TY - BOOK A1 - Reuter, Bernhard T1 - Generalisierte Markov-Modellierung N2 - Markov State Models (MSM) sind der Goldstandard zur Modellierung biomolekularer Dynamik, da sie die Identifizierung und Analyse metastabiler Zustände ermöglichen. Die robuste Perron-Cluster-Cluster-Analyse (PCCA+) ist ein verbreiteter Spectral-Clustering-Algorithmus, der für das Clustering hochdimensionaler MSM verwendet wird. Da die PCCA+ auf reversible Prozesse beschränkt ist, wird sie zur Generalisierten PCCA+ (G-PCCA) verallgemeinert, die geeignet ist, nichtreversible Prozesse aufzuklären. Bernhard Reuter untersucht hier mittels G-PCCA die nichtthermischen Auswirkungen von Mikrowellen auf die Proteindynamik. Dazu führt er molekulardynamische Nichtgleichgewichtssimulationen des Amyloid-β-(1–40)-Peptids durch und modelliert diese. Y1 - 2020 SN - 978-3-658-29711-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-29712-1 PB - Springer Spektrum, Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Weber, Marcus A1 - Weitere Autoren, ED - Reichardt, Christine T1 - DIN SPEC 2343: Übertragung von sprachbasierten Daten zwischen Künstlichen Intelligenzen - Festlegung von Parametern und Formaten JF - Beuth Verlag N2 - Dieses Dokument legt Parameter und Formate für die Übertragung sprachbasierter Daten zwischen verschiedenen KI-Ökosystemen fest. Y1 - 2020 ER - TY - JOUR A1 - Fackeldey, Konstantin A1 - Gorgulla, Christoph A1 - Weber, Marcus T1 - Neue Medikamente dank Supercomputern JF - Spektrum der Wissenschaft N2 - Die aktuelle Pandemie verdeutlicht, wie wichtig es ist, rasch geeignete Arzneimittel zu finden. In Computer­simulationen gelingt das erheblich schneller als im Labor. Gegen das Coronavirus ließen sich auf diese Weise bereits Wirkstoffkandidaten identifizieren. Y1 - 2021 IS - 11 SP - 40 EP - 46 ER - TY - JOUR A1 - Becks, Henrik A1 - Lippold, Lukas A1 - Winkler, Paul A1 - Rohrer, Maximilian A1 - Leusmann, Thorsten A1 - Anton, David A1 - Sprenger, Bjarne A1 - Kähler, Philipp A1 - Rudenko, Iryna A1 - Andrés Arcones, Daniel A1 - Koutsourelakis, Phaedon-Stelios A1 - Unger, Jörg F. A1 - Weiser, Martin A1 - Petryna, Yuri A1 - Schnellenbach-Held, Martina A1 - Lowke, Dirk A1 - Wessels, Henning A1 - Lenzen, Armin A1 - Zabel, Volkmar A1 - Könke, Carsten A1 - Claßen, Martin A1 - Hegger, Josef T1 - Neuartige Konzepte für die Zustandsüberwachung und -analyse von Brückenbauwerken – Einblicke in das Forschungsvorhaben SPP100+ JF - Bauingenieur N2 - Die Brückeninfrastruktur in Deutschland und Europa steht aufgrund steigender Verkehrslasten und alternder Bauwerke vor erheblichen Herausforderungen. Das DFG-Schwerpunktprogramm 2388 „Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ (SPP100+) strebt an, durch digitale Innovationen und prädiktive Instandhaltungsstrategien die Nutzungsdauer bestehender Brückenbauwerke zu verlängern. Der vorliegende Beitrag fokussiert sich auf das SPP100+ zugehörige Cluster „Monitoring und Simulation“, das sieben Teilprojekte umfasst. Die Projekte entwickeln fortschrittliche Methoden zur Überwachung und Zustandsbewertung von Brücken mittels Digitaler Zwillinge, hochauflösender Sensortechnik und numerischer Simulationen. Innovative Ansätze wie nichtlineare Modellanpassungen, stochastische Methoden und künstliche Intelligenz ermöglichen eine präzise und frühzeitige Identifizierung potenzieller Schäden. Die Kombination aus kontinuierlichem Bauwerksmonitoring und effizienter Datenauswertung ist entscheidend für die langfristige Sicherheit und Langlebigkeit bestehender Brücken und trägt darüber hinaus zur Ressourcenschonung bei. N2 - Bridges in Germany and across Europe face significant challenges due to increasing traffic loads and aging structures. The DFG Priority Programme 2388 “Hundred Plus – Extending the Lifetime of Complex Engineering Structures through Intelligent Digitalization” (SPP100+) aims to extend the lifespan of existing bridge structures through digital innovations and predictive maintenance strategies. This paper focuses on the SPP100+ affiliated cluster “Monitoring and Simulation,” which encompasses seven sub-projects. These projects develop advanced methods for monitoring and assessing the condition of bridge structures using digital twins, high-resolution sensor technology, and numerical simulations. Innovative approaches such as nonlinear model adjustments, stochastic methods, and artificial intelligence facilitate precise and early identification of potential damages. The combination of continuous structural monitoring and efficient data evaluation is crucial for the long-term reliability and durability of existing bridges and contributes to resource conservation. T2 - Novel Concepts for the Condition Monitoring and Analysis of Bridge Structures – Insights into the SPP100+ Research Project Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.37544/0005-6650-2024-10-63 VL - 99 IS - 10 SP - 327 EP - 338 ER - TY - BOOK A1 - Ternes, Thomas A1 - Bauer, Karl-Heinz A1 - Brauer, Frank A1 - Drewes, Jörg A1 - Joss, Adriano A1 - Hiller, Georg A1 - Jewell, Kevin A1 - Oehlmann, Jörg A1 - Radke, Michael A1 - Schulte-Oehlmann, Ulrike A1 - Schwartz, Thomas A1 - Seel, Peter A1 - Völker, Jeanette A1 - Weber, Lilo A1 - Weber, Marcus ED - Wilhelm, Christian T1 - Handlungsempfehlung zur integrativen Bewertung der weitergehenden Abwasserbehandlung von kommunalen Kläranlagen N2 - Das vorliegende Statuspapier beschreibt ein Konzept zur weitergehenden Abwasserbehandlung für die Bewertung von Aufbereitungsverfahren, sowohl in einer Pilotphase zur Auswahl von Verfah- rensoptionen als auch für die Bewertung großtechnischer Anlagen. Y1 - 2023 SN - 978-3-96862-563-8 VL - T1/2023 PB - DWA / GDCh ER - TY - GEN A1 - Betz, Fridtjof A1 - Binkowski, Felix A1 - Burger, Sven T1 - RPExpand: Software for Riesz projection expansion of resonance phenomena [Source Code] Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.24433/CO.2372084.v1 ER - TY - JOUR A1 - Ernst, Ariane A1 - Unger, Nathalie A1 - Schütte, Christof A1 - Walter, Alexander A1 - Winkelmann, Stefanie T1 - Rate-limiting recovery processes in neurotransmission under sustained stimulation JF - Mathematical Biosciences N2 - At chemical synapses, an arriving electric signal induces the fusion of vesicles with the presynaptic membrane, thereby releasing neurotransmitters into the synaptic cleft. After a fusion event, both the release site and the vesicle undergo a recovery process before becoming available for reuse again. Of central interest is the question which of the two restoration steps acts as the limiting factor during neurotrans-mission under high-frequency sustained stimulation. In order to investigate this question, we introduce a novel non-linear reaction network which involves explicit recovery steps for both the vesicles and the release sites, and includes the induced time-dependent output current. The associated reaction dynamics are formulated by means of ordinary differential equations (ODEs), as well as via the associated stochastic jump process. While the stochastic jump model describes a single release site, the average over many release sites is close to the ODE solution and shares its periodic structure. The reason for this can be traced back to the insight that recovery dynamics of vesicles and release sites are statistically almost independent. A sensitivity analysis on the recovery rates based on the ODE formulation reveals that neither the vesicle nor the release site recovery step can be identified as the essential rate-limiting step but that the rate- limiting feature changes over the course of stimulation. Under sustained stimulation the dynamics given by the ODEs exhibit transient dynamics leading from an initial depression of the postsynaptic response to an asymptotic periodic orbit, while the individual trajectories of the stochastic jump model lack the oscillatory behavior an asymptotic periodicity of the ODE-solution. Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1016/j.mbs.2023.109023 VL - 362 ER - TY - THES A1 - Rabben, Robert Julian T1 - Ein holistischer Ansatz zur Analyse molekularer Konformationen auf der Basis von ISOKANN Y1 - 2022 ER - TY - GEN A1 - Ternes, Thomas A1 - Bauer, Karl-Heinz A1 - Brauer, Frank A1 - Drewes, Jürgen A1 - Jewell, Kevin A1 - Joss, Adriano A1 - Oehlmann, Jörg A1 - Radtke, Michael A1 - Schulte-Oehlmann, Ulrike A1 - Schwartz, Thomas A1 - Seel, Peter A1 - Völker, Jeanette A1 - Weber, Lilo A1 - Weber, Marcus T1 - Handlungsempfehlung zur integrativen Bewertung der weitergehenden Abwasserbehandlung von kommunalen Kläranlagen T2 - DWA-Themen N2 - Der DWA-Themenband beschreibt ein Konzept zur weitergehenden Abwasserbehandlung für die Bewertung von Aufbereitungsverfahren, sowohl in einer Pilotphase zur Auswahl von Verfahrensoptionen als auch für die Bewertung großtechnischer Anlagen. Emissionsseitig basiert das Konzept auf bereits regulatorisch definierten Parametern wie anorganischen Stickstoff-Verbindungen oder Phosphat sowie auf neuen noch nicht in der Abwasserverordnung regulierten Parametern. Die immissionsseitige Betrachtung erfolgt auf Basis der rechtlich durch die Europäische Wasserrahmenrichtlinie und andere Anforderungen bindenden Instrumente. Hierfür werden spezifische Vorgehensweisen vorgeschlagen. Anhand zweier ausgewählter Praxisbeispiele wird deutlich, dass es zur Bewertung der Verfahrensoptionen an einem Standort dienlich ist, ausgewählte Reduktionen bzw. Entfernungen von Stoffen, Organismen und Effekten zu bestimmen. Y1 - 2023 VL - T1/2023 PB - DWA ER - TY - BOOK A1 - Deuflhard, Peter A1 - Weiser, Martin T1 - Numerische Mathematik 3. Adaptive Lösung partieller Differentialgleichungen Y1 - 2020 SN - 978-3-11-069168-9 U6 - https://doi.org/10.1515/9783110689655 PB - de Gruyter ET - 2 ER - TY - GEN A1 - Musial, Anna A1 - Sek, Grzegorz A1 - Schneider, Philipp-Immanuel A1 - Reitzenstein, Stephan T1 - Fiber-coupled solid-state-based single-photon sources T2 - Specialty Optical Fibers Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/B978-0-443-18495-6.00004-4 SP - 345 EP - 384 PB - Woodhead Publishing ER - TY - JOUR A1 - Schweigart, Fleur T1 - KARTHAGO, TUNESIEN Datengesteuerte Modellierung des Romanisierungsprozesses in Nordafrika JF - e-Forschungsberichte des Deutschen Archäologischen Instituts. Berlin: Deutsches Archäologisches Institut, Zentrale. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.34780/d469-84h2 VL - Fasc. 1 ER - TY - CHAP A1 - Kostre, Margarita A1 - Sunkara, Vikram A1 - Djurdjevac Conrad, Natasa T1 - Inference of historical influence networks T2 - International Conference on Complex Networks & Their Applications Proceedings N2 - We study the romanization process of northern Africa from 50 BC till 300 AD. Our goal is to infer the communication strength between different subregions, based on the evolution of the status of cities. Herefore, we use the general inverse infection model, that infers the weights of a known underlying network, given observations of the spreading on this network. As infection process we choose the SI metapopulation model, where I stands for a city with a Roman status. To solve the minimization problem we use the particle swarm optimization algorithm with a specific choice of parameters. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.12752/8558 SP - 110 EP - 113 ET - International Conference on Complex Networks & Their Applications ER - TY - JOUR A1 - Frank, Anna-Simone A1 - Sikorski, Alexander A1 - Röblitz, Susanna T1 - Spectral clustering of Markov chain transition matrices with complex eigenvalues JF - Journal of Computational and Applied Mathematics N2 - The Robust Perron Cluster Analysis (PCCA+) has become a popular spectral clustering algorithm for coarse-graining transition matrices of nearly decomposable Markov chains with transition states. Originally developed for reversible Markov chains, the algorithm only worked for transition matrices with real eigenvalues. In this paper, we therefore extend the theoretical framework of PCCA+ to Markov chains with a complex eigen-decomposition. We show that by replacing a complex conjugate pair of eigenvectors by their real and imaginary components, a real representation of the same subspace is obtained, which is suitable for the cluster analysis. We show that our approach leads to the same results as the generalized PCCA+ (GPCCA), which replaces the complex eigen-decomposition by a conceptually more difficult real Schur decomposition. We apply the method on non-reversible Markov chains, including circular chains, and demonstrate its efficiency compared to GPCCA. The experiments are performed in the Matlab programming language and codes are provided. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.cam.2024.115791 VL - 444 SP - 115791 ER -