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Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Telepräsenzsystem entwickelt, bei dem ein Teleroboter mit beweglicher Kamera zum Einsatz kommt, der seine Ausrichtung über ein Head-mounted Display synchronisiert. Der Anwender des Systems sieht auf dem Display das Abbild der Umgebung des Teleroboters. Jede Kopfbewegung des Anwenders wird in Echtzeit auf die Kamerabewegung umgesetzt. Der Anwender kann sozusagen seinen Sehsinn temporär auf den Roboter auslagern, der ihn in einer entfernten Umgebung repräsentiert.
Distributed Flow Control and Intelligent Data Transfer in High Performance Computing Networks
(2015)
This document contains my master thesis report, including problem definition, requirements, problem analysis, review of current state of the art, proposed solution,
designed prototype, discussions and conclusion.
During this work we propose a collaborative solution to run different types of operations in a broker-less network without relying on a central orchestrator.
Based on our requirements, we define and analyze a number of scenarios. Then we design a solution to address those scenarios using a distributed workflow management approach. We explain how we break a complicated operation into simpler parts and how we manage it in a non-blocking and distributed way. Then we show how we asynchronously launch them on the network and how we collect and aggregate results. Later on we introduce our prototype which demonstrates the proposed design.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Grundlagen zu Multi-Agenten-Systemen in der Industrie. Der Begriff “Industrie 4.0“ wird eingeführt und es wird eingehend auf die Potentiale und Herausforderungen diesbezüglich eingegangen. Außerdem wird ein Überblick über aktuelle Entwicklungen und Ansätze zur Entwicklung von sogenannten autonomen Agenten gegeben. Diese werden auch im Hinblick auf die Themen Holonic Manufacturing und Multi-Agenten-System besprochen. Im praktischen Teil der Arbeit wird ein System bestehend aus vier BDI-Agenten ntwickelt, um einen beispielhaften Geschäftsprozess zu bearbeiten. Die Entwicklung basiert dabei auf Java und dem Jadex Agenten-Framework. Es wird gezeigt, dass sich damit autonome BDI-Agenten umsetzen lassen, die über Rechnergrenzen hinweg koordiniert werden können.
Quarz crystal microbalances allow the monitoring of the adsorption process of mass from a liquid to their surface. The adsorbed mass can be analysed regarding to its protein content using mass spectromety. To ensure the protein identification the results of several measurements can be combined. A high content QCM-D array was developed to allow up to ten measurements parallel. The samples can be routed inside the array distributing one sample to several chips. The fluidic parts were prototyped using 3D printing. The assembled array was tight and the sample routing function could be demonstrated. A temperature controller was developed and implemented. The parameters for the PID controller were determined and the controller was shown to be able to keep the temperature constant over long time with high accuracy.
Über die letzten Jahre entstanden unterschiedlichste Gerätschaften, besonders im mobilen Bereich und der Industrie 4.0, die große Datenmengen generieren. Diese müssen in entsprechenden Netzwerken entgegengenommen, verarbeitet und ggf. analysiert werden um einen Mehrwert zu erzielen. Ein Vertreter für die Umsetzung von Echtzeit-Datenverarbeitung ist Apache Spark, ein Open Source Framework, welches für die Analyse von Informationsströmen und Datenbeständen eingesetzt werden kann. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Apache Spark Plattform von Grund auf erläutert und auf ihre Einsatzfähigkeit im Bereich der verteilten Datenverarbeitung untersucht. Durch die theoretische Einleitung in die Themen Big Data, Streaming Data, Data Mining und Real-Time Analytics wird ein grundlegendes Verständnis für die Aufgaben und Herausforderungen dieses Sachgebiets vermittelt. Es wird die Entwicklung von der Batch- zur Streamingverarbeitung vorgestellt und die Anforderungen, sowie Voraussetzungen für die Umsetzung von Echtzeitsystemen aufgezeigt.
Nachdem diese Grundlagen vermittelt wurden, folgt eine Vorstellung des Projektumfangs der Apache Software Foundation, in welchen sich auch das Spark Projekt einordnen lässt. Die Arbeit erläutert die Grundkonzepte von Apache Spark, wie die Entwicklung, Architektur und der Clusterbetrieb der Plattform. Dabei stützen sich die Untersuchungen auf praktische Beispiele, um die Arbeitsweise von Apache Spark näher aufzuzeigen. Die vorgestellten Themen fallen in die Bereiche der parallelen Datenverarbeitung mit Spark und beschäftigen sich mit den Voraussetzungen für das Erstellen von Anwendungen, die den verteilten Aufbau und die horizontale Skalierbarkeit von Spark ausnutzen. Spark bringt über eigene Bibliotheken auch Funktionalitäten für die Datenverarbeitung in speziellen Aufgabengebieten mit sich. In dieser Arbeit werden ebenfalls die beiden Bibliotheken MLlib, welche im Bereich des maschinellen Lernens Einsatz findet, und Spark Streaming, die Bibliothek für Verarbeitung von Datenflüssen, vorgestellt und deren Funktionsumfang untersucht. Das Kernthema dieser Arbeit bildet die Modellierung von Lösungsmöglichkeiten zur Analyse von Streaming Data. Es wird hierdurch die Funktionsweise von Spark und dessen Streaming Bibliothek anhand von kompletten Applikationen zur Ausreißererkennung in Datenströmen im Detail aufgezeigt.
Die Arbeit zeigt auf, dass Spark durchaus für den Einsatz zur verteilten Datenverarbeitung geeignet ist. Auch der Umgang mit Streaming Data wird durch den Bau der Prototypen nachgewiesen. In dem abschließenden Fazit werden die Erkenntnisse der Arbeit zusammengefasst und die Einsetzbarkeit von Spark diskutiert.
Im Buch "Visualisiere deine Welt! Ein Workbook für visuelle Notizen" erlernt der Leser in den ersten drei Teilen Schritt für Schritt, was visuelle Notizen sind und welchen Vorteil sie gegenüber rein textbasierten Notizen haben sowie aus welchen Elementen sie sich zusammensetzen. Anwendung finden visuelle Notizen beim Kommunizieren mit anderen, um sich visuell verständlich zu machen. Sie helfen aber auch dabei, Lösungen für Probleme zu finden, Ideen zu entwickeln und letztendlich bedeutsame Inhalte visuell zu dokumentieren. Im letzten Teil des Workbooks hat der Leser die Möglichkeit, sein erlerntes Wissen in zahlreichen Übungen anzuwenden.
Sowohl die allgemeinen Erfolgsfaktoren von Start-ups als auch die Erfolgsfaktoren durch die Beteiligung eines Medienunternehmens werden in dieser Arbeit näher beleuchtet und einander gegenübergestellt. Im Fokus steht insbesondere die Frage, wie ein Medienunternehmen zu einer Wertsteigerung beitragen kann, damit das Start-up erfolgreicher ist, als es ohne die Beteiligung wäre.
Im Bereich des Bevölkerungsschutzes versteht man unter Krisensituationen, unerwartet auftretende Katastrophen, die ernste Folgen für Mensch und Natur haben. Einsatzkräfte stehen in Krisensituationen unter einer erhöhten physischen und psychischen Belastung. Im Ernstfall bleibt nicht viel Zeit und verschiedene Vorgehensweisen können über Leben und Tod entscheiden. Schnelle Entscheidungen sind in diesem zeitkritischen Nutzungskontext unumgänglich. Interaktive Systeme können die Einsatzkräfte in ihrer täglichen Arbeit unterstützen, vorausgesetzt, die Systeme sind intuitiv und einfach zu bedienen.
Um diese Systeme auf deren intuitive Bedienung einschätzen zu können, wird im Rahmen dieser Masterarbeit eine Bewertungsmethodik erarbeitet und angewandt. Zunächst wird hierfür ein Reifegradmodell erarbeitet, das Aufschluss darüber gibt, inwiefern ausgewählte Software-entwicklungsunternehmen im Bereich des Bevölkerungsschutzes Usability-Praktiken einsetzen. Dieses wird auf drei unterschiedliche Unternehmen im Bereich des Bevölkerungsschutzes angewandt. Im Anschluss daran werden drei Anwendungen der Unternehmen durch Usability Tests mit Endanwendern auf deren tatsächlich wahrgenommene Usability geprüft. So kann erforscht werden, inwiefern der Usability-Reifegrad eines Softwareentwicklungsunter-nehmens auch Aussagen auf die Gebrauchstauglichkeit seiner Software zulässt.
Diese Forschungsarbeit stellt fest, dass eine Messung des Usability-Reifegrades Aufschluss darüber gibt, wie gebrauchstauglich die untersuchten Anwendungen sind. Daher ist eine Messung des Usability-Reifegrades im Bevölkerungsschutz grundsätzlich als sinnvoll einzustufen.
In der vorliegenden Arbeit wird Augmented Reality (AR) sowohl in der Theorie als auch in der Praxis ausführlich behandelt. Die Technik, welche in den letzten Jahren stark weiterentwickelt wurde, die Entwicklungsgeschichte, sowie die Projektbegleitung (aus Sicht des Auftraggebers einer AR-Anwendung) stehen im Fokus.
Neben den einleitenden Kapiteln wurde die Ausarbeitung thematisch in zwei große Bereiche unterteilt. Der erste, eher theoretische Bereich (Kapitel 2), bildet den wissenschaftlichen Teil dieser Ausarbeitung. Er beinhaltet eine Einführung in Augmented Reality und analysiert aktuelle Techniken. Auch die Funktionsweise wird aufgezeigt, um zu verstehen, was hinter den Kulissen der Anwendungen steckt. Im zweiten, praxisnahen Bereich (Kapitel 3) wird der Entstehungsprozess der Augmented Reality Applikation (App) von Kaba begleitet. Es wurde der Entstehungsprozess der App für Android und iOS ausführlich dokumentiert. Für Leser, die Probleme mit einigen Wissensbereichen haben, gibt es im Anhang eine ausführliche Literaturliste.
Die vorliegende Arbeit setzt sich mit dem Thema Product-Placement auf YouTube auseinander. Dabei wird der Frage nachgegangen, inwieweit sich Produktplatzierungen in YouTube-Videos auf das Kaufverhalten von Jugendlichen auswirken. Im Zuge dessen sollen außerdem Einblicke darüber gewonnen werden, ob und wie Jugendliche Product-Placement wahrnehmen. Die Fragestellungen werden auf Basis der Auswertung aktueller Fachliteratur und vor dem Hintergrund der Erkenntnisse einer quantitativen Onlinebefragung diskutiert.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass YouTuber einen hohen Stellenwert im Leben vieler Jugendlicher einnehmen. Werbetreibende sehen in den YouTubern Influencer, die Werbebotschaften subtil und authentisch an eine junge Zielgruppe vermitteln können. Vor diesem Hintergrund wird diskutiert, inwieweit Produktplatzierungen in YouTube-Videos kenntlich gemacht werden müssen. Es kann vorweggenommen werden, dass eine eindeutige Kennzeichnung sowohl aus rechtlicher und medienethischer Sicht notwendig ist. Darüber hinaus zeigen auch die Umfrageergebnisse den Bedarf einer eindeutigen Kennzeichnung auf. Obwohl die Mehrheit annimmt, Werbung in YouTube-Videos zu erkennen, kann nur ein geringer Teil auch das platzierte Produkt richtig identifizieren.
Der Einfluss von Product-Placement in YouTube-Videos auf das bewusste Kaufverhalten von Jugendlichen ist geringer, als angenommen. Jugendliche, die eine erhöhte Kaufwahrscheinlichkeit angaben, sehen sich tendenziell häufiger die Videos des YouTubers an, folgen ihm auf mehreren Social Media Kanälen und empfinden ihn als glaubwürdig.
Vergleichende Untersuchung von „Platform as a Service“-Angeboten für das „Internet of Things“
(2016)
Im Rahmen der Master Thesis werden eine Auswahl von Platform as a Service-Angeboten für das Internet of Things untersucht und miteinander verglichen. Auf Grundlage der Untersuchung erfolgt die Implementierung einer IoT-Anwendung für drei der Plattformen. Durch die theoretische Einleitung in die Themen Platform as a Service und Internet of Things, sowie die für das IoT typischen Verbindungsprotokolle HTTP und MQTT wird ein grundlegendes Verständnis für das Sachgebiet vermittelt.
Nach den erklärenden Definitionen folgt die Untersuchung der PaaS-Angebote. Hier werden zunächst die Untersuchungskriterien vorgestellt und erklärt, nach denen die einzelnen Plattformen untersucht werden. Diese umfassen die quantitativen Kriterien Verbreitung, Preis, Verbindungsrate, Datenmenge und Schnittstellen, sowie die qualitativen Kriterien API, Visualisierung, Weiterverarbeitung, Dokumentation, Usability und Sicherheit. Danach erfolgt die detailierte Untersuchung der Plattformen nach den festgelegten Kriterien. Untersucht wurden hierbei die Plattformen ThingSpeak, data.sparkfun.com, RunAbove IoT Lab, flowthings.io, Carriots, Ubidots, GroveStreams, Exosite, Beebotte, MODE, Initial State, Temboo, Oracle Cloud, IBM Watson Internet of Things, Azure IoT Hub, AWS IoT und Google Pub/Sub.
Im Anschluss an die Untersuchung werden die Ergebnisse gegliedert nach den Untersuchungskriterien miteinander verglichen und abschließend ausgewertet. Das Ergebnis der Plattformuntersuchung bietet die Grundlage für die Implementierung einer Internet of Things Anwendung.
Für die Anwendung werden zunächst die Anforderungen beschrieben, welche die eines realitätsnahen Nutzungsfall nachbilden sollen. Das Konzept und die Funktionsweise stellt das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten dar. Die Anwendung soll hierbei die Funktionalität eines Infoterminals nachstellen, welches über NFC Informationen an mobile Endgeräte bereitstellt. Dieses sendet die Anzahl der Zugriffe an das PaaS-Angebot, welches wiederum als Schnittstelle zu Twitter und einer externen Webanwendung dient. Über die Webanwendung kann die Nachricht des Infoterminals aktualisiert werden. Im Folgenden werden die zum Einsatz kommende Hardware und Software beschrieben. Es handelt sich hierbei um einem Arduino Uno Rev3, welcher über ein Adafruit CC3000 Wifi Shield und ein Seeed Studio NFC Shield V2.0 die benötigten Schnittstellen zur Verfügung stellt.
Anschließend erfolgt die Auswahl der drei für die Implementierung verwendeten Plattformen anhand der zuvor durchgeführten Untersuchung. Hierbei wurden als Vertreter verschiedener Benutzergruppen ThingSpeak, Flowthings.io und IBM Watson Internet of Things gewählt.
Im Anschluss an die Plattformauswahl wird die konkrete Umsetzung beschrieben. Zuerst erfolgt der Aufbau und die Programmierung der Grundfunktionalitäten zur Datenübertragung des Arduinos. Danach wird im Detail auf den allgemeinen Teil der Webanwendung eingegangen, welche mit HTML, CSS und jQuery realisiert wurde. Danach erfolgt die Beschreibung der plattformspezifischen Umsetzung der jeweiligen Kommunikation zwischen Arduino und Plattform, sowie der Webanwendung. Hierbei belaufen sich die Unterschiede hauptsächlich auf die verschiedene Implementierung der Authentifizierung, sowie den verwendeten Übertragungsprotokollen HTTP und MQTT.
Nach der Implementierung wird diese ausgewertet um die konkreten Herausforderungen, sowie Vor- und Nachteile der Plattformen, der verwendeten Hardware und Protokolle herauszustellen.
Im letzten Kapitel wird die Arbeit zusammengefasst und abschließend anhand aller gesammelten Erkenntnisse bewertet.
Diese Arbeit befasst sich mit der Konzeption und Implementierung eines Dateiimportfilters für Mess- und Kalibrierwerkzeuge. Dieser ermöglicht das Importieren von INCA-Experimenten nach CANape, indem aus Experiment-Exportdateien Konfigurationsdateien generiert werden. Im Zuge der Umsetzung wurde dazu das aus binären Daten bestehende Exportdateiformat von INCA analysiert. Das Ziel dieser Analyse bestand darin, herauszufinden, wo und wie die Informationen in den Exportdateien gespeichert sind. Die so erlangten Erkenntnisse wurden verwendet, um den Dateiimportfilter zu entwickeln. Dieser liest aus Exportdateien die notwendigen Informationen aus, überführt sie in eine CANape interne Repräsentation und generiert daraus eine entsprechende Konfigurationsdatei. Die korrekte Funktionsweise wurde anhand von selbst erstellten Experimenten sowie mithilfe von Kundenexperimenten validiert.
Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist eine Untersuchung der gängigsten Anwendungsschicht-Protokolle für das Internet der Dinge. Sie umfasst zum einen die Recherche und den theoretischen Vergleich der Protokolle anhand vorher festgelegter Untersuchungskriterien und zum anderen einen praktisch implementierten Versuchsaufbau, der das Zusammenwirken verschiedener Protokolle veranschaulichen soll.
Zunächst wird eine kurze Einführung in das Thema „Internet der Dinge“ gegeben. Dabei wird auf die Entwicklung der letzten Jahre sowie den Stand der Technik eingegangen. Zum einen wird aufgezeigt, inwieweit sich das Thema auf die verschiedenen Bereiche des täglichen Lebens ausgebreitet hat und zum anderen welche verschiedenen Anwendungspakete diverser Software-Hersteller auf dem Markt sind. Bei der Untersuchung dieser Pakete werden die Protokolle ermittelt, die verwendet werden. Diese bilden die Menge an zu untersuchenden Protokolle für den späteren Vergleich. Um diese in einem wissenschaftlichen Rahmen miteinander vergleichen zu können, werden Kriterien als Basis der Untersuchung definiert. Anhand derer werden alle Protokolle untersucht und anschließend in einer Tabelle zusammengefasst.
Im zweiten Teil werden dann einige der untersuchten Protokolle mithilfe von diversen MCUs (Micro Controller Unit) verwendet und deren Funktionsweise/Handhabung miteinander verglichen. Dabei entsteht ein Aufbau, der zukünftigen Studierenden die Möglichkeit bietet, schnell einen Einblick in den Bereich „Internet der Dinge“ zu erhalten.
Data Mining of the Edge
(2016)
Kleine, intelligente Systeme prägen zunehmend unsere Umwelt, dass sogenannte Internet of Things wird immer mehr Teil unseres Alltages. Diese Geräte sind immer mehr dazu in der Lage Daten aufzunehmen und zu verarbeiten. Doch wie jede Technische Revolution, führt auch der Ausbau des IoT zu neuen Herausforderungen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Bewertung der Qualität von verschiedenen Data Mining Frameworks im Edge Bereich, die Erstellung mehrere Demonstatoren eines Edge Szenario Aufbaus sowie deren Evaluation.
Die Vision vom "Internet der Dinge" prägt seit Jahren Forschung und Entwicklung, wenn es um smarte Technologien und die Vernetzung von Geräten geht. In der Zukunft wird die reale Welt zunehmend mit dem Internet verknüpft, wodurch zahlreiche Gegenstände (Dinge) des normalen Alltags dazu befähigt werden, zu interagieren und sowohl online als auch autark zu kommunizieren. Viele Branchen wie Medizin, Automobilbau, Energieversorgung und Unterhaltungselektronik sind gleichermaßen betroffen, wodurch trotz Risiken auch neues wirtschaftliches Potential entsteht. Im Bereich "Connected Home" sind bereits Lösungen vorhanden, mittels intelligenter Vernetzung von Haushaltsgeräten und Sensoren, die Lebensqualität in den eigenen vier Wänden zu erhöhen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Thread Protokoll; einer neuen Technologie zur Integration mehrerer Kommunikationsschnittstellen innerhalb eines Netzwerks. Darüber hinaus wird die Implementierung auf Netzwerkebene (Network Layer) vorgestellt, sowie aufbereitete Informationen bezüglich verwendeter Technologien dargestellt.
Singapore’s success in transforming itself from a poor, vulnerable economy to one of the richest countries in the world (IMF, 2016) is nothing short of inspirational to many small economies around the globe. Given its lack of resources, Singapore relied upon foreign investors to fuel its growth not only through cash injection into the economy in the form of Foreign Direct Investments (FDI) but also to help upgrade its skills and technological stock. This study looks at how Singapore inspired many Multi-National Corporations (MNCs) into pouring a large sum of investments into this small ailing citystate and if this idea can be generalized to apply it in other economies, especially in Oman.
In a bid to explain the large flow of Capital into an economy, this study moves on further to review most prominent literature in the field since Macdougall (1958) first laid the groundwork for the subsequent theories on FDI. Based on the review of several previous studies, the most significant determinants of FDI were found to be government policy and political stability, inflation rate as a proxy for economic stability, quality of infrastructure and institutions, market size of the host country, openness to trade, tax policies and access to low cost factors of production.
Through a case study method with the inductive approach, this study finds that Singapore excels in all of the determinants of FDI except for the market size of the host country and access to low-cost factors of production. However, it more than compensates for these shortcomings with its strategic geographical location and numerous bilateral and regional trade agreements that give it access to markets around the region. Oman like Singapore ranks well in many of these determinants that make it a potential destination for investment. However, the sultanate could gain more interest from the MNC’s to help its growth by optimizing its policies to lower existing barriers, easing immigration laws to meet the short term skill shortage, allowing for 100 percent foreign ownership, allowing for more liberal property rights, working to improve corruption perception and opting for more trade agreements to give it easy access to larger markets. Moreover, the economy’s heavy reliance on hydrocarbon exports is seen as a major risk by investors as it creates an economic vulnerability which could potentially overshadow many other benefits of investing in the sultanate. Besides the aforementioned determinants, a lot also depends on the success of Oman’s diversification plans.
Virtual Reality ist auf dem Vormarsch. Die Technik wird immer besser, das Erlebnis als solches intensiver und glaubwürdiger. Auch abseits der interaktiven Unterhaltung wie dem Gaming-Bereich findet VR zunehmend Anwendung, wie etwa in der Inneneinrichtung von Wohnflächen, Autos oder Büros oder virtuellen Touren durch kulturelle Einrichtungen oder Touristenattraktionen.
Diese Arbeit widmet sich dem Filmbereich. Anhand eines funktionalen Prototyps, aufgebaut auf der Unreal Engine 4, wird eine Umgebung geschaffen, in welcher Studenten in einem virtuellen Filmstudio die Möglichkeit gegeben wird, Filmsets zu planen, gestalten und auszuprobieren. Dies geschieht in Anlehnung an das real-existierende Filmstudio der Hochschule Offenburg.
Des Weiteren wird ausführlich eine mögliche finale Anwendung beschrieben, welche das ganze Potential eines solchen Ansatzes beschreibt.