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Simulation of fractures
(2014)
Real-time computing often avoids the simulation of fractures due to its complexity. The field of engineering science provides methods to create these simulations to improve games and other applications. Steadily rising computer capacities allow suitable simulations on a real-time basis and make this aspect increasingly interesting. The topic and aim of this research is to simulate fractures of stiff bodies. The primary objective is the physical plausibility and performance of the application. This thesis analyses the potential of computer science to realize the simulation of fractures.
Three existing as well as one self-created were implemented and analysed. The works "Real time simulation of deformation and Fracture of stiff material" from Müller et al., "real time simulation of Brittle Fracture using Modal analysis" from Glondu et al. and "Fast and Controllable simulation of the Shattering of Brittle Objects" from Smith et al. form the basis of this thesis. The introduced methods use different computation of forces and fractures. The developed procedure uses the idea of generating secondary breaks. The approaches were implemented based on the Bullet physics-engine. The results of the work show that physically based breaks are realizable on a real-time basis.
The analysis of the physical methods demonstrates that their performance mainly depends on the constitution of the used objects. This thesis shows that the further investigation of this topic can discover new possibilities. The improvement of the realism in virtual worlds can be achieved by executing physically plausible methods.
The lasting hype around the mobile internet and the related technology of the mobile applications seem not to drop off. The immense economic potential of this market leads the businesses and ventures to continuously find new ways of monetization. The underlying causes of that phenomenon are rarely challenged. Scientific research in the field of "ubiquitous mobile" has not yet developed a clear overall picture of the causes and effect chains. Attempts of deriving causes by studies in related mass media such as the computer or the internet have been discussed controversially. By combining the research streams of media motive usage and the customer retention, this paper will present a new research model. Based on a quantitative survey in the German speaking the gained data proves the motives for mobility, information gathering and entertainment purposed to be the most important drivers of customer satisfaction in mobile applications. The paper also highlights a significant correlation between the customer satisfaction and the other determinants of customer retention.
A guideline for the examination of business models is developed in this research project and M.Sc. study, focusing on young, innovative enterprises ("start-ups"). Start-ups often start to operate in uncertainty and tentativeness. To forecast the success of such an enterprise is therefore today hardly possible by means of quantitative data. The evaluation of innovative business models ("Business Model Check") today is a gap in Business Administration and Management studies.
In dieser Arbeit wird eine Unterrichtsreihe beschrieben, welche aus den drei Bereichen „mathematische Relationen“, „Datenbanken in Sozialen Netzwerken“ und „Datenschutz“ zusammengesetzt ist. Zu jedem Bereich wird ein eigener Unterrichtsentwurf präsentiert.
Außerdem wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Programm zur Visualisierung der Relationen des Sozialen Netzwerks Instahub entworfen, welches im Anschluss an die Beschreibung der Unterrichtsreihe aufgeführt wird.
In order to plan the interior of a room, various programs for computers,
smart phones or head-mounted displays are available. The transfer to the
real environment is a difficult task. Therefore an augmented reality approach
is developed to illustrate the planning in the real room. If several
people want to contribute their ideas, conventional systems require to
work on one device together. The aim of this master thesis is to design and
develop a collaborative spatial planning application in augmented reality.
The application is developed in Unity with ARCore and C#.
Soziale Netzwerke spielen im Alltagsleben der Schülerinnen und Schüler eine entscheidende Rolle. Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurde ein Konzept für die Anzeige von Profilvorschlägen innerhalb des sozialen Netzwerks „InstaHub“, welches ein speziell für den Informatikunterricht programmiertes Werkzeug zum Thema „Datenbanken“ darstellt, entwickelt. Als Hürde stellte sich dabei dar, dass von den etablierten sozialen Netzwerken nur wenig bis gar keine Informationen über die Berechnung von Profil- oder Freundschaftsvorschlägen preisgegeben werden. Daher wurde zunächst das Wesen von Beziehungen zwischen Menschen in nicht-internetbasierten und in internetbasierten sozialen Netzwerken sowie die Gründe für Beziehungen zwischen Menschen in diesen Netzwerken dargelegt. Anhand der Beobachtung von Vorschlägen in anderen sozialen Netzwerken sowie der in InstaHub gespeicherten Nutzerdaten wurde ein Algorithmus für Profilvorschläge in InstaHub entworfen und mitsamt einer passenden Visualisierung entsprechend implementiert. Den zweiten Teil der Arbeit bildete eine Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe II mit dem Thema Gefahren der Erzeugung und Verarbeitung von personenbezogenen Daten. In der Unterrichtseinheit dienen die Profilvorschläge in InstaHub, die auf von InstaHub über dessen Nutzer gesammelten Daten aufbauen, als Einstieg in die Thematik. Anschließend wird der Fokus von sozialen Netzwerken auf andere Online-Dienste erweitert und auf die Verarbeitung und Weitergabe dieser Daten eingegangen.
Aufgrund des branchenweiten Bedarfs den Konkurrenzkampf zu umgehen, entwickelten Kim und Mauborgne die Blue Ocean Strategy, um neue Märkte zu ergründen. Diese bezeichnen sie als einzigartig. Da jedoch weitere Strategien zur Ergründung neuer Märkte existieren, ist es das Ziel dieser Arbeit herauszufinden, anhand welcher Charakterisierungsmerkmale die Blue Ocean Strategy als einzigartig angesehen werden kann.
Die Strategie von Kim und Mauborgne soll daher mit Schumpeters schöpferischen Zerstörung, Ansoffs Diversifikationsstrategie, Porters Nischenstrategie und Druckers Innovationsstrategien verglichen werden. Für den Vergleich werden die Charakterisierungsmerkmale herangezogen, nach denen Kim und Mauborgne die Blue Ocean Strategy als einzigartig beurteilen. Auf Basis dieser Kriterien wird ein Metamodell entwickelt, mit dessen Hilfe die Untersuchung durchgeführt wird.
Der Vergleich zeigt, dass die Konzepte von Schumpeter, Ansoff, Porter und Drucker in einigen Kriterien der Blue Ocean Strategy ähneln. Keine der Strategien verhält sich jedoch in allen Punkten so wie das Konzept von Kim und Mauborgne. Während die Blue Ocean Strategy ein Differenzierung und Senkung der Kosten anstrebt, orientieren sich die meisten Konzepte entweder an einer Differenzierung oder an einer Kostenreduktion. Auch die Betretung des neuen Marktes wird unterschiedlich interpretiert. Während die Blue Ocean Strategy auf einen Markt abzielt, der unergründet ist und somit keinen Wettbewerb vorweist, werden bei den anderen Strategien oft bestehende Märkte als neu interpretiert, auf denen das Unternehmen bisher nicht agiert hat. Dies schließt die vorherige Existenz der Märkte jedoch nicht aus.
Auf Basis der durch den Vergleich gezogenen Erkenntnisse, kann somit die Blue Ocean Strategy als einzigartig bezeichnet werden.
As a result of the technical progress, processes have to be adjusted. On the one hand, the digital transformation is absolutely necessary for every organization to operate efficient and sustainable, on the other hand whose accomplishment is a tremendous challenge. The huge amount of personal data, which accrue in this context, is an additional difficulty.
Against the background of the General Data Protection Regulation (GDPR), this thesis focuses on process management and ways of optimizing processes in a Human Resources Department. Beside the analysis of already existing structures and workflows, data management and especially the handling of personal data in an application process are examined. Both topics, the process management and the data protection are vitally important by itself, but it is necessary to implement the requirements of data protection within the appropriate position of a corresponding process. Relating to this, the thesis deals with the research question of what barriers may occur by a sustainable process integration and to which extend the GDPR prevent an unobstructed workflow within the Human Resources Department of the Handwerkskammer Koblenz. Additionally, answering the question of which subprocesses are convenient for a process automation is highly significant.
In scope of these questions Business Process Management is the solution. By means of the graphical representation standard, Business Process Model and Notation, a process model with the relevant activities, documents and responsibilities of the recruitment process is designed. Based on a target-actual comparison it becomes apparent, that standardized process steps with less exceptions and a large amount of information are basically convenient for automation respectively partial automation. After the different phases of the recruitment process are documented in detail, a Workflow-Management-System can ex-port the transformed models, so the involved employees just have to carry out a task list with assigned exercises. Against the background of the data protection regulations, access rights and maturities can be determined. Subsequently only authorized employees have admission to the personal data of applicants. Because of impending sanctions by violation against the GDPR, the implementation of the relevant legal foundations within the recruitment process is necessary and appropriate. Relating to the defined research questions, it appears that in principle not every activity is appropriate for a process automation. Especially unpredictable and on a wide range of factors depending subprocesses are unsuitable. Additionally, media discontinuities and redundant data input are obstacles to an enduring process integration. Nevertheless, a coherent consideration of the topics of business process management and the data protection regulations is required.
In usage of information systems the maintenance of their actuality and their extensibility is of importance. There is a constant reoccurrence of situations, when these goals cannot be supported by keeping on the old system, the legacy system. A solution for that is its migration into a new environment. The migration of software is to be considered as a subdiscipline of software engineering, more precisely, as a part of software maintenance. In this thesis the reference migration process model ReMiP, introduced in another thesis of the institute, was applied. The goal of this examination is to bring this model to practice in a website migration project and to analyze its validity. Here, especially the subject of completeness and generalizability of the model for migration processes and the gathering of concrete experiences with the intensity of its activities is of interest. The target environment for the website migration will be the content management system Plone. Within this thesis it will be described thoroughly. Finally, the website to migrate will be brought to its new target environment. The result of this thesis is the migrated GXL-Website in the target system Plone using the ReMiP. By this migration, the ReMiP was successfully validated as a reference process model for software migrations.
Motion capture refers to the process of capturing, processing and trans- lating real motions onto a 3D model. Not only in the movie and gaming industries, motion capture creates an indispensable realism of human and animal movement. Also in the context of robotics, medical movement therapy, as well as in AR and VR, motion capture is used extensively. In addition to the well established optical processes, especially in the last three areas, alternative systems based on inertial navigation (IMUs) are being used in-creasingly, because they do not rely on external cameras and thus limit the area of movement considerably less.
Fast evolving technical progress in the manufacturing of such IMUs allows building small sensors, wearable on the body which can transfer movements to a computer. The development of applying inertial systems to a motion capture context, however, is still at an early state. Problems like drift can currently only be minimized by adding additional hardware for correcting the read data.
In the following master thesis an IMU based motion capture system is designed and constructed. This contains the assembly of the hardware components as well as processing of the received movement data on the software side and their application to a 3D model.
Rudolf Virchows Vorstellungen von einer human-bürgerlichen Krankenpflege in der Zeit des preußischen Kulturkampfes
Über die Auseinandersetzungen im Preußischen Haus der Abgeordneten zwischen Rudolf Virchow, dem Kultusministerium und der Zentrumspartei über die katholischen Kranken-pflegeorden – von Hilmar Conrad
Der Mediziner und liberale Abgeordnete des Preußischen Hauses der Abgeordneten Rudolf Virchow ist vielen bekannt für den Satz „‹Omnis cellula e cellula›“1, aus seinem Werk ‚Die Zellularpathologie‘. Er wies mit diesem Lehrsatz und der zugrundeliegenden Forschung nach, dass Zellen in Morphologie und Funktion die kleinste Einheit des menschlichen Körpers sind.2 Der spätere Medizinprofessor wurde am 13. Oktober 1821 in Schivelbein geboren und verstarb am 5. September 1902 in Berlin. Das Jahr 1848 ist in zweierlei Hinsicht als Schicksalsjahr für Virchow zu betrachten. Er war in dieser Zeit Militärarzt und wurde in diesem Winter 1847/48 von der preußischen Regierung nach Ober-schlesien entsendet, wo eine Typhus-Epidemie wütete. Sein Auftrag war die wissenschaftliche Analyse der Geschehnisse. An seinem 80. Geburtstag sagte er über diese Reise: „Jene 16 Tage in Oberschlesien, 1848, waren das entscheidende Ereignis meines Lebens.“3 Es war Revolution in Berlin und dort zurück, nahm er an den Kämpfen für Demokratie teil.4 Im Bericht über seine Reise schlussfolgerte er, dass zur Prävention einer solchen Seuche in Oberschlesien Demokratisierung und Bildung für die Bevölkerung notwendig seien – das war der Beginn der Sozialmedizin. Ab 1859 war er Berliner Stadtverordneter und ab 1861 Mitglied des Preußischen Abgeordnetenhauses für die linksliberale Deutsche Fortschrittspartei, die er zusammen mit Mitstreitern gegründet hatte. Von 1880 bis 1893 war er Abgeordneter im Deutschen Reichstag.5 Für ihn war „[d]ie Medizin […] eine soziale Wissenschaft, und die Politik ist weiter nichts als Medizin im Großen.“6
Was diese Person also so spannend macht, ist, dass sie gleich zwei relevanten Gruppen angehörte, welche einflussreich über die Krankenpflege sprachen: die der Politik und die der Ärzte.
Rudolf Virchow forderte am 9. November 1869 auf dem Kongress der deutschen Frauenvereine in Berlin eine Pflege, die sich außerhalb der Kirchen organisieren solle:
„Organisiren wir ganz und gar ausserhalb der kirchlichen Organisation, organisiren wir ganz innerhalb der bürgerlichen Gesellschaft als solcher, nach rein menschlichen Aufgaben, ohne irgend einen weiteren Nebenzweck.“7
Was Virchow hier forderte ist eine Hinwendung zum ‚Humanen‘8, wie er es nannte und auch in mehreren Debatten im Abgeordnetenhaus erläuterte. Dies überrascht nicht, war er doch maßgeblich am Kulturkampf im Parlament beteiligt und ein vehementer Verfechter der Säkularisierung.9 Das wissenschaftlich relevante Problem an dieser Stelle ist Virchows zentrale Äußerungen über die Krankenpflege im Kontext der geführten Debatten im Preußischen Abgeordnetenhaus darzustellen. Die wissenschaftliche Literatur geht hierbei, nur sehr oberflächlich auf das vor- und hinterher Gesagte ein, obwohl es sich um Debatten handelt. Und hier zeigt sich auch die Relevanz der Arbeit. Natürlich liegt das Interesse darauf, Virchows Vorstellungen über die Krankenpflege anhand seiner Beiträge im Preußischen Haus der Abgeordneten nachzuvollziehen, aber eben auch nachzuzeichnen, wie sich die gesamten Debatten um die Krankenpflege, in denen sich Virchow bewegte, zugetragen hatten.
Demnach ist das Erkenntnisinteresse dieser Arbeit herauszuarbeiten, welche Ansichten Rudolf Virchow über die Krankenpflege seiner Zeit hatte, wie er sie im Preußischen Haus der Abgeordneten verteidigte, wie sich die Ansichten seiner politischen Gegner und der preußischen Regierung dazu verhielten sowie daraus folgend, wie die Debatten über die Krankenpflege im Preußischen Abgeordnetenhaus verliefen.
1 Virchow, zit. n. Schipperges (1994): Rudolf Virchow, S. 58.
2 Schipperges (2008): Virchow, Rudolf (Ludwig Carl), S. 257.
3 Andree (2006): Rudolf Virchow (1821–1902) im Spannungsfeld von Glauben, Kirche und Staat, S. 99.
4 Vgl. ebd., S. 99–100.
5 Vgl. Schipperges (2008): Virchow, Rudolf (Ludwig Carl), S. 257–258.
6 Schipperges (1994): Rudolf Virchow, S. 113. Im Original kursiv.
7 Virchow (1879): Die berufsmässige Ausbildung zur Krankenpflege, auch ausserhalb der kirchlichen Organisationen, S. 49. Im Original gesperrt.
8 Vgl. Virchow (1875): Rede im Preußischen Abgeordnetenhaus, Berlin. 8. Mai 1875, S. 207.
9 Vgl. Virchow (1873): Rede im Preußischen Abgeordnetenhaus, Berlin. 17. Januar 1873, S. 359.
Mit dieser Arbeit werden die folgenden Ziele verfolgt: Eine repräsentative Auswahl und Sammlung von Beispielen für Mobile Ticketing Systeme (insbesondere aus dem deutschsprachigen Raum) zu recherchieren, die sich im praktischen Einsatz befinden. Eine Zusammenstellung sinnvoller Kategorien (Charakteristika) zu erarbeiten, anhand derer sich Mobile Ticketing Systeme unterscheiden oder strukturieren lassen. Eine Gegenüberstellung der Beispiele und Kategorien zu erstellen, um zu untersuchen, welche typischen Klassen bei Mobile Ticketing Systemen identifiziert werden können.
Gartner predicts that 33 per cent of total accesses to Business Intelligence (BI) functionalities will be done until 2013 using mobile devices. While mobile devices have already spread to a high extent in private life they have recently become more and more part of the professional life as well and businesses are seeking to develop smart scenarios on how to integrate the new technologies in their processes. The development of mobile software applications is also booming in the field of BI. The research topic of Mobile Business Intelligence (mBI) is focussing on how to expand traditional BI concepts to the new mobility dimension thus enabling to apply BI functionalities on mobile devices, such as smartphones and tablet computers. The increasing significance of mBI for research in combination with the tremendous economic growth potential forecasted for the next years is the driver for writing this thesis. The main aspect of the present thesis is a concept on how to develop a consistent mBI Strategy aligning all structures, processes and stakeholders to one standard set of goals and guidelines. Crucial points when implementing an mBI strategy are the definition of goals, the identification of risks and opportunities, the adaptation of mBI to the user context, the integration of mBI into the existing IT landscape, as well as a proper set-up of system architectures and security concepts. Besides analyzing the aspect of mBI strategy this thesis also considers the market situation of mBI. Clearly defined goals and the systematic development of a consistent mBI strategy which is in line with these goals can be considered as a crucial prerequisite for companies to successfully implement mBI.
This master thesis deals basically with the design and implementation of a path planning system based on rapidly exploring search trees for general-n-trailers. This is a probabilistic method that is characterized by a fast and uniform exploration. The method is well established, however, has been applied only to vehicles with simple kinematics to date. General-n-trailers represent a particular challenge as their controllability is limited. For this reason the focus of this thesis rests on the application of the mentioned procedure to general-n-trailers. In this context systematic correlations between the characteristics of general-n-trailers and the possibilities for the realization and application of the method are analyzed.
Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist es, einen Einführungskurs in die Computervisualistik mit dem Schwerpunkt Computergrafik zu konzeptionieren und zu prototypisieren. Der Kurs sollte Grundlagen der Computergrafik vermitteln und dabei Bezüge zu anderen Veranstaltungen des Studiums herstellen, um Motivation und Verständnis für die komplexen Zusammenhänge der Studieninhalte in der Computervisualistik zu schaffen. Der aktuelle Studiengangplan weist hier bislang ein erkennbares Defizit auf. Für den Einführungskurs wurden prototypische Lerneinheiten auf Grundlage der didaktischen Methode der Moderation und unter Verwendung von Unity entwickelt. Konzept und Prototypen wurden an Probanden ohne informationstechnischen Hintergrund evaluiert. Die Ergebnisse zeigten, dass Unity eine geeignete Oberfläche für die Vermittlung der Informationen bietet. Diese stieß auf Akzeptanz und konnte leichte Zugänglichkeit bei den Probanden aufweisen, obwohl die Lerneinheiten selbst kleinere Schwächen aufwiesen. Im Anschluss an die erste Evaluationsphase wurde eine qualitative Umfrage mit Alumini der Computervisualistik durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigten den Bedarf nach einer einführenden Veranstaltung zur Orientierung und zur Förderung von Motivation und Verständnis für die breiten Themengebiete der Computervisualistik.
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.
„La liaison est un phénomène complexe dont la phénoménologie est encore aujourd’hui sujette à recherches et à débats. Dans la littérature classique, orthoépique ou descriptive, comme dans les recherches les plus actuelles, la liaison est considérée comme un phénomène multi-paramétrique et tous les niveaux linguistiques sont convoqués : phonologie, prosodie et syllabation, morphologie, syntaxe, lexique et sémantique, diachronie, orthographe et différentiation des styles [...] toutes les dimensions de la variation externe : variation dans le temps, dans l’espace géographique et dans l’espace social, variation dans l’espace stylistique des genres de discours“
(Eychenne/Laks 2017:1).
Dieses Zitat beschreibt die Liaison als ein sehr komplexes, von vielen Parametern beeinflusstes Phänomen. Wie gehen Lernende 1 mit einem solchen Phänomen um? Welche Liaison realisie-ren sie wie häufig? Welche Fehler treten auf? Welche Gründe gibt es für diese Fehler? Welche Auswirkungen hat ein längerer Auslandsaufenthalt des Lernenden in einem französischsprachi-gen Land auf die Produktion von Liaisons? Gibt es Unterschiede zwischen dem Erwerb der Liaison bei Kindern mit Französisch als Erstsprache (L1) und Lernenden des Französischen als Fremdsprache (L2)?
Auf all diese Fragen möchte ich im Laufe der vorliegenden Arbeit eingehen. Nach dem Zusam-mentragen einiger grundlegender Fakten über die Liaison soll daher ein Korpus mit französi-schen Sprachaufnahmen von deutschen Studierenden ausgewertet werden. Die Ergebnisse wer-den im Anschluss präsentiert und zunächst mit Resultaten von Kindern mit Französisch als L1 sowie anschließend mit Ergebnissen anderer Studien über Französischlernende verglichen.
Diese Masterarbeit beschreibt und evaluiert die im Rahmen der Arbeit entwickelten Erweiterungen zur Schellings Segregationsimulation. Der Nobelpreisträger Thomas C. Schelling simulierte als erster ab 1969 die Segregation. Die dabei entstandenen Ergebnisse erlaubten eine genauere Analyse der auftretenden Phänomene. Uri Wilensky, Mitarbeiter der "Northwestern University", entwickelte seit 1999 eine Segregationssimulation in NetLogo.
Im Rahmen meiner Masterarbeit habe ich das NetLogo-Model von Uri Wilensky in sechs unterschiedlichen Szenarien weiterentwickelt.
Systems to simulate crowd-behavior are used to simulate the evacuation of a crowd in case of an emergency. These systems are limited to the moving-patterns of a crowd and are generally not considering psychological and/or physical conditions. Changing behaviors within the crowd (e.g. by a person falling down) are not considered.
For that reason, this thesis will examine the psychological behavior and the physical impact of a crowd- member on the crowd. In order to do so, this study develops a real-time simulation for a crowd of people, adapted from a system for video games. This system contains a behavior-AI for agents. In order to show physical interaction between the agents and their environment as well as their movements, the physical representation of each agent is realized by using rigid bodies from a physics-engine. The movements of the agents have an additional navigation mesh and an algorithm for collision avoidance.
By developing a behavior-AI a physical and psychological state is reached. This state contains a psychological stress-level as well as a physical condition. The developed simulation is able to show physical impacts such as crowding and crushing of agents, interaction of agents with their environment as well as factors of stress.
By evaluating several tests of the simulation, this thesis examines whether the combination of physical and psychological impacts is implementable successfully. If so, this thesis will be able to give indications of an agent- behavior in dangerous and/or stressful situations as well as a valuation of the complex physical representation.
In this thesis, we deal with the question if challenge, flow and fun in computer games are related to each other, and which influence the motivational, psychological components motivation of success, motivation of failure and the chance of success do have. In addition, we want to know if a free choice in the level of difficulty is the optimal way to flow. To examine these theories, a study based on an online survey was executed, in which the participants played the game “flOw“. The results were evaluated with the help of a two-factorial analysis of variance with repeated measurement and tests on correlation. Thereby we found out that there actually exists a relation between challenge, flow and fun and that motivation does matter indirectly.
A service excellence culture is determined by various factors. Some factors are supporting the realization of a service excellence culture, others are more about to inhibit excellent service. The internal environment of the organisation is the foundation for excellent service. While the employees are known as the key of excellent service, it is up to the management to support their employees with a respective treatment. Especially empowerment and encouragement are known as supportive elements concerning service-orientated behaviour of the employees. The term internal excellence describes the optimal internal situation of the organisation for introducing a service excellence culture. Within an internal excellence, the front-line-employees are creating customer satisfaction and delight among the customers by working off the customers problems as well with standardized processes, as well as with innovative processes. An inhibiting factor is the complexity of the customers problems. With a rising complexity, it gets more difficult to solve the problem and to create customer satisfaction and customer delight. In the IT service industry, the complexity has a special impact. Due to the characteristics of the industry, encountered problems are often complicated and technical sophisticated. These individual characteristics lead to an increased complexity, the front-line-employees have to deal with. To manage this challenge, several measures have to be adopted. The service-employee can be supported by a clearly defined guideline, that includes all relevant steps of the service process. Additionally, a learning culture can be enhanced by creating a knowledge database, where service-cases are documented. The technical support of the service-employee by using special software tools is another measure, which supports the service excellence culture of the organisation.
This thesis presents a prototypical application for speech therapy as a therapeutical tool, simulating the articulation of German phonemes and the swallowing reflex. A special attention is given to a three-dimensional visualization of anatomical models of the pharyngolaryngeal region, which can be used in an interactive way. For examining the benefits of such an application in relation to conventional therapy mediums, the thesis considers iteratively the requirements of speech therapists.
One of the greatest goals in computer graphics is the aesthetic representation of objects. In addition to conventional methods, another field focuses on non-photorealistic renderings. The so-called example-based rendering is an area where users can transfer their art style to a pre-computed 3D rendering, using a hand-painted template. There are some algorithms that already provide impressive results, but their problem is that most of these procedures count as offline methods and are not able to produce results in real-time. For this reason, this work show a method that satisfies this condition. In addition, the influence of the run-time reduction on the results is investigated. Requirements are defined, to which the method and its results are examined. Other methods in this field are referenced and compared with their results.
This thesis deals with the development and evaluation of a concept of novel interaction with ubiquitous user interfaces. To accomplish the evaluation of this interaction concept, a prototype was implementated by using an existing head-mounted display solution and an android smartphone.
Furthermore, in the course of this thesis, a concrete use case for this prototype " the navigation through a city block with the aid of an electronic map " was developed and built as an executable application to help evaluate the quality of the interaction concept. Therefore, fundamental research results were achieved.
This thesis deals with Responsible Research and Innovation (RRI). The objectives of the work are to clarify the term RRI and to identify the current state of research in the field. RRI is a concept significantly shaped by the European Commission (EC). It is composed of responsibility, research and innovation, which will be considered individually to begin with. According to the definition by Clausen (2009) used here, responsibility is made up of a subject ("Who takes responsibility"), an object ("for what,"), one or several addressees ("to whom") and authorities ("and why?"). In the conceptual chapter of this thesis, the role of organisations as subjects of responsibility is grounded in the fact that they work toward a certain purpose. More importantly, though, society as an important addressee and authority of responsibility, increasingly calls for organisations to take responsibility for the consequences and wider impacts of their actions. The field of sustainability, with its pillars of economical, ecological and social issues, is considered a key object of responsibility. Innovation and research as an integral part of it are understood as complex processes aiming at reaching corporate goals in novel ways. By means of a literature analysis according to Webster & Watson (2002) the current state of research on RRI is explored. Most of the literature used is identified as conceptual in nature. Despite the great uncertainty that still prevails, four dimensions of RRI can be identified: Deliberation, Anticipation, Reflexivity, and Responsiveness. Taking into account the results of the literature review, the dimensions offered by the EC are classified as important activities rather than conceptual dimensions. Research and innovation in alignment with RRI involves stakeholders, particularly society, in the process right from the beginning. It also examines its potential impacts and continually reflects on its motivations and underlying values. The most important aspect is the adaptability of the process in response to the results from the other dimensions. All activities are based on responsibility and sustainability and are integrated through appropriate management and governance. In addition to conceptual work, little research has been done especially with regard to operationalisation and implementation of RRI. For the latter, the embedding in a stage-gate process according to Cooper (2010) is suggested here. However, the actual design of the conceptual dimensions still needs to be specified. In addition, overall awareness of RRI needs to be sharpened and a commitment to RRI made.
The application of artificial intelligences on digital games became more and more successful in recent years. A drawback is, that they need lots of computing power to achieve good results, the more complex the game, the more computing power is needed. In this thesis a strategy learning-system is implemented, which is based on crowd-learned heuristics. The heuristics are given in a wiki. The research is done according to the Design Science Research Methodology. The implemented system is allied to the game Dominion. To do this, an ontology for Dominion is designed. A mapping language is defined and implemented in the system, which allows the mapping of information in the wiki to an ontology. Furthermore, metrics to rate the found strategies are defined. Using the system, users can enter a mapping for the information transfer and apply it. They can also select cards from Dominion, for which the system determines and rates strategies. Finally, the system is evaluated by Dominion-players by rating the strategies, which are found by the system, and the defined metrics.
In this master thesis some new helpful features will be added to the Spanning Tree Simulator. This simulator was created by Andreas Sebastian Janke in his bachelor thesis [Jan10b] in 2010. It is possible to visualize networks which are defined in a configuration file. Each of them is a XML representation of a network consisting of switches and hosts. After loading such a file into the program it is possible to run the Spanning Tree Algorithm IEEE 802.1D. In contrast to the previous version only the switches are implemented as threads. When the algorithm is finished a spanning tree is built. This means, that messages cannot run into loops anymore. This is important because loops can cause a total breakdown of the communication in a network, if the running routing protocols cannot handle loops.
In a software reengineering task legacy systems are adapted computer-aided to new requirements. For this an efficient representation of all data and information is needed. TGraphs are a suitable representation because all vertices and edges are typed and may have attributes. Further more there exists a global sequence of all graph elements and for each vertex exists a sequence of all incidences. In this thesis the "Extractor Description Language" (EDL) was developed. It can be used to generate an extractor out of a syntax description, which is extended by semantic actions. The generated extractor can be used to create a TGraph representation of the input data. In contrast to classical parser generators EDL support ambiguous grammars, modularization, symbol table stacks and island grammars. These features simplify the creation of the syntax description. The collected requirements for EDL are used to determine an existing parser generator which is suitable to realize the requirements.
After that the syntax and semantics of EDL are described and implemented using the suitable parser generator. Following two extractors one for XML and one for Java are created with help of EDL. Finally the time they need to process some input data is measured.
Die Diskussion zum Thema Mindestlohn ist ein stets aktuelles und findet zur Jahreswende 2011/2012, in der diese Arbeit entstanden ist, von der Politik und Wirtschaft besonders viel Aufmerksamkeit. Die Aktualität dieses Themas und ihre Dynamik werden besonders darin bemerkbar, dass bei der Untersuchung der deutschen Literatur zu diesem Thema viele der Aussagen und Thesen nicht mehr zutreffen. Das eingangs aufgeführte Zitat von der amtierenden Bundesministerin für Arbeit und Soziales, Ursula von der Leyen, bringt zum Ausdruck, dass mittlerweile in der Politik ein Konsens darüber existiert, dass vollzeitbeschäftigte Arbeitnehmer in der Lage sein müssen, ihren Lebensunterhalt aus ihrem Einkommen zu sichern. Dies stellt für die christlich-demokratische Regierungspartei einen Dogmenwechsel dar. Während die CDU in den letzten Jahrzehnten auf die Tarifbindung gesetzt und einen Mindestlohn kategorisch abgelehnt hat, geht sie nun dazu über, Lohnuntergrenzen für alle Branchen zum Ziel ihrer Regierungsarbeit zu machen. Dies ist in starkem Maße darauf zurückzuführen, dass auf dem Arbeitsmarkt in den letzten Jahren die Lohnspreizung, die traditionell in Deutschland niedrig war, eine stark divergente Entwicklung genommen hat.
Ein weiterer Grund ist die abnehmende Rolle der Tarifbindung der letzten Jahre. Die Folge dieser Entwicklungen ist, dass 1,2 Millionen Menschen, somit vier Prozent der Beschäftigten, für Löhne unter fünf Euro. Weitere 2,2 Millionen Menschen arbeiten für Stundenlöhne unter sechs Euro, 3,7 Millionen Menschen verdienen unter sieben Euro und 5,1 Millionen Menschen arbeiten für Löhne unter acht Die Frage inwieweit ein Leben in Würde unter diesen Voraussetzungen möglich ist, beschäftigt große Teile der Gesellschaft. Denn damit sind das Volumen und die Lohnhöhe des Niedriglohnsektors auf ein Niveau gesunken, welche gesellschaftlich und politisch nicht mehr einfach zu vertreten sind. Zur Abwendung dieser Entwicklung wird das wirtschaftspolitische Instrument Mindestlohn, als probates Mittel, häufig in die Diskussion gebracht. So haben in der Vergangenheit viele Staaten den Mindestlohn auf unterschiedliche Art eingesetzt. Die Einführung eines flächendeckenden Mindestlohns in der Bundesrepublik wird vor allem mit den folgenden Zielen befürwortet.
Der Mindestlohn soll zum einen gewährleisten, dass Vollzeitbeschäftigte ein Einkommen erzielen, dass mindestens ihrem soziokulturellen Existenzminimum entspricht. Andererseits soll die Einführung des Mindestlohns die Notwendigkeit des Aufstockens mit dem Arbeitslosengeld II hemmen und somit die öffentlichen Kassen entlasten. Die Gegner des Mindestlohns lehnen die Einführung eines flächendeckenden allgemeinverbindlichen Mindestlohns, vor allem aufgrund arbeitsmarkttheoretischer Überlegungen, kategorisch ab. Diese vertreten die Ansicht, dass die Mechanismen des Arbeitsmarktes eine selbstregulierende Wirkung besitzen und ergänzt um die Tarifautonomie ausreichend geregelt sind. Eine drohende Vernichtung bestehender Arbeitsplätze und eine ausbleibende Schaffung neuer Arbeitsplätze werden als Folge der Einführung von Mindestlohn weiterhin argumentiert.
Hinzu kommt, dass in der Theorie je nach Denkschule und Position eine entgegengesetzte Auswirkung auf den Arbeitsmarkt prognostiziert werden kann. Vor dem Hintergrund der aktuellen Debatte untersucht die vorliegende Arbeit die Auswirkung der Einführung eines Mindestlohns. Um eine objektive Wertung für die vorliegende Problemstellung zu finden, wird mit Hilfe von Netlogo die computergestützte agentenbasierte Simulation benutzt. Anhand eines fiktiven Marktes mit fiktiven Akteuren/"Agenten" wird der Versuch unternommen, eine modellhafte Darstellung des Arbeitsmarktes abzubilden. Insbesondere soll untersucht werden, inwieweit die Einführung eines Mindestlohns, branchenspezifisch oder flächendeckend, den Beschäftigungsgrad und die Höhe der Löhne beeinflusst.
In current research of the autonomous mobile robots, path planning is still a very important issue.
This master's thesis deals with various path planning algorithms for the navigation of such mobile systems. This is not only to determine a collision-free trajectory from one point to another. The path should still be optimal and comply with all vehicle-given constraints. Especially the autonomous driving in an unknown and dynamic environment poses a major challenge, because a closed-loop control is necessary and thus a certain dynamic of the planner is demanded.
In this paper, two types of algorithms are presented. First, the path planner, based on A*, which is a common graph search algorithm: A*, Anytime Repairing A*, Lifelong Planning A*, D* Lite, Field D*, hybrid A*. Second, the algorithms which are based on the probabilistic planning algorithm Rapidly-exploring Random Tree (Rapidly-exploring Random Tree, RRT*, Lifelong Planning RRT*), as well as some extensions and heuristics. In addition, methods for collision avoidance and path smoothing are presented. Finally, these different algorithms are evaluated and compared with each other.
Today, augmented reality is becoming more and more important in several areas like industrial sectors, medicine, or tourism. This gain of importance can easily be explained by its powerful extension of real world content. Therefore, augmented realty became a way to explain and enhance the real world information. Yet, to create a system which can enhance a scene with additional information, the relation between the system and the real world must be known. In order to establish this relationship a commonly used method is optical tracking. The system calculates its relation to the real world from camera images. To do so, a reference which is known is needed in the scene to serve as an orientation. Today, this is mostly a 2D-marker or a 2D-texture. These are placed in the real world scenery to serve as a reference. But, this is an intrusion in the scene. That is why it is desirable that the system works without such an additional aid. An strategy without manipulating the scene is object-tracking. In this approach, any object from the scene can be used as a reference for the system. As an object is far more complex than a marker, it is harder for the system to establish its relationship with the real world. That is why most methods for 3D-object-tracking reduce the object by not using the whole object as reference. The focus of this thesis is to research how a whole object can be used as a reference in a way that either the system or the camera can be moved in any 360 degree angle around the object without loosing the relation to the real world. As a basis the augmented reality framework, the so called VisionLib, is used. Extensions to this system for 360 degree tracking are implemented in different ways and analyzed in the scope of this work. Also, the different extensions are compared. The best results were achieved by improving the reinitialization process. With this extension, current camera images of the scene are given to the system. With the hek of these images, the system can calculate the relation to the real world faster in case the relation went missing.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wird ein umfassender Überblick über die Vielfalt der Sicherheitsmodelle gegeben, indem ausgewählte Sicherheitsmodelle beschrieben, klassifiziert und miteinander verglichen werden.
Sicherheitsmodelle beschreiben in einer abstrakten Weise die sicherheitsrelevanten
Komponenten und Zusammenhänge eines Systems. Mit den Sicherheitsmodellen können komplexe Sachverhalte veranschaulicht und analysiert werden.
Da Sicherheitsmodelle unterschiedliche Sicherheitsaspekte behandeln, beschäftigt
sich diese Arbeit mit der Ausarbeitung eines Klassifizierungsschemas, welches
die strukturelle und konzeptuelle Besonderheiten der Modelle in Bezug auf die zugrundeliegenden Sicherheitsaspekte beschreibt. Im Rahmen des Klassifizierungsschemas werden die drei grundlegenden Modellklassen gebildet: Zugriffskontrollmodelle, Informationsflussmodelle und Transaktionsmodelle.
Sicherheitsmodelle werden in einem direkten und indirekten Vergleich gegenüber gestellt. Im letzten Fall werden sie einer oder mehrerer Modellklassen des Klassifizierungsschemas zugeordnet. Diese Klassifizierung erlaubt, Aussagen über die betrachteten Sicherheitsaspekte und die strukturellen bzw. konzeptuellen Besonderheiten eines Sicherheitsmodells in Bezug auf die anderen Sicherheitsmodelle
zu machen.
Beim direkten Vergleich werden anhand der ausgewählten Kriterien die Eigenschaften
und Aspekte der Sicherheitsmodelle orthogonal zu den Modellklassen
betrachtet.
Die vorliegende Masterarbeit thematisiert die Evaluation einer sprachgesteuerten Lösung in der Produktion mit multimodaler Eingabe. Dabei wurden die Usability und die Benut-zerfreundlichkeit eines gewählten Sprachdialogsystems bewertet. Die Bewertung wurde mit Hilfe von Benutzertests und eines modifizierten SASSI-Fragebogens durchgeführt. Weiterhin wurden auch technische Kriterien, wie die Wortfehlerrate und die Out-of-grammar Rate zur Hilfe gezogen. Für den Versuch wurden zwei verschiedene Szenarien aus einer realen Produktionsum-gebung definiert. Dabei sollten die Teilnehmer verschiedene Aufgaben mit Hilfe des Testsystems erledigen. Die Interaktion mit dem Sprachdialogsystem fand anhand von ge-sprochenen Befehlen statt, welche durch eine Grammatik definiert wurden. Die Sprach-kommandos wurden durch die Zuhilfenahme eines WLAN-Headsets an das Sprachsys-tem übertragen. Während des Versuchs wurden Aussagen der Teilnehmer protokolliert und die technischen Kriterien notiert.
Das Ergebnis der Evaluation verdeutlicht, dass das Sprachdialogsystem eine hohe Quali-tät bezüglich Usability und Benutzerfreundlichkeit aufweist. Dabei sind die Wortfehler-rate und die Out-of-grammar Rate sehr niedrig ausgefallen und das System wurde von den Benutzern deutlich positiv bewertet. Nichtsdestotrotz wurden einige Kritikpunkte ge-nannt, die zu einer Verbesserung des Systems beitragen können.
Opinion Mining
(2010)
Das Opinion Mining stellt eine Methode dar, mit der Meinungen aus dem WWW gefiltert und intelligent aufbereitet werden können, um Stimmungsanalysen zu einzelnen Produkten und Dienstleistungen zu erstellen. Opionion Mining bietet den Unternehmen somit eine innovative Möglichkeit, ihre Marketingkommmunikation planbarer und wirkungsvoller zu gestalten und ein deutlich erhöhtes Maß an Involvement und Relevanz innerhalb bestimmter Zielgruppen zu erreichen. Zunächst werden die theoretischen Grundlagen des Web 2.0 und relevanter Methoden der Business Intelligence erläutert. Die empirische Untersuchung bildet den Schwerpunkt der Arbeit. Auf die Entwicklung eines Vorgehensmodells folgt die praktische Anwendung dieses Modells auf ein Produkt. Die Ergebnisse werden im Review-Scan im Hinblick auf Forschung und Praxis ausgewertet und diskutiert.
Zusätzlich zum Rendern wird die Rechenleistung moderner Grafikkarten immer häufiger auch für allgemeine Berechnungen (GPGPU) genutzt. Für die Umsetzung stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, die von der Verwendung der Renderingpipeline bis zu eigenständigen Schnittstellen reichen. In dieser Arbeit werden mit Render-To-Texture, Transform Feedback, Compute Shader und OpenCL vier verschiedene GPGPU-Methoden untersucht. Anhand von Partikelsystemen werden sie hinsichtlich der benötigten Berechnungszeit, der GPU-Auslastung, Lines of Code und Portierbarkeit miteinander verglichen. Dazu wurden sowohl das N-Körper Problem, Smoothed Particle Hydrodynamics und ein Partikelschwarm als Partikelsysteme umgesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass insbesondere OpenCL und Compute Shader sehr gute Ergebnisse liefern.
Pedestrian Detection in digital images is a task of huge importance for the development of automaticsystems and in improving the interaction of computer systems with their environment. The challenges such a system has to overcome are the high variance of the pedestrians to be recognized and the unstructured environment. For this thesis, a complete system for pedestrian detection was implemented according to a state of the art technique. A novel insight about precomputing the Color Self-Similarity accelerates the computations by a factor of four. The complete detection system is described and evaluated, and was published under an open source license.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Betrachtung der Rolle von Vertrauen zwischen den Kapitalnehmern und Kapitalgebern auf einer der größten Crowdfunding-Plattformen, Kickstarter. Kernthema ist die Beantwortung der Forschungsfragen, wie das Vertrauen zwischen den Kapitalgebern und Kapitalnehmern im Kontext von Crowdfunding entsteht, welche Faktoren das Maß von Vertrauen in dieser Beziehung beeinflussen und welche Signale für die Vertrauensbildung verantwortlich sind. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, das von Zerwas, Kilian und von Kortzfleisch 2015 vorgestellte konzeptuelle Modell der Einflussfaktoren von Vertrauen im Kontext von Crowdfunding aus Sicht der Kapitalgeber zu überprüfen und gegebenenfalls zu erweitern.
Auf Grundlage einer Literaturrecherche und qualitativer, leitfadenorientierter Interviews werden die gesammelten Daten diskutiert, bestehende Faktoren verifiziert und weiterführend neue Faktoren und Signale identifiziert, die die Bildung von Vertrauen auf Crowdfunding-Plattformen beeinflussen.
Als Ergebnis werden die Überarbeitung sowie Erweiterung des Ausgangsmodells um die neuen Faktoren geographische Nähe, Vermittlerqualität und Verständnis vom Konzept Crowdfunding vorgeschlagen. Anhand der Häufigkeit der Erwähnung und Relevanz der Faktoren und beeinflussenden Signale in den durchgeführten Interviews wird weiterführend eine Gewichtung der Einzelfaktoren vorgenommen. Abschließend werden Implikationen und Bedeutung für Wissenschaft und Forschung diskutiert.
One of the fundamental decisions during the development of any system is the representation of data. In computer graphics, objects are usually represented as sets of triangles. There are however many different variants with their own strengths and weaknesses. This thesis will explore distancefields as a representation for objects. Distancefields are functions, which map every point in space to the distance to the closest surface point. While this description is very simple, a number of interesting properties can be derived, allowing for a multitude of shapes, operations and effects. An overview of the necessary background and methods is given. Furthermore, some extended or new approaches are presented, such as displaying implicit surfaces, approximating indirect illumination or implementing a GPU tracer.
Im Bereich Augmented Reality ist es von großer Bedeutung, dass virtuelle
Objekte möglichst realistisch in ein Kamerabild eingebettet werden. Nur
so ist es möglich, dem Nutzer eine immersive Erfahrung zu bieten. Dazu
gehört unter anderem, Verdeckung dieser Objekte korrekt zu behandeln.
Während schon verschiedene Ansätze existieren, dieses Verdeckungsproblem
zu beheben, wird in dieser Arbeit eine Lösung mittels Natural Image
Matting vorgestellt. Mit Hilfe einer Tiefenkamera wird das Kamerabild in
Vorder- und Hintergrund aufgeteilt und anschließend das virtuelle Objekt
im Bild platziert. Für Bereiche, in denen die Zugehörigkeit zu Vorder- oder
Hintergrund nicht eindeutig ist, wird anhand bekannter Pixel ein Transparenz-
Wert geschätzt. Es werden Methoden präsentiert, welche einen
Ablauf des Image Matting in Echtzeit ermöglichen. Zudem werden
Verbesserungsmöglichkeiten dieser Methoden präsentiert und gezeigt, dass
durch diese eine höhere Bildqualität für schwierige Szenen erreicht wird.
Im Rahmen des "Design Thinking"-Prozesses kommen unterschiedliche Varianten kreativitätsfördernder Techniken zum Einsatz. Aufgrund der zunehmenden Globalisierung ergeben sich immer häufiger Kollaborationen, bei denen sich die jeweiligen Projektteilnehmer an verteilten Standorten befinden. Somit erweist sich die Digitalisierung des Design-Prozesses als durchaus erstrebenswert. Ziel der hier vorliegenden Untersuchung ist daher die Erstellung eines Bewertungsschemas, welches die Eignung digitaler Kreativitätstechniken in Bezug auf das "Entrepreneurial Design Thinking" misst. Des Weiteren soll geprüft werden, inwiefern sich der Einsatz von e-Learning-Systemen in Kombination mit der Verwendung digitaler Kreativitätstechniken eignet. Diese Prüfung soll am Beispiel der e-Learning Software "WebCT" konkretisiert werden. Hieraus ergibt sich die folgende Fragestellung: Welche digitalen Kreativitätstechniken eignen sich für die Anwendung im Bereich des "Entrepreneurial Design Thinkings" unter Einsatz der e-Learning Plattform "WebCT"? Zunächst wird eine Literaturanalyse bezüglich des "Entrepreneurial Design Thinkings", der klassische und digitale Kreativitätstechniken sowie des Arbeitens in Gruppen, was auch das Content Management, e-Learning-Systeme und die Plattform "WebCT" beinhaltet, durchgeführt. Im Anschluss daran wird eine qualitative Untersuchung durchgeführt. Auf Basis bereits bestehender Literatur, soll ein Bewertungsschema erstellt werden, welches misst, welche der behandelten digitalen Kreativitätstechniken für den Einsatz im "Entrepreneurial Design Thinking" am besten geeignet ist. Darauf aufbauend erfolgt die Verknüpfung des digitalisierten "Design Thinking"-Prozesses mit der e-Learning Plattform "WebCT". Abschließend wird diskutiert, in wie fern diese Zusammenführung als sinnvoll erachtet werden kann.
Einfluss eines Ausrichtungswerkzeugs auf die Bedienbarkeit in unbeaufsichtigten Eyetrackingsystemen
(2015)
Eye gaze trackers are devices that can estimate the direction of gaze of a person. Among usability testing eye tracking also allows persons with decreased limb mobility to control or to interact with the computer. The quality and availability of eye tracking equipment has been increasing while costs have been decreasing. This development leads to entering new markets by using eye tracking as an additional input dimension for a variety of applications. Up to now eye tracking has been supervised by qualified experts, who assured that the important conditions like position in front of the eye tracking device, calibration and light conditions has been kept, while using.
This thesis examines an adjustment tool, which is helping the user to adjust in front of the eye tracker and helping to keep this position during the experiment. Furthermore the accuracy while moving the head has been analysed. In this experiment an remote eye gaze tracker has been used to control a game character in the video game called 'Schau Genau!'. The goal was to determine whether the game is playable without the barrier of adjusting and calibration. The results show that adjusting in front of an eye tracker is not a problem, keeping this position is. Small changes of the head position after the calibration process leads to a lack of accuracy. Giving up the calibration and using someone else calibration shows way bigger deviation. Additional head movement increases error rate and makes controlling more difficult.
Human detection is a key element for human-robot interaction. More and more robots are used in human environments, and are expected to react to the behavior of people. Before a robot can interact with a person, it must be able to detect it at first. This thesis presents a system for the detection of humans and their hands using a RGB-D camera. First, a model based hypotheses for possible positions of humans are created to recognize a person. By using the upper parts of the body are used to extract, new features based on relief and width of a person- head and shoulders are extracted. The hypotheses are checked by classifying the features with a support vector machine (SVM). The system is able to detect people in different poses. Both sitting and standing humans are found, by using the visible upper parts of the person. Moreover, the system is able to recognize if a human is facing or averting the sensor. If the human is facing the sensor, the color information and the distance between hand and body are used to detect the positions of the person- hands. This information is useful for gestures recognition and thus can further enhances human-robot interaction.
The goal of simulations in computergraphics is the simulation of realistic phenomena of materials. Therefore, internal and external acting forces are accumulated in each timestep. From those, new velocities get calculated that ultimately change the positions of geometry or particles. Position Based Dynamics omits thie velocity layer and directly works on the positions. Constraints are a set of rules defining the simulated material. Those rules must not be violated throughout the simulation. If this happens, the violating positions get changed so that the constraints get fullfilled once again. In this work a PBD-framework gets implemented, that allows simulations of solids and fluids. Constraints get solved using GPU implementations of Gauss-Seidel and Gauss-Jakobi solvers. Results are physically plausible simulations that are real-time capable.
Es wird ein Augmented-Reality Ansatz zur Erforschung modularer OSGi-Softwaresysteme präsentiert. Der Prototyp wird unter der Verwendung der Microsoft HoloLens implementiert. Module, wie Komponenten und Packages, werden in einer virtuellen Stadt dargestellt. Dieser Ansatz ermöglicht es dem Anwender, die Software-Architektur mittels intuitiver Navigation zu erkunden: Spracheingabe, Blickpunkt- und Gestenkontrolle. Eine multifunktionale Benutzeroberfläche wird vorgestellt, die für verschiedene Zielgruppen adaptiert werden kann. Viele veröffentlichte Visualisierungen weisen keine klare Zielgruppendefinition auf. Das Konzept kann leicht auf andere Darstellungsformen, wie beispielsweise der Inselmetapher übertragen werden. Erste Ergebnisse einer Evaluierung, die mittels kleiner strukturierter Interviews gewonnen werden konnten, werden präsentiert. Die Probanden mussten vier Programm-verständnis Aufgaben lösen und ihren Aufwand, sowie ihre Arbeitsbelastung einschätzen. Die Ergebnisse bilden eine gute Grundlage für weitere Forschung im Bereich der Software- Visualisierung in Augmented Reality.
Stylized image triangulation
(2019)
Stylized image triangulation is a popular tool of image processing. Results can be found on magazine covers or bought as a piece of art. Common use cases are filters by mobile apps or programs dedicated to automated triangulation. This thesis is based upon a paper that achieves new results formulating the adaptive dynamic triangulation as optimization problem. With this approach, new results concerning visual and technical quality are accomplished. One aim of this thesis is to make this approach accessible to as many users as possible. To reach users, a mobile app called Mesh is designed and implemented. A client-host-system is presented which relieves the app from computing the result requiring a lot of resources. Therefore, transferring the approach to a CPU based solution is part of the thesis. Also, a webserver is implemented that handles the communication between app and algorithm. “Mesh” enables the user to send a arbitrary image to the server whose result can be downloaded.
Part of the research deals with optimizing the method. As the main step, the gradient descent method, which minimizes an approximation error, is examined with three different approaches re-defining the movement of a point: The limitation of the directions of movement in a meaningful manner, diagonal directions and a dynamically repositioning of points are analyzed. Results show no improvement of visual quality using diagonal instead of horizontal and vertical steps. Disallowing a point to take its last position, the limitation of step opportunities results in a loss of visual quality but reaches an intended global error earlier. The dynamically repositioning rests upon a vectorbased solution that weights the directions and applies a factor to each of them. This results in a longer computational time but also in a higher visual quality.
Inspired by the work of Josh Bryan, another part of research aims at imitating an artists style. With the use of pseudo-random events combined with a geometryshader, a more natural look shall be achieved. This method illustrates a way of adding minor details to a rendering. To imitate an artist's work, a more complex and more precise triangulation is needed. As the last aspect, a renderstyle is presented. The style uses a center for its effect moving the triangles of a triangulation apart. The arbitrary choice of placing the centrum enables the renderstyle to be used in animations.
In this master's thesis the principle of hybrid ray tracing, consisting of a rasterization pipeline which includes ray tracing techniques for certain effects, is explained and the implementation of an application which uses a hybrid approach in which ray tracing is used to calculate shadows, ambient occlusion, and reflections and combines those with direct lighting is documented and explained. Hybrid ray tracing is based on the idea of combining the performance and flexibility of rasterization-based approaches with ray tracing to overcome the limitation of not being able to access the complete surrounding geometry at any point in the scene.
While describing the implementation of said application, the RTX API which is being used for ray tracing is explained as well Vulkan, the graphics API used.
Based on the results and the insights gained while using the RTX API, it is assessed in regards of its usage scenarios and technical sophistication.
Heat exchangers are used for thickening of various products or desalination of saltwater. Nevertheless, they are used as cooling unit in industries. Thereby, the stainless steel heat transferring elements get in contact with microorganism containing media, such as river water or saltwater, and corrode. After at least two years of utilization the material is covered with bacterial slime called biofilm. This process is called biofouling and causes loss in efficiency and creates huge costs depending on cleaning technique and efficiency. Cleaning a heat exchanger is very expensive and time consuming. It only can be done while the device is out of business.
Changing the surface properties of materials is the best and easiest way to lengthen the initial phase of biofilm formation. This leads to less biofouling (Mogha et al. 2014).
Thin polymer films as novel materials have less costs in production than stainless steel and are easy to handle. Furthermore, they can be functionalzed easily and can be bougth in different sizes all over the world. Because of this, they can reduce the costs of cleaning techniques and lead to a longer high efficiency state of the heat exchanger. If the efficiency of the heat exchanger decreases, the thin polymer films can be replaced.
For a successful investigation of the microbial and the process engineering challenges a cooperation of Technical University of Kaiserslautern (chair of seperation science and technology) and University of Koblenz-Landau (working goup microbiology) was established.
The aim of this work was design engineering and production of a reactor for investigation of biofouling taking place on thin polymeric films and stainless steel. Furthermore, an experimental design has to be established. Several requirements have to be applied for these tasks. Therefore, a real heat exchanger is downscaled, so the process parameters are at least comparable. There are many commercial flow cell kits available. Reducing the costs by selfassembling increased the number of samples, so there is a basis for statistic analysis. In addition, fast and minimal invasive online-in-situ microscopy and Raman spectroscopy can be performed. By creating laminary flow and using a weir we implemented homogenous inflow to the reactors. Reproduceable data on biomass and cell number were created.
The assessment of biomass and cell number is well established for drinking water analysis. Epifluorescense microscopy and gravimetric determination are the basic techniques for this work, too. Differences in cell number and biomass between surface modifications and materials are quantified and statistically analysed.
The wildtype strain Escherichia coli K12 and an inoculum of 500 ml fresh water were used to describe the biofouling of the films. Thereby, we generated data with natural bacterial community in unknown media properties and data with well known media properties, so the technical relevance of the data is given.
Free surface energy and surface roughness are the first attachment hurdles for bacteria. These parameters were measured according to DIN 55660 and DIN EN ISO 4287. The materials science data were correlated with the number of cells and the biomass. This correlation acts as basal link of biofouling as biological induced parameter to the material properties. Material properties for reducing the biofouling can be prospected.
By using Raman spectroscopy as a cutting edge method future investigations could be shortened. If biomass or cell number can be linked with the spectra, new functional materials can be investigated in a short time.
Data Mining im Fußball
(2014)
The term Data Mining is used to describe applications that can be applied to extract useful information from large datasets. Since the 2011/2012 season of the german soccer league, extensive data from the first and second Bundesliga have been recorded and stored. Up to 2000 events are recorded for each game.
The question arises, whether it is possible to use Data Mining to extract patterns from this extensive data which could be useful to soccer clubs.
In this thesis, Data Mining is applied to the data of the first Bundesliga to measure the value of individual soccer players for their club. For this purpose, the state of the art and the available data are described. Furthermore, classification, regression analysis and clustering are applied to the available data. This thesis focuses on qualitative characteristics of soccer players like the nomination for the national squad or the marks players get for their playing performance. Additionally this thesis considers the playing style of the available players and examines if it is possible to make predictions for upcoming seasons. The value of individual players is determined by using regression analysis and a combination of cluster analysis and regression analysis.
Even though not all applications can achieve sufficient results, this thesis shows that Data Mining has the potential to be applied to soccer data. The value of a player can be measured with the help of the two approaches, allowing simple visualization of the importance of a player for his club.