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Building context-aware applications is an already widely researched topic. It is our belief that context awareness has the potential to supplement the Internet of Things, when a suitable methodology including supporting tools will ease the development of context-aware applications. We believe that a meta-model based approach can be key to achieving this goal. In this paper, we present our meta-model based methodology, which allows us to define and build application-specific context models and the integration of sensor data without any programming. We describe how that methodology is applied with the implementation of a relatively simple context-aware COVID-safe navigation app. The outcome showed that programmers with no experience in context-awareness were able to understand the concepts easily and were able to effectively use it after receiving a short training. Therefore, context-awareness is able to be implemented within a short amount of time. We conclude that this can also be the case for the development of other context-aware applications, which have the same context-awareness characteristics. We have also identified further optimization potential, which we will discuss at the conclusion of this article.
Music-related decision-making encompasses a wide range of behaviours including those associated with listening choices, composition and performance, and decisions involving music education and therapy. Although research programmes in psychology and economics have contributed to an improved understanding of music-related behaviour, historically, these disciplines have been unconnected. Recently, however, researchers have begun to bridge this gap by employing tools from behavioural economics. This article contributes to the literature by providing a discussion about the benefits of using behavioural economics in music-decision research. We achieve this in two ways. First, through a systematic review, we identify the current state of the literature within four key areas of behavioural economics-heuristics and biases, social decision-making, behavioural time preferences, and dual-process theory. Second, taking findings of the literature as a starting point, we demonstrate how behavioural economics can inform future research. Based on this, we propose the Behavioural Economics of Music (BEM), an integrated research programme that aims to break new ground by stimulating interdisciplinary research in the intersection between music, psychology, and economics.
Room reverberation alters the spatial impression and timbre of a sound by modulating its spectral and temporal characteristics. Thus, we argue that, on a perceptual level, reverberation basically breaks down into interaural differences and spectro-temporal cues and that the separation of a perceived timbre into a sound source and a surrounding room is a purely cognitive process. To investigate the connection between the perception of reverberation cues and timbre analysis, the sensitivity for changes in reverberation was compared to timbre perception abilities. The Timbre Perception Test was used to measure the perception of the temporal envelope, spectral centroid, and spectral flux of artificial sounds. Sensitivity for changes in reverberation time was tested with a discrimination task using speech and noise with speech-alike spectral and temporal envelopes as source signals. Musical and acoustical expertise was assessed through the Goldsmiths Musical Sophistication Index and self-reports on experience with and knowledge of acoustics. There was a considerable correlation between timbre and reverberance perception ability, but timbre perception and academic experience predicted only 41% of the variance in reverberance perception. Still, perception abilities related to similar acoustical phenomena seem to be better indicators of listening skills than self-reports on acoustical or musical expertise.
Aufgrund der §§ 2 Abs. 4, 64 Abs. 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein- Westfalen (Hochschulgesetz - HG) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
In dieser Arbeit werden die definierenden Eigenschaften von Open Educational Resources (OER) recherchiert. Wie können die Anforderungen an Inhalten, Medien-wahl, didaktischen Konzept mit einem hohen Grad an Interaktivität erfüllt werden? – Die Literatur zu diesen Fragestellungen liefert den aktuellen Forschungsstand.
Cell migration is associated with the dynamic protrusion of a thin actin-based cytoskeletal extension at the cell front, which has been shown to consist of two different substructures, the leading lamellipodium and the subsequent lamellum. While the formation of the lamellipodium is increasingly well understood, organizational principles underlying the emergence of the lamellum are just beginning to be unraveled. We report here on a 1D mathematical model which describes the reaction-diffusion processes of a polarized actin network in steady state, and reproduces essential characteristics of the lamellipodium-lamellum system. We observe a steep gradient in filament lengths at the protruding edge, a local depolymerization maximum a few microns behind the edge, as well as a differential dominance of the network destabilizer ADF/cofilin and the stabilizer tropomyosin. We identify simple and robust organizational principles giving rise to the derived network characteristics, uncoupled from the specifics of any molecular implementation, and thus plausibly valid across cell types. An analysis of network length dependence on physico-chemical system parameters implies that to limit array treadmilling to cellular dimensions, network growth has to be truncated by mechanisms other than aging-induced depolymerization, e.g., by myosin-associated network dissociation at the transition to the cell body. Our work contributes to the analytical understanding of the cytoskeletal extension's bisection into lamellipodium and lamellum and sheds light on how cells organize their molecular machinery to achieve motility.
To power dynamic processes in cells, the actin and microtubule cytoskeletons organize into complex structures. Although it is known that cytoskeletal coordination is vital for cell function, the mechanisms by which cross-linking proteins coordinate actin and microtubule activities remain poorly understood. In particular, it is unknown how the distinct mechanical properties of different actin architectures modulate the outcome of actin-microtubule interactions. To address this question, we engineered the protein TipAct, which links growing microtubule ends via end-binding proteins to actin filaments. We show that growing microtubules can be captured and guided by stiff actin bundles, leading to global actin-microtubule alignment. Conversely, growing microtubule ends can transport, stretch and bundle individual actin filaments, thereby globally defining actin filament organization. Our results provide a physical basis to understand actin-microtubule cross-talk, and reveal that a simple cross-linker can enable a mechanical feedback between actin and microtubule organization that is relevant to diverse biological contexts.
Mass spectrometry data is one of the key sources of information in many workflows in medicine and across the life sciences. Mass fragmentation spectra are generally considered to be characteristic signatures of the chemical compound they originate from, yet the chemical structure itself usually cannot be easily deduced from the spectrum. Often, spectral similarity measures are used as a proxy for structural similarity but this approach is strongly limited by a generally poor correlation between both metrics. Here, we propose MS2DeepScore: a novel Siamese neural network to predict the structural similarity between two chemical structures solely based on their MS/MS fragmentation spectra. Using a cleaned dataset of > 100,000 mass spectra of about 15,000 unique known compounds, we trained MS2DeepScore to predict structural similarity scores for spectrum pairs with high accuracy. In addition, sampling different model varieties through Monte-Carlo Dropout is used to further improve the predictions and assess the model's prediction uncertainty. On 3600 spectra of 500 unseen compounds, MS2DeepScore is able to identify highly-reliable structural matches and to predict Tanimoto scores for pairs of molecules based on their fragment spectra with a root mean squared error of about 0.15. Furthermore, the prediction uncertainty estimate can be used to select a subset of predictions with a root mean squared error of about 0.1. Furthermore, we demonstrate that MS2DeepScore outperforms classical spectral similarity measures in retrieving chemically related compound pairs from large mass spectral datasets, thereby illustrating its potential for spectral library matching. Finally, MS2DeepScore can also be used to create chemically meaningful mass spectral embeddings that could be used to cluster large numbers of spectra. Added to the recently introduced unsupervised Spec2Vec metric, we believe that machine learning-supported mass spectral similarity measures have great potential for a range of metabolomics data processing pipelines.
Despite their overwhelming complexity, living cells display a high degree of internal mechanical and functional organization which can largely be attributed to the intracellular biopolymer scaffold, the cytoskeleton. Being a very complex system far from thermodynamic equilibrium, the cytoskeleton's ability to organize is at the same time challenging and fascinating. The extensive amounts of frequently interacting cellular building blocks and their inherent multifunctionality permits highly adaptive behavior and obstructs a purely reductionist approach. Nevertheless (and despite the field's relative novelty), the physics approach has already proved to be extremely successful in revealing very fundamental concepts of cytoskeleton organization and behavior. This review aims at introducing the physics of the cytoskeleton ranging from single biopolymer filaments to multicellular organisms. Throughout this wide range of phenomena, the focus is set on the intertwined nature of the different physical scales (levels of complexity) that give rise to numerous emergent properties by means of self-organization or self-assembly.
Spec2Vec: Improved mass spectral similarity scoring through learning of structural relationships
(2021)
Spectral similarity is used as a proxy for structural similarity in many tandem mass spectrometry (MS/MS) based metabolomics analyses such as library matching and molecular networking. Although weaknesses in the relationship between spectral similarity scores and the true structural similarities have been described, little development of alternative scores has been undertaken. Here, we introduce Spec2Vec, a novel spectral similarity score inspired by a natural language processing algorithm-Word2Vec. Spec2Vec learns fragmental relationships within a large set of spectral data to derive abstract spectral embeddings that can be used to assess spectral similarities. Using data derived from GNPS MS/MS libraries including spectra for nearly 13,000 unique molecules, we show how Spec2Vec scores correlate better with structural similarity than cosine-based scores. We demonstrate the advantages of Spec2Vec in library matching and molecular networking. Spec2Vec is computationally more scalable allowing structural analogue searches in large databases within seconds.
Actin droplet machine
(2019)
The actin droplet machine is a computer model of a three-dimensional network of actin bundles developed in a droplet of a physiological solution, which implements mappings of sets of binary strings. The actin bundle network is conductive to travelling excitations, i.e. impulses. The machine is interfaced with an arbitrary selected set of k electrodes through which stimuli, binary strings of length k represented by impulses generated on the electrodes, are applied and responses are recorded. The responses are recorded in a form of impulses and then converted to binary strings. The machine's state is a binary string of length k: if there is an impulse recorded on the ith electrode, there is a '1' in the ith position of the string, and '0' otherwise. We present a design of the machine and analyse its state transition graphs. We envisage that actin droplet machines could form an elementary processor of future massive parallel computers made from biopolymers.
Actin filaments are conductive to ionic currents, mechanical and voltage solitons. These travelling localisations can be utilised to generate computing circuits from actin networks. The propagation of localisations on a single actin filament is experimentally unfeasible to control. Therefore, we consider excitation waves propagating on bundles of actin filaments. In computational experiments with a two-dimensional slice of an actin bundle network we show that by using an arbitrary arrangement of electrodes, it is possible to implement two-inputs-one-output circuits.
Als Einführung in die Benutzung der Software SQL Developer Command Line (SQLcl) von Oracle werden folgende Aktionen erklärt: Anmelden, Ausgeben von Tabellen und ihren Metadaten, Verwenden der Befehlshistorie, Formatieren der Ausgabe, Speichern, Bearbeiten und Wiederverwenden von Befehlen sowie das Anlegen von Logdateien. Vorausgesetzt werden geringe Vorkenntnisse von relationalen Datenbankmanagementsystemen mit SQL. Das Video wurde im Rahmen des Projektes EILD.nrw entwickelt, gefördert durch das Ministerium für Kultur und Wissenschaft gemeinsam mit der Digitalen Hochschule NRW (DH.NRW) in der Förderlinie „OERContent.nrw“ (Open Education Resources).
Sound and music are well-studied aspects of the quality of experience in restaurants; the role of the room acoustical conditions, their influence on the visitors’ soundscape evaluation and their impact on the overall customer satisfaction in restaurants, however, has received less scientific attention. The present field study therefore investigated whether sound pressure level, reverberation time, and soundscape pleasantness can predict factors associated with overall restaurant quality. In total, 142 persons visiting 12 restaurants in Berlin rated relevant acoustical and non-acoustical factors associated with restaurant quality. Simultaneously, the A-weighted sound pressure level (LA,eq,15) was measured, and the reverberation time in the occupied state (T20,occ) was obtained by measurements performed in the unoccupied room and a subsequent calculation of the occupied condition according to DIN 18041. Results from linear mixed-effects models revealed that both the LA,eq,15 and T20,occ had a significant influence on soundscape pleasantness and eventfulness, whereby the effect of T20,occ was meditated by the LA,eq,15. Also, the LA,eq,15 as well as soundscape pleasantness were significant predictors of overall restaurant quality. A comprehensive structural equation model including both acoustical and non-acoustical factors, however, indicates that the effect of soundscape pleasantness on overall restaurant quality is mediated by the restaurant’s atmosphere. Our results support and extend previous findings which suggest that the acoustical design of restaurants involves a trade-off between comfort and liveliness, depending on the desired character of the place.
Der Erinnerungsort auf dem Campus der HS Düsseldorf erinnert an die Deportation der jüdischen Bevölkerung in Ghettos und Vernichtungslager. In dem Projekt wurden die biografischen Angaben aus dem Digitalen Archiv auf der Website des Erinnerungsortes publiziert. Die familiären Beziehungen werden grafisch dargestellt und auf die Website von Yad Vashem verlinkt.
Kompetenzen auf dem Gebiet der Datenbanken gehören zum Pflichtbereich der Informatik. Das Angebot an Lehrbüchern, Vorlesungsformaten und Tools lässt sich jedoch für Lehrende oft nur eingeschränkt in die eigene Lehre integrieren. Als Antwort auf diese Herausforderung werden im Projekt EILD.nrw digitale Inhalte für die Lehre in unterschiedlich konzipierten Studiengängen, Lehrmethoden und technischen Umgebungen entwickelt. Versehen mit einer Creative Commons (CC) Lizenzierung werden die Lerninhalte in der Digitalen Hochschule NRW zur Verfügung gestellt.
Künstliche Intelligenz und Machine Learning sind hochaktuelle Themen in der Informatik. Fortschrittliche Technologien und Vorgehensweisen schaffen neue Einsatzfelder für Anwendungen, die Verhaltensweisen des Menschen erlernen und nachahmen. Dieses innovative Vorgehen birgt jedoch einige Gefahren. Das menschliche Verhalten ist nicht immer objektiv und korrekt. Oft beherrschen Vorurteile das Treffen menschlicher Entscheidungen, sodass Personen diskriminiert werden. Es besteht das Risiko, dass Maschinen diese Verhaltensweise übernehmen.
Hinzu kommt die fehlende Erklärbarkeit der Algorithmen. Je nach Modell ist nicht eindeutig, nach welchen Prinzipien eine Entscheidung getroffen wird. Das erschwert das Aufdecken von Diskriminierung und senkt die Vertrauenswürdigkeit des Systems.
In dieser Arbeit werden Ursachen für Diskriminierung und fehlende Transparenz, sowie Lösungsmethoden erarbeitet. Dabei wird erörtert, inwieweit die beiden Themen aufeinander einspielen und gemeinsam zur Qualität der Software beitragen.
Kompetenzen auf dem Gebiet der Datenbanken gehören zum Pflichtbereich der Informatik. Das Angebot an Lehrbüchern, Vorlesungsformaten und Tools lässt sich jedoch für Lehrende oft nur eingeschränkt in die eigene Lehre integrieren. In diesem Aufsatz schildern wir unsere Erfahrungen in der Nutzung (frei) verfügbarer und der Entwicklung eigener digitaler Inhalte für grundlegende Datenbankveranstaltungen. Die Präferenzen der Studierenden werden mittels Nutzungsanalysen und Befragungen ermittelt. Wir stellen die Anforderungen auf, wie die nicht selten aufwendig herzustellenden digitalen Materialien von Lehrenden in ihre Lehr- und Lernumgebungen integriert werden können. Als konstruktive Antwort auf diese Herausforderung wird das Konzept EILD zur Entwicklung von Inhalten für die Lehre im Fach Datenbanken vorgestellt. Die Inhalte sollen in vielfältigen Lernszenarien eingesetzt werden können und mit einer Creative Commons (CC) Lizenzierung als OER (open educational resources) frei zur Verfügung stehen.
Kern dieser Arbeit ist die Recherche nach Datenbanken mit Personen des Holocaust. Die bei der Recherche gefundenen Datenbanken werden kategorisiert und vorgestellt. Es wird aufgeschlüsselt, welche und wie viele Daten diese enthalten, wie diese Daten dargestellt oder visualisiert werden und mit welchen Kriterien eine Datenbank zu einer bestimmten Person durchsucht werden kann. Im Hinblick auf eine Anreicherung der Personen-Datenbank des Erinnerungsortes der Hochschule Düsseldorf mit zusätzlichen Informationen aus anderen Datenbanken werden Erfahrungen zu diesem Thema vorgestellt. Auf Grundlage dieser Erfahrungen wird evaluiert wie Datenbanken mit der des Erinnerungsortes verknüpft werden können. Zuletzt werden didaktische Konzepte der Holocaustvermittlung vorgestellt, die insbesondere auf das Verhältnis "Individuum zu Vielen" eingehen.
Aufgrund der §§ 2 Abs. 4, 64 Abs. 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz - HG) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
Aufgrund der §§ 2 Abs. 4, 64 Abs. 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz - HG) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
Through constant technical progress, multi-user virtual reality is transforming towards a social activity that is no longer only used by remote users, but also in large-scale location-based experiences. We evaluate the usage of realtime-tracked avatars in co-located business-oriented applications in a "guide-user-scenario" in comparison to audio only instructions. The present study examined the effect of an avatar-guide on the user-related factors of Spatial Presence, Social Presence, User Experience and Task Load in order to propose design guidelines for co-located collaborative immersive virtual environments. Therefore, an application was developed and a user study with 40 participants was conducted in order to compare both guiding techniques of a realtime-tracked avatar guide and a non-visualised guide with otherwise constant conditions. Results reveal that the avatar-guide enhanced and stimulated communicative processes while facilitating interaction possibilities and creating a higher sense of mental immersion for users. Furthermore, the avatar-guide appeared to make the storyline more engaging and exciting while helping users adapt to the medium of virtual reality. Even though no assertion could be made concerning the Task Load factor, the avatar-guide achieved a higher subjective value on User Experience. Due to the results, avatars can be considered valuable social elements in the design of future co-located collaborative virtual environments.
Das Agile Manifest (https://agilemanifesto.org) hat weltweit große Bedeutung erlangt. Der Begriff der Agilität ist allgegenwärtig, sei es in der Softwareentwicklung, im Projektmanagement oder in der Welt der Startups. Aber wie sieht es mit Bildungsprozessen aus? Möchte man nicht auch hier schnell und flexibel auf veränderte Anforderungen oder spontan entstehende Lernbedarfe reagieren? Und erlangen nicht auch hier kooperative, ergebnisoffenere und vor allem selbstorganisierte Lernprozesse zunehmend an Bedeutung, weil sie die Lernenden möglicherweise besser auf die zunehmend digitalisierte Lebens und Arbeitswelt vorbereiten? Und wie steht es um Werte wie Transparenz, Kommunikation auf Augenhöhe, Akzeptanz und Wertschätzung? Definieren sie nicht wichtige Rahmenbedingungen, wie gelehrt und gelernt werden sollte?
Die Sicherheit von Softwareprojekten ist ein zentraler Faktor für ihren Erfolg, der oft nicht ausreichend gewährleistet wird. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Arbeit neue Ansätze entwickelt, um dem Entwickler bei der Durchsetzung der Softwaresicherheit zu helfen. Dafür wird untersucht, welche neuen Ansätze für die Unterstützung bei der Vermeidung ausgewählter Fehler hilfreich sein können, sowie welche konzeptionellen Vor- und Nachteile sie aufweisen.
Zunächst wird ein Überblick über die nötigen Grundlagen für die Entwicklung der neuen Ansätze geschaffen. Elementar ist dabei das Secure Coding Prinzip, nach dem verschiedenste sicherheitsrelevante Implementierungsfehler bereits früh in dem Lebenszyklus eines Softwareprojekts, während seiner Implementierung zu vermeiden sind. Ein Mittel für diesen Zweck sind die sogenannten Secure Coding Richtlinien, die typische Fehler beschreiben und konkrete Vorgehensweisen für ihre Vermeidung und Behebung definieren, aber oft nicht eingehalten werden. Werkzeuge zur statischen Code-Analyse können hierbei Abhilfe schaffen, da sie verschiedenste Fehler automatisiert erkennen und den Entwickler über sie informieren.
Auf der Basis dieser Grundlagen werden Verbesserungsmöglichkeiten untersucht, um den Entwickler anhand von statischer Code-Analyse besser bei der Einhaltung relevanter Secure Coding Richtlinien zu unterstützen. Der Fokus dieser Arbeit liegt dabei auf der Vermeidung von Fehlern bei der Validierung von Eingaben, da diese Fehlerform besonders weit verbreitet und schwerwiegend ist.
Um eine entsprechende Hilfestellung gewährleisten zu können, werden drei Ansätze zur Unterstützung bei der Anwendung von Richtlinien für die Programmiersprache Java näher betrachtet. Diese Ansätze helfen dem Entwickler komplementär zu der Funktionalität herkömmliche Werkzeuge zur statischen Code-Analyse für das Auffinden von Fehlern auch bei der Vermeidung und Behebung dieser Fehler. Die neuen Ansätze basieren auf der Verwendung von textuellen Annotationen für die Umsetzung des Validierungsprozesses einer Eingabe, dem Einsatz einer API zur Validierung einer Eingabe und der Nutzung eines IDE-Plugins, um den nötigen Quellcode für den Validierungsprozess automatisiert zu generieren. Die nähere Betrachtung und Evaluierung dieser Ansätze zeigt, dass der annotationsbasierte Ansatz sich nicht für diesen Zweck eignet, während sowohl der API-basierte Ansatz, als auch der Ansatz für das Generieren des Quellcodes eine effektive und effiziente Ergänzung herkömmlicher Werkzeuge zur statischen Code-Analyse darstellen und dementsprechend in der weiteren Forschung aufgegriffen werden sollten.
Gemäß § 37a des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz - HG) in der Fassung des Gesetzes zur Änderung des Hochschulgesetzes vom 12. Juli 2019, hat das Präsidium im Einvernehmen mit der jeweiligen Dekanin bzw. dem jeweiligen Dekan die folgenden Gleichstellungsquoten (Gender-Diversity-Faktor; § 3 Berufungsordnung vom 04.10.2016) für die Dauer von drei Jahren ab dem 01. Januar 2019 festgesetzt...
Der vierte Teil der Schriftenreihe "Trading" präsentiert eine statistische Auswertung von Kursdaten bei einer Haltefrist von einem Handelstag. Die Statistik beinhaltet Gewinnfaktor bzw. Rendite und Investitionsgrad aus Teil 1 sowie Volatilität, Chance, Risiko und Handelskosten, welche in Teil 3 eingeführt wurden. Kaufbedingungen werden wie in Teil 1 mit Hilfe des Kursverhältnisses an zwei aufeinander folgenden Handelstagen gebildet. Die Auswertung für den Markt FEBRDUSA_1 historischer Kursdaten liefert eine in sich schlüssige Beschreibung des Einflussfaktors Kaufbedingung auf die künftige Kursentwicklung. Den größten Gewinn liefert eine Mean Reversion-Strategie, bei der die Chance deutlich über dem Risiko liegt. Da die Statistik die Begrenzung eingegangener Neuinvestitionen berücksichtigt, werden Übertreibungen vermieden, die einer arithmetischen Mittelwertbildung anhaften. Die statische Auswertung für einen mit Random Walks gebildeten Markt bestätigt, dass für diesen Fall keine Abhängigkeit von der Kaufbedingung besteht.
Verschiedene Studien haben ergeben, dass zunehmend mehr Kinder und Jugendliche unter psychischen Erkrankungen wie Depressionen, Angststörungen und ADHS leiden. Die meisten Betroffenen erhalten jedoch keine Therapie oder werden als behandlungsbedürftig eingestuft. Therapieerfolge erfordern zudem das regelmäßige Durchführen von therapeutischen Übungen während und nach Therapiesitzungen. Die Motivation der Patienten zur kontinuierlichen Mitarbeit stellt jedoch eine zentrale Herausforderung dar, da die Übungen als mühevoll empfunden werden und Therapieerfolge nicht sofort eintreten oder erkennbar sind. Eine digitale, spielerische Trainingsanwendung bietet hier das Potenzial, die Therapie von Kindern und Jugendlichen zu unterstützen wie auch neue Behandlungswege zu eröffnen. Eine solche Anwendung kann die Patienten motivieren, therapiebegleitende Übungen selbstständig und regelmäßig durchzuführen, ihnen Feedback über ihre Leistung geben und sich autonom auf verschiedene Nutzergruppen einstellen. In dieser Arbeit wird untersucht, wie die psychotherapeutische Behandlung von Kindern und Jugendlichen durch digitale Spiele unterstützt werden kann. Hierzu wurden Grundlagen bezüglich Serious Games und Neurogames, BCIs und EEGs wie auch unterschiedlicher therapiebegleitender Maßnahmen untersucht. Des Weiteren wurde der aktuelle Forschungsstand ermittelt und ein Interview mit Psychotherapeuten des LVR-Klinikums Essen zur Eingrenzung der Fragestellung durchgeführt. Auf Basis der erlangten Erkenntnisse wurde ein Serious Game als motivationales Konzentrations- und Aufmerksamkeitstraining für Kinder mit einer Konzentrations- und Aufmerksamkeitsschwäche konzipiert und ein entsprechender Prototyp implementiert. Hierbei handelt es sich um ein Multiplayer-Spiel, welches das Konzentrations-Level der Nutzer über ein MUSE-EEG in das Spiel einbezieht. Zur Evaluierung des entwickelten Prototypen wurden Nutzertests mit 21 Kindern durchgeführt. Hierbei konnten positive Ergebnisse bezüglich der Usability, Technologieakzeptanz und Playfulness des entwickelten Prototypen festgehalten werden. Zudem ergab sich eine positive Auswirkung des Spiels auf die Konzentration der Nutzer. Im Rahmen der Evaluation traten jedoch verschiedene Probleme mit dem MUSE-EEG auf, weshalb sich die Nutzung dieses EEGs im Rahmen der entwickelten Anwendung als ungeeignet erwies.
Der dritte Teil der Schriftenreihe entwickelt die statistische Beschreibung für das Investieren in Wertpapiere weiter, welche in den ersten beiden Teilen begonnen wurde. Die dort eingeführten Statistikgrößen betreffen Gewinnfaktoren bzw. Renditen und den Investitionsgrad. Die neuen Statistikgrößen beinhalten ein Maß für Chance, Risiko, Volatilität sowie Handelskosten. Alle Statistikgrößen hängen von mehreren Investitionsparametern ab, u. a. der Haltefrist, die angibt, wie lange eine eingegangene Investition gehalten wird. Es wird wieder eine endliche Menge von Wertpapieren gehandelt und die Investition in ein Wertpapier setzt voraus, dass eine Kaufbedingung erfüllt ist. Experimentelle Ergebnisse für einen Markt mit historischen Kursdaten sowie für einen Markt mit Random Walks belegen die Stärke der erweiterten Statistik.
Die Digitalisierung fordert kontinuierlich neue Services für bestehende Produkte, revolutioniert Produktionsmethoden und verändert Geschäftsmodelle. Continuous Delivery bietet in der agilen Softwareentwicklung mit kurzen Entwicklungszyklen die Antwort auf diesen Wandel. Die Verwendung einer Continuous Delivery-Umgebung (CD-Umgebung) erfordert einerseits zwar einen initialen Einrichtungsaufwand. Andererseits kann durch den Einsatz einer CD-Umgebung das gesamte Projekt an Schnelligkeit gewinnen. In Kombination mit Microservice-Architekturen lassen sich kleine Deployment-Einheiten umsetzen. Microservice-Architekturen bringen einen Mehrwert durch Flexibilität, Skalierung, Automatisierung, standardisierte Schnittstellen und Ausfallsicherheit. Microservices fungieren autark in verteilten Systemen und weisen nur sehr geringe Abhängigkeiten zu anderen Services auf. Die Kommunikation findet über einheitliche Schnittstellen statt, weshalb Implementierungsdetails der Microservices nach außen betrachtet irrelevant sind.
Für die Umsetzung der CD-Umgebung wird der web-basierte Git-Repository-Manager GitLab in Kombination mit der Container-Orchestrierungsplattform Kubernetes verwendet, da sich beide Programme einfach integrieren lassen.
Innerhalb eines Tutorials wird, basierend auf Best Practices anhand des Beispiels der HSD-Card, erläutert wie eine Microservice-Architektur mit Spring Boot, als Anwendung umgesetzt werden kann. Für die Erstellung der Microservice-Architektur legt das Tutorial Schwerpunkte auf die Verwendung von Software Design Pattern (DDD), die Struktur innerhalb Spring Boot, die Kommunikation via REST sowie die Skalierung, das Load-Balancing und die Überführung in die CD-Umgebung.
Land of High Hopes
(2019)
We are living in the era of sophisticated, state-of-the-art technology, artificial intelligence, accelerating data sciences at ultimate speed and sheer unlimited possibilities. We are able to shoot unmanned rockets equipped with vehicles into the orbit. We can afford to spend fortunes on research and development. However, and that leaves me bloodcurdling and furious, we haven´t managed yet to settle at least some of the most pressing global humanitarian needs: access to food, water, electricity, education and healthcare. So how can we be proud of any achievements? What does make us proud anyway?! ...
Diese Masterarbeit beschreibt den Entwurf und die Neuimplementierung von What the Hack, einem digitalen Serious Game zur Verbesserung von Information Security Awareness. What the Hack ist ursprünglich in einem Studentenprojekt entstanden und soll in der Unity Game Engine neu implementiert, erweitert und verbessert werden.
Nach einer Untersuchung gängiger Literatur auf Merkmale eines guten Serious Games wird der aktuelle Markt von Serious Games zum Thema Information Security Awareness untersucht. Es zeigt sich, dass es dem Markt an Spielen für eine fortgeschrittene, technische Zielgruppe mangelt. Ebenfalls ersichtlich wird, dass sich wenige Spiele spezialisieren oder anpassen lassen. Es folgt eine Bestandsaufnahme der originalen Implementierung. Mit den Ergebnissen der theoretischen Untersuchungen wird die originale Implementierung von What the Hack auf Kriterien eines guten Serious Games untersucht. Anschließend werden Anforderungen für die Neuimplementierung von What the Hack gestellt. Es folgt eine Beschreibung des Game Designs und der Implementierung wichtiger Eigenschaften des Spiels, wie die Unterstützung von Schwierigkeitsgraden und der Erweiterbarkeit.
Abschließend folgt eine Analyse der Neuimplementierung. Es zeigt sich, dass das Spiel die gestellten Anforderungen erfüllt und What the Hack sich zu einer, auf eine technische Zielgruppe fokussierte, Serious Game Plattform entwickelt hat.