dass ein generiertes Bild durch ein Linsensystem noch einmal entscheidend beeinflusst wird. In dieser Arbeit wird deswegen ein physikalisch korrektes Kameramodell vorgestellt, welches die geometrischen Eigenschaften des Linsensystems berücksichtigt und die Belichtung auf der Bildebene korrekt berechnet.
In Silico simulation of biological systems is an important sub area of computational biology (system biology), and becomes more and more an inherent part for research. Therefore, different kinds of software tools are required. At present, a multitude of tools for several areas exists, but the problem is that most of the tools are essentially application specific and cannot be combined. For instance, a software tool for the simulation of biochemical processes is not able to interact with tools for the morphology simulation and vice versa. In order to obtain realistic results with computer-aided simulations it is important to regard the biological system in its entirety. The objective is to develop a software framework, which provides an interface structure to combine existing simulation tools, and to offer an interaction between all affiliated systems. Consequently, it is possible to re-use existing models and simulation programs. Additionally, dependencies between those can be defined. The system is designed to interoperate as an extendable architecture for various tools. The thesis shows the usability and applicability of the software and discusses potential improvements.
We introduce linear expressions for unrestricted dags (directed acyclic graphs) and finite deterministic and nondeterministic automata operating on them. Those dag automata are a conservative extension of the Tu,u-automata of Courcelle on unranked, unordered trees and forests. Several examples of dag languages acceptable and not acceptable by dag automata and some closure properties are given.
The impact of innovation in order to secure a company- existence is increasing. Especially in the field of information and communication systems, modified conditions, reduced product life cycles (in some markets e.g. in the software market down to a few months), and increased competition force many companies to adapt their innovation speed. Long-term profit will just be obtained by those companies that will manage to consolidate or further to enlarge their competitive position with technological innovation. The increasing relevance of new developments requires a separate treatment of technological innovations and demands for a technology and innovation management. Not every innovation is thereby a result of a single, spontaneous idea. Many innovations evolve from the integration or combination of already existing technologies. Especially in markets with insignificant growing rates, this kind of innovation is quite important. The purpose of this article is a case-oriented identification of existing deficiencies within established recommendations for a strategic technology and innovation management and the discussion about the role of modularity and technology integration as an alternative way to innovate.
In this paper we describe a network for distributing personalized information within a pervasive university. We discuss the system architecture of our Bluetooth-based CampusNews-system, both, from the administrator and the user viewpoint. We furthermore present first statistical data about the usage of the partial installation at the Koblenz campus together with an outlook to future work.
In this paper we describe a network for distributing personalized Information in a metropolitan area. We discuss the system architecture of our Bluetooth-based information system as well as the reasoning process that fits users" needs with potential messages. We furthermore present our findings on parallelizing Bluetooth connection setup and performance.
In dieser Arbeit wird eine Softwarebibliothek zur Nutzung des USB-Hostmodus von Mikrocontrollern der Baureihe AT90USB entwickelt. Die Eigenschaften des USB werden erläutert und darauf aufbauend die Hardware des verwendeten Mikrocontrollers beschrieben. Anschließend wird die entwickelte Software und deren Funktionsweise erläutert. Abschließend werden Treiber für diverse Geräteklassen vorgestellt, die auch dem Test der entwickelten Bibliothek dienen.
IT-Risk-Management ist ein Bereich, der in den letzten 2 Jahren stark diskutiert und sich verändert hat. Die Anlässe findet man sowohl in den terroristischen Überfällen und entsprechenden Konsequenzen für Unternehmen als auch an die Naturkatastrophen oder Fehlinvestitionen und undurchsichtigen Geschäfte mancher Unternehmen. Daher wurden Richtlinien und Gesetze entworfen, die Vorstände verpflichten, das eigene Unternehmen gegen konkrete Risiken zu schützen. Der Detaillierungsgrad der Vorschläge ist je nach Bereich unterschiedlich. Sind aber Unternehmen bereit, die hohen Investitionen, die mit solchen umfangreichen Projekten zusammenhängen, auf sich zu nehmen um diese Richtlinien zu verfolgen? Wo sehen sie die Vorteile einer IT-Risk-Management-Strategie und wo die Herausforderungen? Welche Entwicklungen oder Veränderung wünschen sie sich? Das sind Fragen, die in der vorliegenden Studie, Experten des Bereich IT-Risk-Management gestellt wurden um die Zukunft des IT-Risk-Managements beeinflussen zu können. Diese Fragestellungen wurden in der vorliegenden Studie untersucht, dazu haben wir Experten des Bereichs IT-Risk-Managements mit Hilfe der Delphi-Methode befragt. Der vorliegende Bericht fasst die wichtigsten Ergebnisse zusammen.
In den folgenden acht Beispielen wird gezeigt, wie elektronische Anwendungen mithilfe kryptographischer Verfahren abgesichert werden. In jedem Beispiel erklären wir das Ziel der Verschlüsselung, erläutern den technischen Hintergrund, besprechen im Detail den Ablauf der Anwendung mit ihrer Verschlüsselung und diskutieren Stärken und Schwächen des Verfahrens. Das erste Beispiel der Verschlüsselungsprotokolle ist noch nicht sehr konkret, sondern es bildet die Grundlage der folgenden Beispiele. Denn jede Anwendung setzt eines der beiden Typen von Verschlüsselungsprotokollen ein, die im ersten Beispiel erklärt werden. Dann folgen die Beispiele Sicheres World Wide Web mit SSL, die Verschlüsselung der Luftschnittstelle im Mobilfunk, die sichere Identifikation des Karteninhabers einer ec-Karte am Geldauszahlungsautomaten, der Schutz von WLANs gegen fremde Lauscher und Eindringlinge, die sichere Identifikation elektronischer Schlüssel, darunter der Funkschlüssel bei Autotüren, das kontaktlose Flugticket zum Ausdrucken einer Boardingkarte und schließlich die Verschlüsselung im Pay-TV. Die Beschreibung der kryptografischen Anwendungen dieses Kapitels wird in einem Arbeitspapier des Instituts für Wirtschafts- und Verwaltungsinformatik der Universität Koblenz-Landau weitergepflegt und dort stets aktuell zum Download bereitgehalten [Grimm, Hundacker, Meletiadou 2006]. http://www.uni-koblenz.de/FB4/Institutes/IWVI/AGGrimm/Downloads
Networked RDF graphs
(2007)
Networked graphs are defined in this paper as a small syntactic extension of named graphs in RDF. They allow for the definition of a graph by explicitly listing triples as well as by SPARQL queries on one or multiple other graphs. By this extension it becomes possible to define a graph including a view onto other graphs and to define the meaning of a set of graphs by the way they reference each other. The semantics of networked graphs is defined by their mapping into logic programs. The expressiveness and computational complexity of networked graphs, varying by the set of constraints imposed on the underlying SPARQL queries, is investigated. We demonstrate the capabilities of networked graphs by a simple use case.
Semantic descriptions of non-textual media available on the web can be used to facilitate retrieval and presentation of media assets and documents containing them. While technologies for multimedia semantic descriptions already exist, there is as yet no formal description of a high quality multimedia ontology that is compatible with existing (semantic) web technologies. We explain the complexity of the problem using an annotation scenario. We then derive a number of requirements for specifying a formal multimedia ontology, including: compatibility with MPEG-7, embedding in foundational ontologies, and modularisation including separation of document structure from domain knowledge. We then present the developed ontology and discuss it with respect to our requirements.
This paper describes the development of security requirements for non-political Internet voting. The practical background is our experience with the Internet voting within the Gesellschaft für Informatik (GI - Informatics Society) 2004 and 2005. The theoretical background is the international state-of-the-art of requirements about electronic voting, especially in the US and in Europe. A focus of this paper is on the user community driven standardization of security requirements by means of a Protection Profile of the international Common Criteria standard.
In Enhanced Reality Umgebungen nimmt der Betrachter die Umgebung und zusätzliche, in eine halbdurchsichtige Datenbrille eingeblendete Informationen wahr. Das Kalibrierungsproblem der Datenbrille ist die Aufgabe, die eingeblendete Information mit dem korrekten realen Hintergrund zur Deckung zu bringen. Heutige Datenbrillen sind vergleichsweise klobig und schwer, deshalb kommt es häufig zu leichtem Verrutschen der Brille. Wird dieses Verrutschen nicht in die Position der Einblendung in der Brille einbezogen, so passt die Einblendung nicht mehr zum realen Hintergrund. Dies wird in Abbildung 1.1 exemplarisch dargestellt. Nach initialer Kalibrierung der teildurchsichtigen Datenbrille auf das Auge des Betrachters soll deshalb bei relativer Lageveränderung der Datenbrille zum Auge (durch leichtes Verrutschen) eine Re-Kalibrierung in Echtzeit automatisch erfolgen. Eine automatische Re-Kalibrierung bei Verrutschen wird von uns erstmalig erforscht.
The term "Augmented Reality (AR)" denotes the superposition of additional virtual objects and supplementary information over real images. The joint project Enhanced Reality (ER)1 aims at a generic AR-system. The ER-project is a cooperation of six different research groups of the Department of Computer Science at the University of Koblenz-Landau. According to Ronald Azuma an AR-system combines real and virtual environments, where the real and virtual objects are registered in 3-D, and it provides interactivity in real time [Azu97]. Enhanced Reality extends Augmented Reality by requiring the virtual objects to be seamlessly embedded into the real world as photo-realistic objects according to the exact lighting conditions. Furthermore, additional information supplying value-added services may be displayed and interaction of the user may even be immersive. The short-term goal of the ER-project is the exploration of ER-fundamentals using some specific research scenarios; the long-term goal is the development of a component-based ER-framework for the creation of ER-applications for arbitrary application areas. ER-applications are developed as single-user applications for users who are moving in a real environment and are wearing some kind of visual output device like see-through glasses and some mobile end device. By these devices the user is able to see reality as it is, but he can also see the virtual objects and the additional information about some value-added service. Furthermore he might have additional devices whereby he can interact with the available virtual objects. The development of a generic framework for ER-applications requires the definition of generic components which are customizable and composable to build concrete applications and it requires a homogeneous data model which supports all components equally well. The workgroup "Software Technology"2 is responsible for this subproject. This report gives some preliminary results concerning the derivation of a component-based view of ER. There are several augmented reality frameworks like ARVIKA, AMIRE, DWARF, MORGAN, Studierstube and others which offer some support for the development of AR-applications. All of them ease the use of existing subsystems like AR-Toolkit, OpenGL and others and leverage the generation process for realistic systems by making efficient use of those subsystems. Consequently, they highly rely on them.
This paper offers an informal overview and discussion on first order predicate logic reasoning systems together with a description of applications which are carried out in the Artificial Intelligence Research Group of the University in Koblenz. Furthermore the technique of knowledge compilation is shortly introduced.
Die folgende Arbeit soll einen Überblick über bestehende Lösungen zur Interaktion in Erweiterten Realitäten (Augmented Reality) schaffen. Hierzu werden anhand dreier grundlegender Betrachtungsweisen unterschiedliche Interaktionskonzepte und -umsetzungen sowohl von der technischen, als auch von der konzeptuellen Seite her, vorgestellt. Neben Fragen der Visualisierung werden unterschiedliche Typen von Benutzungsschnittstellen vorstellt. Den größten Teil nehmen die drei typischen Interaktionsaufgaben Selektion- und Manipulation, Navigation und Systemkontrolle und die damit verbundenen Interaktionstechniken ein. Die Inhalte des Arbeitsberichts beschränken sich auf den Einsatz von Interaktionelementen in Augmented Reality Umgebungen. Dies geschieht in Abgrenzung zu Forschungsarbeiten auf dem Gebiet zu Interaktionstechniken in Virtual Reality Umgebungen (vollimmersiv oder auch desktoporientiert). Zwar standen und stehen viele Interaktionstechniken aus dem Bereich VR in der AR Pate, doch haben sich gerade im Bereich der AR neue Techniken und Konzepte entwickelt. Folglich sollen VR Techniken nur dann betrachtet werden, wenn Sie in AR Anwendungen angewendet wurden bzw. wenn ihre Anwendung sinnvoll erscheint.
In this paper we describe a series of projects on location based and personalised information systems. We start wit a basic research project and we show how we came with the help of two other more application oriented project to a product. This is developed by a consortium of enterprises and it already is in use in the city of Koblenz.
This paper shows how multiagent systems can be modeled by a combination of UML statecharts and hybrid automata. This allows formal system specification on different levels of abstraction on the one hand, and expressing real-time system behavior with continuous variables on the other hand. It is not only shown how multi-robot systems can be modeled by a combination of hybrid automata and hierarchical state machines, but also how model checking techniques for hybrid automata can be applied. An enhanced synchronization concept is introduced that allows synchronization taking time and avoids state explosion to a certain extent.
