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In der Masterthesis von Benjamin Waldmann mit dem Titel „Flusskrebse in Deutschland – Aktueller Stand der Verbreitung heimischer und invasiver gebietsfremder Flusskrebse in Deutschland; Überblick über die erfolgten Schutzmaßnahmen und den damit verbundenen Erfahrungen; Vernetzung der Akteure im Flusskrebsschutz“ wurden erstmals für alle heimischen wie gebietsfremden Flusskrebsarten (Zehnfußkrebse) Verbreitungskarten für Deutschland vorgelegt. Grundlage der Arbeit waren umfangreiche Recherchen und Abfragen zur Verbreitung der Arten in den Bundesländern bei den zuständigen Behörden, Institutionen, Artexperten und Privatpersonen. Die Rohdaten wurden qualitätsgesichert und in einem Geoinformationssystem aufbereitet und dargestellt, so dass daraus bundesweite Verbreitungskarten für jede Art in einem zehn Kilometerraster (UTM-Gitter im Bezugssystem ETRS89) erstellt werden konnten. Darüber hinaus wurden, ebenfalls auf Basis umfangreicher Recherchen und Abfragen, die unterschiedlichen Möglichkeiten für Schutzmaßnahmen für heimische Flusskrebspopulationen aufgezeigt, bewertet und daraus Empfehlungen abgeleitet. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf das Management invasiver gebietsfremder Flusskrebsarten sowie der Umgang mit der Tierseuche Krebspest (Aphanomyces astaci) gelegt. Abschließend wurden Empfehlungen zur Vernetzung der Akteure im Flusskrebsschutz gegeben sowie die Ansprechpartner:innen in den einzelnen Bundesländern aufgeführt.
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.
Advanced Auditing of Inconsistencies in Declarative Process Models using Clustering Algorithms
(2021)
To have a compliant business process of an organization, it is essential to ensure a onsistent process. The measure of checking if a process is consistent or not depends on the business rules of a process. If the process adheres to these business rules, then the process is compliant and efficient. For huge processes, this is quite a challenge. Having an inconsistency in a process can yield very quickly to a non-functional process, and that’s a severe problem for organizations. This thesis presents a novel auditing approach for handling inconsistencies from a post-execution perspective. The tool identifies the run-time inconsistencies and visualizes them in heatmaps. These plots aim to help modelers observe the most problematic constraints and help them make the right remodeling decisions. The modelers assisted with many variables can be set in the tool to see a different representation of heatmaps that help grasp all the perspectives of the problem. The heatmap sort and shows the run-time inconsistency patterns, so that modeler can decide which constraints are highly problematic and should address a re-model. The tool can be applied to real-life data sets in a reasonable run-time.
Point Rendering
(2021)
In this thesis different methods for rendering point data are shown and compared with each other. The methods can be divided into two categories. For one visual methods are introduced that strictly deal with the displaying of point primitves. The main problem here lies in the depiction of surfaces since point data, unlike traditional triangle meshes, doesn't contain any connectivity information. On the other hand data strucutres are shown that enable real-time rendering of large point clouds. Point clouds often contain large amounts of data since they are mostly generated through 3D scanning processes such as laser scanning and photogrammetry.
In this thesis, the performance of the IceCube projects photon propagation
code (clsim) is optimized. The process of GPU code analysis and perfor-
mance optimization is described in detail. When run on the same hard-
ware, the new version achieves a speedup of about 3x over the original
implementation. Comparing the unmodified code on hardware currently
used by IceCube (NVIDIA GTX 1080) against the optimized version run on
a recent GPU (NVIDIA A100) a speedup of about 9.23x is observed. All
changes made to the code are shown and their performance impact as well
as the implications for simulation accuracy are discussed individually.
The approach taken for optimization is then generalized into a recipe.
Programmers can use it as a guide, when approaching large and complex
GPU programs. In addition, the per warp job-queue, a design pattern used
for load balancing among threads in a CUDA thread block, is discussed in
detail.
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.
This thesis focuses on approximate inference in assumption-based argumentation frameworks. Argumentation provides a significant idea in the computerization of theoretical and practical reasoning in AI. And it has a close connection with AI, engaging in arguments to perform scientific reasoning. The fundamental approach in this field is abstract argumentation frameworks developed by Dung. Assumption-based argumentation can be regarded as an instance of abstract argumentation with structured arguments. When facing a large scale of data, a challenge of reasoning in assumption-based argumentation is how to construct arguments and resolve attacks over a given claim with minimal cost of computation and acceptable accuracy at the same time. This thesis proposes and investigates approximate methods that randomly select and construct samples of frameworks based on graphical dispute derivations to solve this problem. The presented approach aims to improve reasoning performance and get an acceptable trade-off between computational time and accuracy. The evaluation shows that for reasoning in assumption-based argumentation, in general, the running time is reduced with the cost of slightly low accuracy by randomly sampling and constructing inference rules for potential arguments over a query.
The Material Point Method (MPM) has proven to be a very capable simulation method in computer graphics that is able to model materials that were previously very challenging to animate [1, 2]. Apart from simulating singular materials, the simulation of multiple materials that interact with each other introduces new challenges. This is the focus of this thesis. It will be shown that the self-collision capabilities of the MPM can naturally handle multiple materials interacting in the same scene on a collision basis, even if the materials use distinct constitutive models. This is then extended by porous interaction of materials as in[3], which also integrates easily with MPM.It will furthermore be shown that regular single-grid MPM can be viewed as a subset of this multi-grid approach, meaning that its behavior can also be achieved if multiple grids are used. The porous interaction is generalized to arbitrary materials and freely changeable material interaction terms, yielding a flexible, user-controllable framework that is independent of specific constitutive models. The framework is implemented on the GPU in a straightforward and simple way and takes advantage of the rasterization pipeline to resolve write-conflicts, resulting in a portable implementation with wide hardware support, unlike other approaches such as [4].
„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.
The industry standard Decision Model and Notation (DMN) has enabled a new way for the formalization of business rules since 2015. Here, rules are modeled in so-called decision tables, which are defined by input columns and output columns. Furthermore, decisions are arranged in a graph-like structure (DRD level), which creates dependencies between them. With a given input, the decisions now can be requested by appropriate systems. Thereby, activated rules produce output for future use. However, modeling mistakes produces erroneous models, which can occur in the decision tables as well as at the DRD level. According to the Design Science Research Methodology, this thesis introduces an implementation of a verification prototype for the detection and resolution of these errors while the modeling phase. Therefore, presented basics provide the needed theoretical foundation for the development of the tool. This thesis further presents the architecture of the tool and the implemented verification capabilities. Finally, the created prototype is evaluated.
On-screen interactive presentations have got immense popularity in the domain of attentive interfaces recently. These attentive screens adapt their behavior according to the user's visual attention. This thesis aims to introduce an application that would enable these attentive interfaces to change their behavior not just according to the gaze data but also facial features and expressions. The modern era requires new ways of communications and publications for advertisement. These ads need to be more specific according to people's interests, age, and gender. When advertising, it's important to get a reaction from the user but not every user is interested in providing feedback. In such a context more, advance techniques are required that would collect user's feedback effortlessly. The main problem this thesis intends to resolve is, to apply advanced techniques of gaze and face recognition to collect data about user's reactions towards different ads being played on interactive screens. We aim to create an application that enables attentive screens to detect a person's facial features, expressions, and eye gaze. With eye gaze data we can determine the interests and with facial features, age and gender can be specified. All this information will help in optimizing the advertisements.
Blockchain in Healthcare
(2020)
The underlying characteristics of blockchain can facilitate data provenance, data integrity, data security, and data management. It has the potential to transform the healthcare sector. Since the introduction of Bitcoin in the fintech industry, the blcockhain technology has been gaining a lot of traction and its purpose is not just limited to finance. This thesis highlights the inner workings of blockchain technology and its application areas with possible existing solutions. Blockchain could lay the path for a new revolution in conventional healthcare systems. We presented how individual sectors within the healthcare industry could use blockchain and what solution persists. Also, we have presented our own concept to improve the existing paper-based prescription management system which is based on Hyperledger framework. The results of this work suggest that healthcare can benefit from blockchain technology bringing in the new ways patients can be treated.
Since the invention of U-net architecture in 2015, convolutional networks based on its encoder-decoder approach significantly improved results in image analysis challenges. It has been proven that such architectures can also be successfully applied in different domains by winning numerous championships in recent years. Also, the transfer learning technique created an opportunity to push state-of-the-art benchmarks to a higher level. Using this approach is beneficial for the medical domain, as collecting datasets is generally a difficult and expensive process.
In this thesis, we address the task of semantic segmentation with Deep Learning and make three main contributions and release experimental results that have practical value for medical imaging.
First, we evaluate the performance of four neural network architectures on the dataset of the cervical spine MRI scans. Second, we use transfer learning from models trained on the Imagenet dataset and compare it to randomly initialized networks. Third, we evaluate models trained on the bias field corrected and raw MRI data. All code to reproduce results is publicly available online.
Constituent parsing attempts to extract syntactic structure from a sentence. These parsing systems are helpful in many NLP applications such as grammar checking, question answering, and information extraction. This thesis work is about implementing a constituent parser for German language using neural networks. Over the past, recurrent neural networks have been used in building a parser and also many NLP applications. In this, self-attention neural network modules are used intensively to understand sentences effectively. With multilayered self-attention networks, constituent parsing achieves 93.68% F1 score. This is improved even further by using both character and word embeddings as a representation of the input. An F1 score of 94.10% was the best achieved by constituent parser using only the dataset provided. With the help of external datasets such as German Wikipedia, pre-trained ELMo models are used along with self-attention networks achieving 95.87% F1 score.
Thesis is devoted to the topic of challenges and solutions for human resources management (HRM) in international organizations. The aim is to investigate methodological approaches to assessment of HRM challenges and solutions, and to apply them on practice, to develop ways of improvement of HRM of a particular enterprise. The practical research question investigated is “Is the Ongoing Professional Development – Strategic HRM (OPD-SHRM) model a better solution for HRM system of PrJSC “Philip Morris Ukraine”?”
To achieve the aim of this work and to answer the research question, we have studied theoretical approaches to explaining and assessing HRM in section 1, analyzed HRM system of an international enterprise in section 2, and then synthesized theory and practice to find intersection points in section 3.
Research findings indicate that the main challenge of HRM is to balance between individual and organizational interests. Implementation of OPD-SHRM is one of the solutions. Switching focus from satisfaction towards success will bring both tangible and intangible benefits for individuals and organization. In case of PrJSC “Philip Morris Ukraine”, the maximum forecasted increase is 330% in net profit, 350% in labor productivity, and 26% in Employee Development and Engagement Index.
Current political issues are often reflected in social media discussions, gathering politicians and voters on common platforms. As these can affect the public perception of politics, the inner dynamics and backgrounds of such debates are of great scientific interest. This thesis takes user generated messages from an up-to-date dataset of considerable relevance as Time Series, and applies a topic-based analysis of inspiration and agenda setting to it. The Institute for Web Science and Technologies of the University Koblenz-Landau has collected Twitter data generated beforehand by candidates of the European Parliament Election 2019. This work processes and analyzes the dataset for various properties, while focusing on the influence of politicians and media on online debates. An algorithm to cluster tweets into topical threads is introduced. Subsequently, Sequential Association Rules are mined, yielding wide array of potential influence relations between both actors and topics. The elaborated methodology can be configured with different parameters and is extensible in functionality and scope of application.
Unkontrolliert gewachsene Software-Architekturen zeichnen sich i.d.R. durch fehlende oder schlecht nachvollziehbare Strukturen aus. Hierfür können als Gründe beispielsweise mangelhafte Definitionen oder ein langsames Erodieren sein. Dies ist auch unter dem Begriff "Big Ball of Mud" bekannt. Langfristig erhöhen solche architekturellen Mängel nicht nur die Entwicklungskosten, sondern können letztendlich auch Veränderungen vollständig verhindern.
Die Software-Architektur benötigt somit eine kontinuierliche Weiterentwicklung, um solchen Effekten entgegen wirken zu können. Eine gute Software-Architektur unterstützt die Software-Entwicklung und erhöht die Produktivität. Auf der Ebene von Quellcode existieren bereits etablierte Vorgehensweisen zur kontrollierten Verbesserung der Qualität. Im Gegensatz hierzu existieren für Verbesserungen einer Software-Architektur jedoch keine allgemeingültigen Vorgehensweisen, welche unabhängig vom Anwendungsfall angewandt werden können. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an.
Bisherige Arbeiten beschäftigen sich einerseits nur mit Teilpunkten des Problems. Anderseits existieren zwar bereits Vorgehensweisen zum Treffen von Architekturentscheidungen, jedoch agieren diese auf einer stark abstrakten Ebene ohne praktische Beispiele. Diese Arbeit stellt eine leichtgewichtige Vorgehensweise zum gezielten Verbessern einer Software-Architektur vor. Die Vorgehensweise basiert auf einem generischen Problemlösungsprozess. Auf dieser Basis ist ein Prozess zum Lösen von Problemen einer Software-Architektur entwickelt worden. Im Fokus der Arbeit stehen zur Eingrenzung des Umfanges architektonische Probleme aufgrund geforderter Variabilität sowie externer Abhängigkeiten.
Die wissenschaftliche Methodik, welcher der Arbeit zugrunde liegt, agiert im Rahmen der Design Science Research (DSR). Über mehrere Iterationen hinweg wurde eine Vorgehensweise entwickelt, welche sich an Softwareentwickler mit zwei bis drei Jahren Erfahrung und Kenntnissen über Grundlage der Softwareentwicklung und Software-Architektur richtet. Fünf Schritte inkl. Verweise auf aussagekräftige Literatur leiten Anwender anschließend durch den Prozess zur gezielten Verbesserung einer Software-Architektur.
Belief revision is the subarea of knowledge representation which studies the dynamics of epistemic states of an agent. In the classical AGM approach, contraction, as part of the belief revision, deals with the removal of beliefs in knowledge bases. This master's thesis presents the study and the implementation of concept contraction in the Description Logic EL. Concept contraction deals with the following situation. Given two concept C and D, assuming that C is subsumed by D, how can concept C be changed so that it is not subsumed by D anymore, but is as similar as possible to C? This approach of belief change is different from other related work because it deals with contraction in the level of concepts and not T-Boxes and A-Boxes in general. The main contribution of the thesis is the implementation of the concept contraction. The implementation provides insight into the complexity of contraction in EL, which is tractable since the main inference task in EL is also tractable. The implementation consists of the design of five algorithms that are necessary for concept contraction. The algorithms are described, illustrated with examples, and analyzed in terms of time complexity. Furthermore, we propose an new approach for a selection function, adapt for the concept contraction. The selection function uses metadata about the concepts in order to select the best from an input set. The metadata is modeled in a framework that we have designed, based on standard metadata frameworks. As an important part of the concept contraction, the selection function is responsible for selecting the best concepts that are as similar as possible to concept C. Lastly, we have successfully implemented the concept contraction in Python, and the results are promising.
