004 Informatik
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Bei der Produktion von Solarzellen aus multikristallinem Silizium haben Defekte aus der Kristallisationsphase starken Einfluss auf die Materialqualität der Wafer und damit auf den Wirkungsgrad der späteren Solarzelle. Ein Verständnis des Kornwachstums in multikristallinem Silizium während des Kristallisationsprozesses kann zur Optimierung desselben beitragen. In dieser Arbeit werden Methoden untersucht, optische Flüsse zwischen Korngrenzenbildern multikristalliner Si-Wafer mittels neuronaler Netze zu berechnen. Hierfür wird die Architektur eines ausgereiften faltungsbasierten neuronalen Netzes zur optischen Fluss-Berechnung genutzt und durch angepasstes Training auf Waferstrukturen zugeschnitten. Dies umfasst die Synthese eigener, auf Waferbilder basierender Trainingsdaten und das Training mit einer angepassten Fehlerfunktion zur Bewertung der Zuordnungsgenauigkeit von Körnern zwischen Wafern durch den optischen Fluss. Beide Maßnahmen zusammen führen zu einer Reduktion des Zuordnungsfehlers von Körnern zwischen Waferbildern um 45 % gegenüber einem hochoptimierten, auf allgemeine optische Flüsse trainierten Modell basierend auf demselben Netzwerk. Die geschätzte Zuordnungsgenauigkeit des besten Modells beträgt 92,4 % der Pixel der Korngrenzenbilder eines Wafers. Weiteres Verbesserungspotenzial ist vorhanden.
Annotated training data is essential for supervised learning methods. Human annotation is costly and laborsome especially if a dataset consists of hundreds of thousands of samples and annotators need to be hired. Crowdsourcing emerged as a solution that makes it easier to get access to large amounts of human annotators. Introducing paid external annotators however introduces malevolent annotations, both intentional and unintentional. Both forms of malevolent annotations have negative effects on further usage of the data and can be summarized as spam. This work explores different approaches to post-hoc detection of spamming users and which kinds of spam can be detected by them. A manual annotation checking process resulted in the creation of a small user spam dataset which is used in this thesis. Finally an outlook for future improvements of these approaches will be made.
Das Ziel dieser Thesis ist es, die Gefahren die von Makros in Microsoft Office Dokumenten ausgehen, zu beschreiben und geeignete Sicherheitsmaßnahmen zu finden. Dazu ist eine Literaturrecherche, sowie eine eigenständige Malware-Analyse durchgeführt worden. Das Ergebnis dieser Arbeit ist, dass von Makros eine große Sicherheitsgefahr ausgeht und, dass geeignete Sicherheitsmaßnahmen existieren, um die Gefahren von Makros deutlich einzuschränken. Jedoch werden diese Sicherheitsmaßnahmen oft nicht umgesetzt, da entweder kein Bewusstsein für diese Art von Gefahr herrscht oder die Implementierung zu teuer beziehungsweise zu aufwändig ist.
Drohnensteuerungen sind häufig sehr komplex und verbunden mit Hardwarekontrollern. Mittels heutiger Technologien, wie zum Beispiel der künstlichen Intelligenz oder der Sensoren Technologie, können diese jedoch vermehrt modifiziert und an die Bedürfnisse der Nutzer angepasst werden. Eine der kommenden Technologien hierfür ist das Hand Capture. Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die Technologie des Hand Capture mit einfachen Mitteln zu rekonstruieren und mittels dieser eine virtuelle Drohne in einem Simulationsspiel durch drei unterschiedliche Level steuern zu können. Außerdem sollen die aktuellen Hand Capture sowie Drohnensteuerungsmöglichkeiten aufgezeigt werden. Zur Realisierung des Hand Capture werden zwei Handkontroller angefertigt, die über jeweils einen Beschleunigungssensor an jeder Hand verfügen. Diese sind verbunden mit einem Arduino Mikrocontroller, der die Beschleunigungssensoren über das I²C-Protokoll ausliest. Um die virtuelle Drohnensteuerung und deren Simulation umzusetzen, wird die Echtzeit-3D-Entwicklungsplattform Unity verwendet. Zwischen Unity und dem Arduino wird über den seriellen Port durch eine USB-Schnittstelle eine bidirektionale Kommunikation aufgebaut, über welche die ausgemessenen Werte übertragen werden können. Zuvor werden diese Werte aber noch im Arduino in Roll- und Pitchneigungen umgewandelt, sodass Unity diese einfacher als Steuerbefehle für die Drohne interpretieren kann. Das Ergebnis ist eine funktionsfähige Drohnensteuerung, welche die Grundbewegungen der Drohne abdeckt. Zusätzlich zu der Drohnensteuerung werden in Unity drei Level erstellt, die es dem Nutzer ermöglichen, die Steuerung zu erlernen und die Drohne mit hoher Geschwindigkeit zu fliegen sowie in einem großen, offenen Level zu manövrieren. Einzelne Playtests der Simulation in denen die Level problemlos bewältigt werden konnten, bestätigen, dass die Drohnensteuerung die Aspekte: Übertragungsgeschwindigkeit, Präzision, Benutzerfreundlichkeit und Anzahl der Steuer- und Eingabemöglichkeiten erfüllt und somit als eine alternative Steuerungsmöglichkeit funktioniert.
Diese Bachelor Thesis behandelt das Thema MQTT 5, ein Anwendungsprotokoll im Internet der Dinge, das im Januar 2018 veröffentlicht wurde. MQTT 5 dient zur Kommunikation zwischen Geräten die mit dem Internet verbunden sind.
Innerhalb dieser Thesis werden die Neuerungen und Verbesserungen von MQTT 5 beschrieben.
Es wird untersucht, welche Mikrocontroller, SoC-Computer, Programmier-Frameworks und lattformdienste MQTT 5 unterstützen.
Anschließend wird die Entwicklung eines Smarthome-Szenarios beschrieben, das im "Interaktive Verteilte Systeme Labor" an der Hochschule Offenburg zur Anwendung kommt.
Um die Umgebung während der Durchführung von Laborversuchen zu verbessern,werden die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität, Lautstärke und Lichtstärke im Labor gemessen.
Diese Werte werden anhand von Lichtern, die ihre Farbe ändern und einer Steckdose, die sich je ach Wert ein- und ausschaltet, visualisiert.
In dieser Arbeit werden die Bedrohungen für ein lokales IPv6 Netzwerk, mit besonderem Hinblick auf das neu eingeführte Neighbor Discovery Protocol (NDP), analysiert. Dabei wird der Frage nachgegangen, wie ein IPv6 Netz gegen lokale Angriffe geschützt werden kann. Zunächst werden mögliche Angriffe auf das Netzwerk beschrieben. Gegen die dann jeweils Maßnahmen vorgestellt werden. Die Funktionsweise der Maßnahmen wird erläutert und die mit Einführung sowie Betrieb verbundenen Kosten und Nutzen eingeordnet. Darauf basierend wird eine Bewertung der Maßnahmen durchgeführt, um konkrete Handlungsempfehlungen zum sicheren Betrieb von IPv6 Netzen in der Praxis zu geben. In der Bewertung wird deutlich, dass ein Großteil der Maßnahmen noch nicht ausgereift oder nur bedingt praktisch anwendbar erscheint. Reaktive Maßnahmen wie NDPMon eignen sich dabei nach Ergebnissen der Analyse am besten zur Absicherung von NDP Verkehr. Um die Integration von NDPMon durch eine einheitliche Plattform zu erleichern, wird ein Einsatzbeispiel auf Basis des ARM-Einplatinencomputer Raspberry Pi beschrieben. Abgeschlossen wird die Arbeit mit einem Fazit zur lokalen Absicherung von IPv6 Netzwerken und den damit verbundenen Herausforderungen, sowie einem kurzen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen im Bezug auf Schutzmaßnahmen.
Informationsvisualisierung im Kundenbeziehungsmanagement am Beispiel eines interaktiven Streamgraphs
(2014)
In dieser Arbeit wird der Streamgraph als Methode der Informationsvisualisierung im Kontext des Kundenbeziehungsmanagements vorgestellt. Neben der Auseinandersetzung mit den theoretischen Grundlagen dieser Themenbereiche wird die Eignung des Streamgraphs als Form der Visualisierung überprüft. Hierfür wird ein CRM-spezifischer Anwendungsfall erarbeitet und in einer webbasierten Applikation prototypisch realisiert. In diesem Zusammenhang werden Anforderungen in Bezug zu Interaktivität und Funktionalität aufgestellt und im Prototypen implementiert. Die Anforderungen an die Interaktivität orientieren sich hierbei an dem von Ben Shneiderman aufgestellten Mantra der visuellen Datenexploration.
In der abschließenden Auswertung wird eine bedingte Eignung für den Einsatz des Streamgraphs als effiziente Visualisierungsform im unternehmerischen Kontext festgestellt. Im Hinblick auf den Anwendungsfall erfüllt dieser zwar alle an ihn gestellten Anforderungen, die korrekte Lesbarkeit der Daten ist aufgrund seiner Form jedoch nicht gewährleistet.
Arduino ist weitaus mehr als eine Leiterplatine mit verschiedenen Hardwarekomponenten, welche behilflich sind, die physische Welt zu erfassen und eine Verbindung zur virtuellen Welt herzustellen. Arduino besteht aus Communities, Plattformen und engagierten Entwicklern, die diese Open-Source-Plattform stetig weiterentwickeln. Durch die bereitgestellte Entwicklungsumgebung und der eigenen Programmiersprache können sogar Programmier-Laien mit diesen Boards umgehen und erste Projekte realisieren. Darüberhinaus existieren viele Klone auf dem Markt, welche eine preiswerte Integration eines Mikrocontrollers in ein Projekt ermöglichen und dennoch kompatibel zu Arduino sind und die Entwicklungsumgebung mitsamt den Bibliotheken nutzen lassen. Die Nachfrage nach vernetzten Lösungen zum Beispiel in der Hausautomation wächst unaufhaltsam und ist präsenter denn je. Für Hobbybastler und Entwickler bietet auch Arduino hierzu die geeigneten Hardwareerweiterungen an, um den Arduino in eine vernetzte Umgebung zu integrieren. Hierbei wird das Board nicht nur in Verbindung zur Client/Server-Kommunikation über das Internet verwendet, sondern auch im Funkbereich in Heimnetzwerken. Aufgrund der großen Nachfrage bezüglich Lösungen im Phyiscal- Computing-Bereich, können schon jetzt viele Standards in den genannten Bereichen eingesetzt werden, indem ein entsprechendes Erweiterungs-Shield für Arduino bezogen wird. Durch Bibliotheken ist die Einbindung mit nur geringem Aufwand verbunden und lässt somit experimentell in kurzer Zeit eine Idee in eine prototypische Implementierung umsetzen. Durch verschiedene Sensoren und Aktuatoren kann die Umgebung erfasst werden und zum Beispiel mechanische Komponenten gesteuert werden. In dieser Thesis wurde untersucht, inwiefern ein Arduino-Board als Monitoring-Anwendung im Gesundheitswesen eingesetzt werden kann. Der Anwendungsfall, der dabei durch den Autor festgelegt wurde, befasst sich mit unter Epilepsie leidenden Kindern. Der Prototyp soll hierbei über Sensoren den Schlaf dieser überwachen und die gewonnenen Daten an einen Server übermitteln. Die Implementierung des Boards in eine derartige Anwendung umschließt auch die Integration des Controllers in vernetzte Umgebungen, da für den Heimbereich die über Sensoren erfassten Daten, zum Ermitteln der Vitalfunktionen und Bewegungen, über ein Funknetzwerk übertragen werden und anschließend eine Client/Server-Kommunikation zwischen Arduino und PaaS-Server eine Verbindung über das weltweite Netzwerk abdeckt. Insofern wurden diesbezüglich bei der prototypischen Implementierung zwei vernetzte Umgebungen abgedeckt. Im Zusammenhang mit der Recherche und Implementierung eines Prototypen wird zudem das Potenzial von Arduino aufgezeigt, welches sich in der einfachen Handhabung, guten Konfigurationsmöglichkeiten und umfangreichen Hardwareerweiterungen beweist.
Konzept und Realisierung einer Smartphone-App, für die 3D-Visualisierung von Jogging-Aktivitäten
(2014)
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine App konzipiert und entwickelt, welche die Häufigkeit und Art der Fortbewegung eines Nutzers visuell erfassbar aufbereitet. Eine dreidimensionale Darstellungsart zielt dabei besonders auf eine bessere Übersicht und Wertschätzung der erbrachten Laufleistung ab. Dies soll durch personifizierte Visualisierungsmöglichkeiten, in Verbindung mit dem 3D-Druck, gefördert werden. Der entwicklete Prototyp bildet die Grundlage für die Bereitstellung eines solchen leistungsorientierten 3D-Druckprodukts.