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KIM: Kaos In der Medizin
(2024)
Die sichere E-Mail-Infrastruktur für Ärzt*innen, Apotheker*innen, Krankenversicherungen und Kliniken in Deutschland, KIM - Kommunikation im Gesundheitswesen - ist mit über 200 Millionen E-Mails in den vergangenen zwei Jahren eine der am meisten genutzten Anwendungen in der Telematikinfrastruktur. Mit dem Ausgeben von S/MIME-Zertifikaten für alle medizinische Beteiligten in Deutschland verspricht KIM sichere Ende-zu-Ende-Verschlüsselung von E-Mails zwischen Heilberufler*innen in ganz Deutschland.
In diesem Paper analysieren wir die KIM-Spezifikation sowie eine beispielhafte KIM-Installation in einer deutschen Zahnarztpraxis. Wir zeigen, dass KIM kryptografisch ein sehr hohes Sicherheitslevel erfüllt, doch in der Verarbeitung der E-Mails bei den Clients eine schwerwiegende Sicherheitslücke besteht. Weiterhin zeigen wir zwei Sicherheitslücken in dem KIM-Verarbeitungsmodul eines großen deutschen Unternehmens für medizinische Software. Diese Defizite zeigen außerdem Mängel in dem verpflichtenden Zulassungsprozess der KIM-Komponenten auf.
Der Spreadsheet Energy System Model Generator (SESMG) ist ein Werkzeug zur Modellierung und Optimierung von (urbanen) Energiesystemen. Der SESMG hat eine browserbasierte grafische Benutzeroberfläche, eine tabellenbasierte Dateneingabe und eine ausführliche Dokumentation, was einen einfachen Einstieg ermöglicht. Zudem erfordern die Installation und Anwendung keine Programmierkenntnisse. Im SESMG sind verschiedene Modellierungsmethoden implementiert, wie z. B. die Anwendung des Multi-Energie-System-Ansatzes, die multikriteriale Optimierung, modellbasierte Methoden zur Reduktion des Rechenaufwands sowie die automatisierte Erstellung von räumlich hoch aufgelösten Energiesystemmodellen. Somit können urbane Energiesysteme mithilfe des SESMGs mit vergleichsweise geringem Aufwand, aber unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Parametern und Randbedingungen, modelliert und optimiert werden.
Assistenzrobotik für verhaltenstherapeutische Förderprogramme: Möglichkeiten und Limitierungen.
(2024)
Hintergrund:
Im BMBF-geförderten Forschungsprojekt MigrAVE (Multilinguales Online-Lernportal und transkultureller Roboter-Lernassistent für ASS) wurde neben einer Online-Informationsplattform ein Assistenzroboter zur Förderung autistischer Kinder im Rahmen verhaltenstherapeutischer Interventionsprogramme auf der Basis am Markt verfügbarer Hardware entwickelt. Der Roboter ist mit einem KI-basierten Zustandserkennungssystem ausgestattet, das das Engagement durch
Blickrichtungs- und Gesichtsmerkmalsanalysen automatisiert auswertet.
Dies ermöglicht dem Roboter, Aufgaben eigenständig zu initiieren und die Aufmerksamkeit der Kinder während der Ausführung zu überwachen. Zudem interveniert der Roboter mit einer kindgerechten Ansprache, sobald z.B. Ablenkung des Kindes festgestellt wird.
Methodik:
Zunächst wurde eine umfassende Anforderungsanalyse zu den Bedürfnissen
der möglichen Nutzer, ihrer betreuenden Therapeuten und Angehörigen
durchgeführt. Im Rahmen einer Lerndatenerhebung wurden im nächsten
Schritt Audio- und Videodaten von Kind-Roboter-Interaktionen gesammelt.
Die so erhobenen Daten wurden annotiert und bildeten die Grundlage für
das Training von Engagementdetektions-Modellen und entsprechenden
Coping-Reaktionen des Roboters. Feldversuche evaluierten die
Klassifikationsergebnisse der Detektionsalgorithmen und die Wirksamkeit
der Roboter-Coping-Reaktionen. Basierend auf den Ergebnissen erfolgten
im Anschluss Redesign- und Verfeinerungsarbeiten. Eine abschließende
Online-Studie bewertete schließlich die Akzeptanz bei den Endnutzern.
Ergebnisse:
Für den Roboter-Lernassistenten wurde ein KI-basiertes
Engagement-Erkennungs-System entwickelt, welches die Besonderheiten von
Kindern im Autismus-Spektrum berücksichtigt und die Durchführung
verhaltenstherapeutischer Lernprogramme ermöglicht. Im Rahmen der
durchgeführten Feldevaluation des Roboters wurde sein Einsatz als
hilfreich bewertet, um Lernerfolg und Motivation der Kinder zu steigern.
Weiterer technischer Entwicklungsbedarf besteht hinsichtlich der
Handlungs-, Reaktions- und Bewegungsmöglichkeiten des Roboters sowie der
Personalisierbarkeit.
Schlussfolgerungen:
Grundsätzlich ist der Einsatz von Assistenzrobotern als Unterstützung im
Rahmen verhaltenstherapeutischer Förderprogramme möglich; mittlerweile
weisen die am Markt verfügbaren Systeme in Verbindung mit der im Projekt
entwickelten Software dem Grunde nach zentrale Fähigkeiten für
Zustandserkennung und eine adressatengerechte Kommunikation auf.
Reaktionsrepertoire, -geschwindigkeit und -individualisierung müssen bis
zur Praxistauglichkeit noch erweitert werden.
Hintergrund:
Im BMBF-geförderten Forschungsprojekt MigrAVE wurde neben einem Assistenzroboter zur Unterstützung autistischer Kinder im Rahmen verhaltenstherapeutischer Interventionen eine multilinguale Online-Informationsplattform zu ASS entwickelt. Die Inhalte wurden auf Basis einer Anforderungsanalyse und einer Bestandsaufnahme verfügbarer Lernmaterialien, Texte und Informationssammlungen ausgewählt und gestaltet.
Methodik:
Die als Prototyp entwickelte MigrAVE-Plattform ist in einen offen zugänglichen und einen Log-In-Bereich unterteilt.
Der offene Bereich beinhaltet umfangreiche Informationen zur Symptomatik, Diagnostik sowie zu evidenzbasierten Interventionsmöglichkeiten bei ASS.
Dazu kommt eine umfangreiche Sammlung an Links zu Kontaktstellen, Literatur, Social-Media-Kanälen, sozialrechtlichen Informationen sowie verwandten Forschungsprojekten. Die genannten Inhalte werden in deutscher und englischer Sprache präsentiert. Zudem sind Info-Videos in derzeit acht Sprachen (Deutsch, Englisch, Spanisch, Polnisch, Türkisch, Ukrainisch, Arabisch und Russisch) verfügbar. Der Log-In-Bereich richtet sich an Therapeuten und Eltern, die an verhaltenstherapeutischen Förderprogrammen teilnehmen und die Online-Ressourcen ergänzend nutzen können. In diesem Bereich sind eine vertiefende Einführung in die Grundlagen und die Anwendung der autismusspezifischen Verhaltenstherapie und eine große Auswahl an Arbeitsmaterialien zum Download verfügbar. Die Beschränkung dient einer reflektierten und supervidierten Nutzung im Rahmen qualifizierter Förderprogramme.
Der Plattform-Prototyp wurde mit Blick auf Zugänglichkeit und Relevanz der präsentierten Inhalte zu Gebrauchstüchtigkeit (Usability Evaluation) und Benutzererfahrung (User Experience) durchgeführt, um die Gütekriterien nach der ISO (Effektivität, Effizienz und Zufriedenheit) zu erheben.
Ergebnisse:
Die Ergebnisse der Evaluation zeigen eine positive Nutzerbewertung bezüglich Umfang, Informationsgehalt, Glaubwürdigkeit und Verständlichkeit. Aus der Evaluation ergaben sich in einer ersten Iteration Redesign- und Verfeinerungsarbeiten zum User-Interface sowie
Recherche- und Servicefunktionen. Eine praktische Nutzung als therapiebegleitende Ressource ist für 2024 im Frühinterventionsprogramm „Münsteraner Intensivprogramm für Kinder mit Autismus“ und kooperierenden Programmen beabsichtigt.
Schlussfolgerungen:
Der Prototyp für ein qualitätsgesichertes und mehrsprachiges internetgestütztes Informationsangebot zu ASS konnte erfolgreich entwickelt und evaluiert werden. Die Teilung in ein allgemein zugängliches Material einer- und spezifischen Therapiesupport für Familien, die sich in professioneller Betreuung befinden, andererseits erscheint als eine sinnvolle Konzeption.
S/MIME and OpenPGP use cryptographic constructions repeatedly shown to be vulnerable to format oracle attacks in protocols like TLS, SSH, or IKE. However, format oracle attacks in the End-to-End Encryption (E2EE) email setting are considered impractical as victims would need to open many attacker-modified emails and communicate the decryption result to the attacker. But is this really the case?
In this paper, we survey how an attacker may remotely learn the decryption state in email E2EE. We analyze the interplay of MIME and IMAP and describe side-channels emerging from network patterns that leak the decryption status in Mail User Agents (MUAs). Concretely, we introduce specific MIME trees that produce decryption-dependent net work patterns when opened in a victim’s email client.
We survey 19 OpenPGP- and S/MIME-enabled email clients and four cryptographic libraries and uncover a side-channel leaking the decryption status of S/MIME messages in one client. Further, we discuss why the exploitation in the other clients is impractical and show that it is due to missing feature support and implementation quirks. These unintended defenses create an unfortunate conflict between usability and security. We present more rigid countermeasures for MUA developers and the standards to prevent exploitation.
Durch ihre multifunktionale Wirkung leisten Baumrigolen einen wichtigen Beitrag zur Klimafolgenanpassung. Baumrigolen kombinieren die Bewässerung von Stadtgrün mit dem Rückhalt und der Versickerung von Oberflächenabflüssen. Vor allem die Sys-teme mit Speicherelementen können zur Reduktion des Überflutungsrisikos beitragen. Den Baum selbst zeichnet bereits seine gestalterische Wirkung im urbanen Raum aus. Zusätzlich beeinflussen Bäume durch Beschattung und Verdunstung das Stadtklima positiv. Ergebnisse der Untersuchungen von Rigolensystemen im Nottul-ner Gemeindebereich belegen den positiven Effekt im wasserwirtschaftlichen Kontext. Durch Simulationsrechnungen und Messdaten wurden die versickerten und verduns-teten mit den abgeleiteten Abflussanteilen verglichen. Bislang zählen allerdings die Bedürfnisse von Bäumen nicht zu Fragestellungen, die bei der Bemessung wasser-wirtschaftlicher Systeme im Fokus stehen. Hier besteht noch erheblicher Klärungsbedarf.
Expertenevaluation der ergonomischen und sicherheitstechnischen Gestaltung von Krankenhausbetten
(2023)
Traditionelle, lineare Energiesysteme werden zunehmend zu vernetzten, regenerativen Energiesystemen transformiert. Mit dem auf dem „Open Energy Modelling Framework” (oemof) basierenden „Spreadsheet Energy System Model Generator” (SESMG) wurde ein Tool entwickelt, welches die Komplexität und Wechselwirkungen moderner Energiesysteme auf urbaner Ebene automatisiert abbildet. Zur Erstellung individueller Energiesystemmodelle sind ausschließlich quartiersspezifische Parameter notwendig, technische und wirtschaftliche Parameter sind standardmäßig hinterlegt. Mit Hilfe von Algorithmen werden Energieversorgungsszenarien identifiziert, welche individuell definierte Zielgrößen (z. B. monetäre Kosten oder Treibhausgasemissionen) minimieren. Durch die implementierten Methoden zur Modellvereinfachungen können auch mit begrenzten Rechenressourcen (insb. Rechenzeit und Arbeitsspeicherbedarf) große Systeme modelliert und optimiert werden. Die Zielszenarien werden als Diagramme und für die Weiterverarbeitung mit Geoinformationssystemen aufbereitet, sodass die Ergebnisse analysiert, plausibilisiert und präsentiert werden können.
Im Zuge des Klimawandels wird der landwirtschaftliche Bewässerungsbedarf auch in Deutschland zukünftig steigen. Die EU-Verordnung 2020/741 stellt Mindestanforderungen an die Wiederverwendung weitergehend aufbereiteten kommunalen Abwassers zur landwirtschaftlichen Bewässerung, um die Nutzung natürlicher Wasserressourcen hierfür zu begrenzen. Die EU-Verordnung wird am 26. Juni 2023 Gültigkeit erlangen und soll in Deutschland in das Wasserhaushaltsgesetz eingebettet und um eine neue Bundesverordnung ergänzt werden. Zentrales Element der Wasserwiederverwendung wird der für jeden Einzelfall zu erstellende Risikomanagementplan sein, der der Minimierung möglicher hiermit verbundener Risiken dient. Als Hilfestellung für die praktische Umsetzung von Wasserwiederverwendung wird die DWA die Merkblattreihe M-1200 veröffentlichen.
Durchgängige Digitalisierung industrieller Abläufe am Beispiel der Modellfabrik der FH Münster
(2023)
Die Modellfabrik der FH Münster erlaubt durch den Umfang und die Komplexität der enthaltenen Automatisierungsaufgaben sowie einen Aufbau aus industriellen Komponenten eine praxisnahe Lehre im Bereich aktueller Anlagenautomatisierung und darüber hinausgehenden Funktionen im Sinne einer durchgängigen Digitalisierung. Die verwendete Unterscheidung der durchgängigen Digitalisierung in horizontale und vertikale Verknüpfungen wird veranschaulicht. Aufbauend auf Erfahrungen mit der Vorgängeranlage werden Neuerungen der 2021 aufgebauten neuen Modellfabrik vorgestellt. Neuerungen umfassen insbesondere die Modularisierung der Anlage, das umgesetzte Sicherheitskonzept, einen Webshop mit Onlinekonfigurator, eine Webvisualiserung des Anlagenzustandes inklusive der Energieverbräuche, sowie Möglichkeiten zur virtuellen Inbetriebnahme. Weiterhin wird das aktuelle Konzept zur Erweiterung der horizontalen digitalen Durchgängigkeit mittels der Einbindung eines autonomen mobilen Roboters in die Modellfabrik vorgestellt.
Solid State Synthesis and Reflection Spectra of Ce2Zr3(MoO4)9:Ti and Ce2Zr3(MoO4)9:Ti,Eu, FEMS
(2023)
Numerical investigation of a transonic dense gas flow over an idealized blade vane configuration
(2023)
The paper describes the design, facilitation and outcomes of a series of workshops with faculty, staff and students from a teacher education program specialized in vocational education and training (VET). We analyze and reflect upon the facilitation techniques, discussion and participation results, and evaluation of the workshop series. Practitioners and researchers alike will find this article a valuable source for contemplating the effectiveness of design thinking, making and serious play in teacher education. While our case study is situated in the particular context of preparing future vocational teachers within the German VET system, the resulting concepts are applicable to other teacher education programs
Entwicklung eines Konzeptes zur Nachrüstung von Regenklärbecken mit technischen Regenwasserfiltern
(2023)
The use of computational modeling and simulation (CMS) as a tool for gaining insight into the technical performance and safety of medical devices has emerged continuously over the past years. However, to rely on information and decisions derived from model predictions, it is essential to establish model credibility for the specific context of use. Limited regulatory requirements and lack of consensus on the level of verification and validation activities required result in rare use of CMS as a source of evidence in the medical device approval process. The American Society of Mechanical Engineers (ASME) developed a risk-informed framework to establish appropriate credibility requirements of a computational model: the ASME V&V 40?2018 standard. This paper aims to outline the concepts of this standard and to demonstrate its application using an example from the orthotics field. The necessary steps to establish model credibility for a custom?made 3D printed wrist hand orthosis (WHO) are presented. It is shown that the credibility requirements of each verification and validation activity depend on model risk by applying two different contexts of use to the same computational model.
A communication over an Internet Protocol (IP) based network fails if an endpoint sends packets that are too big to reach their destination and if the sender is unable to detect that. The node on the path that drops these packets should respond with a Packet Too Big (PTB) message. However, multiple scenarios exist in which the sender will not receive a PTB message. Even if it does, it refrains from using the information in case it suspects that a potential attacker forged the message. In particular, we are not aware of any implementation of the secure transport protocol QUIC (e.g., used by HTTP/3) that processes PTB messages. In this paper, we present a novel parameterizable PTB detection algorithm for reliable transport protocols that does not depend on PTB messages. We further describe how to integrate our algorithm into QUIC, present results from an evaluation using the algorithm within a QUIC simulation model and, based on these results, suggest concrete parameter values.
Wastewater Generation Model to Predict Impacts of Urine Separation on Wastewater Treatment Plants
(2023)
Wastewater treatment plants are under increasing pressure to enhance resource efficiency and reduce emissions into water bodies. Separation of urine within the catchment area may be an alternative to mitigate the need for costly expansions of central wastewater treatment plant. While previous investigations assumed a spatially uniform implementation of urine separation across the catchment area, the present study introduces a modelling framework which allows to determine the influence of targeted urine separation on the operation and emissions of central wastewater treatment plants. The framework includes an adapted stochastic wastewater generation model, the Stormwater Management Model, and Activated Sludge Model No. 3 with Bio-P module (SIMBA#). The entire application is embedded in the R programming language. The model is validated by an extensive sampling and measurement campaign. Preliminary results based on observed and simulated wastewater generation and transport for a catchment area of 436 residents indicate the suitability of the model for wastewater generation and transport modelling, but also show further need for calibration.
A novel approach for ventilation systems is a periodically varying supply air flow rate, the so-called unsteady mode of operation. So far, useful effects of this unsteady operating mode have been observed, but the effect mechanisms are still unknown. In this manuscript, simulations using the recently proposed k-ω-ζ - f model implemented in a sensitized RANS computational framework for a cuboid room with swirl diffusers are compared and validated with PIV measurements.
In-depth analysis of customer journeys to broaden the understanding of customer behaviors and expectations in order to improve the customer experience is considered highly relevant in modern business practices. Recent studies predominantly focus on retrospective analysis of customer data, whereas more forward-directed concepts, namely predictions, are rarely addressed. Additionally, the integration of robotic process automation (RPA) to potentially increase the efficiency of customer journey analysis is not discussed in the current field of research. To fill this research gap, this paper introduces “customer journey mining”. Process mining techniques are applied to leverage digital customer data for accurate prediction of customer movements through individual journeys, creating valuable insights for improving the customer experience. Striving for improved efficiency, the potential interplay of RPA and customer journey mining is examined accordingly. The research methodology followed is based on a design science research process. An initially defined customer journey mining artifact is operationalized through an illustrative case study. This operationalization is achieved by analyzing a log file of an online travel agency functioning as an orientation for researchers and practitioners while also evaluating the initially defined framework. The data is used to train seven distinct prediction models to forecast the touchpoint a customer is most likely to visit next. Gradient-boosted trees yield the highest prediction accuracy with 43.1%. The findings further indicate technical suitability for RPA implementation, while financial viability is unlikely.
Against the setting of an increasing need for innovation and low margins, companies in the logistics
sector are facing highly competitive pressure. One field with high potential for optimization lies within
damage quotas. The use of big data analytics or data mining represents a promising approach to face
this challenge. However, within supply chain management, data mining is hardly being researched on
regarding damage quotas and thus not being utilized to its full possible extend. At the current time it
seems to predominantly be used for route and utilization optimization while the analysis of delivery
damages is hardly considered.
The aim of this research is therefore to showcase an initial approach for data mining in logistics to predict
delivery damage probabilities and to validate this by means of a multiple case study research. To create
a sound basis for evaluation, the groundwork is laid out based on CRISP-DM by the analysis of reference
data (German road-cargo market).
As a central result it is noted that data mining can systematically be used to help reducing the damages
by forecasting the probabilities of damages occurring during transport in dependence of different factors.
The approach can be utilized across different markets as long as sufficient data tracking delivery
damages is being collected within a company. Challenges arise in the field of air- and sea-freight.
Hintergrund:
Ziel des wissenschaftlichen Projekts MigrAVE (Multilinguales Online-Lernportal und transkultureller Roboter-Lernassistent für Autismus-Spektrum-Störungen) ist die Entwicklung eines Lernassistenz-Roboters, der autistische Kinder und ihre Therapeuten bei der Durchführung von Lernprogrammen im Rahmen verhaltenstherapeutischer Interventionen unterstützt. Die Ausstattung mit einem KI-basierten Zustandserkennungssystem ermöglicht es dem Roboter, Übungen zu initiieren und die Aufmerksamkeit der Kinder während der Ausführung zu überwachen. Weiterhin soll der Roboter intervenieren, wenn Verhaltensweisen erkannt werden, die den Lernprozess beeinträchtigen. Als Reaktion auf identifiziertes, abgelenktes Verhalten soll der Roboter mit kindgerechter Ansprache die Aufmerksamkeit und Motivation des Kindes wiederherstellen. Die in anderen Studien genutzte Analyse von Sprache oder Gesichtsausdruck zur Erkennung von Emotionen stellt in der Anwendung bei autistischen Kindern aufgrund häufig eingeschränkter Mimik und sprachlicher Limitierungen eine technisch schwer umzusetzende Herausforderung dar. Zur Realisierung wird im Projekt MigrAVE stattdessen ein technologischer Ansatz vorgeschlagen, der sich auf die automatische Erkennung von Engagement auf der Grundlage von Blickrichtungs- und Gesichtsmerkmalsanalysen konzentriert. Um die Erkennung von Engagement zu ermöglichen, entwickeln wir in MigrAVE einen datenbasierten Algorithmus. Hierfür sind Trainingsdaten notwendig, die die reale Interaktion zwischen Kindern und Roboter spiegeln und eine Lerndatenerhebung erforderlich machen.
Methode:
Im Rahmen der Lerndatenerhebung interagierten 30 Teilnehmer mit einer gesicherten Diagnose aus dem autistischen Spektrum im Alter zwischen fünf und 21 Jahren (M = 10.44, SD = 3.43) mit dem Roboter. Während die Probanden zwei verhaltenstherapeutische Lernprogramme in Interaktion mit dem Roboter bearbeiteten, wurden Audio- und Videodaten aufgezeichnet. Die erhobenen Daten werden im Folgenden annotiert und dienen als Basis für das Training von Engagementdetektions-Modellen und entsprechenden Coping-Reaktionen.
Ergebnisse:
Da der Prozess der Annotation noch andauert, liegen aktuell keine abschließenden Ergebnisse vor. Diese werden zum Zeitpunkt der Konferenz präsentiert.
Schlussfolgerungen:
Aufgrund der Besonderheiten des mimischen und sprachlichen Ausdrucks bei Personen im autistischen Spektrum stellt der technologische Ansatz auf Basis von Blickrichtungs- und Gesichtsmerkmalsanalysen eine vielversprechende Alternative zu bisherigen klassischen Mimik- und Sprachanalysen dar.
Hintergrund:
Lernpsychologisch fundierte Förderprogramme für Autismus-Spektrum-Störungen sollen möglichst vor dem 4. Lebensjahr beginnen, um das Entwicklungspotential optimal zu nutzen und so den bestmöglichen Therapieerfolg zu erzielen. Am wirkungsvollsten sind nachweislich in der Lebenswirklichkeit verankerte, verhaltensbasierte Interventionen, die auf Alltagskompetenzen, Emotionserkennung, Selbstregulation und den Aufbau sozialer Kompetenzen abzielen. Aufgrund vielfältiger finanzieller, struktureller und administrativer Hindernisse ist eine solche evidenzbasierte Versorgung autistischer Kinder in Deutschland jedoch nicht flächendeckend gewährleistet.
Das Projekt MigrAVE entwickelt zwei komplementäre technische Module in Form eines Roboter-Lernassistenten und einer Online-Plattform, um die Kinder im Lern- und Therapieprozess zu unterstützen und untersucht das Potenzial dieser Tools, einen niedrigschwelligen Zugang zur Therapie zu ermöglichen und Familien und Therapeuten im therapeutischen Prozess zu entlasten.
Methode:
Durch den Zusammenschluss von drei Hochschulen im Projekt werden die Expertisen aus Neuropsychologie, Robotik und Verhaltenstherapie zusammengeführt. Zusätzlich ermöglicht die Kooperation mit verschiedenen Praxispartnern die Nähe zur Zielgruppe.
Um die Anforderungen der Nutzer zu ermitteln, wurde eine Analyse durchgeführt, deren Ergebnisse die Basis für den weiteren Entwicklungsprozess der Lernassistenzmodule bilden. In einer ersten Studie werden im Rahmen einer Kind-Roboter-Interaktion Lerndaten erhoben, die der Entwicklung von Detektionsalgorithmen zur Erkennung von dysfunktionalen Ablenkungsereignissen dienen und den Roboter befähigen sollen, durch entsprechende Coping-Reaktionen die Lernsituationen im Therapiekontext aufrechtzuerhalten. Anschließend werden im Rahmen einer zweiten Studie in Feldversuchen mit Eltern und Therapeuten autistischer Kinder die Online- Lernmaterialien und die Portalarchitektur evaluiert. Zusätzlich findet in einer weiteren Kind-Roboter-Interaktion eine Evaluation der Klassifikationsergebnisse der Detektionsalgorithmen sowie der Roboter-Coping Reaktionen statt. Abschließend erfolgt eine Online-Studie zur Evaluation der Akzeptanz bei den Endnutzern.
Alle Anforderungen des Datenschutzes und der Datensicherheit sowie ethische und rechtliche Notwendigkeiten werden berücksichtigt.
Ergebnisse:
Die Datenlage zum Zeitpunkt der Konferenz wird präsentiert, hierzu gehören die Ergebnisse der Anforderungsanalyse sowie Daten erster Feldversuche.
Schlussfolgerungen:
Technikbasierte Methoden können Versorgungsdefiziten in der Förderung und Unterstützung junger Kinder mit ASS und ihrer Familien entgegenwirken. Das Projekt überprüft die Eignung zweier konkreter Zugänge.
Sponsoren/ Interessenskonflikte:
Das Projekt MigrAVE wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
Es bestehen keine Interessenskonflikte.
Beteiligte Projekt-Partner:
FH Münster, Rheinische Fachhochschule Köln, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Kontaktadresse:
Monika Bühren, FH Münster, FB Sozialwesen/Forschungsstelle Autismus,
Friesenring 32, 48147 Münster, buehren@fh-muenster.de
Medizinische Einrichtungen waren in den letzten Jahren immer wieder von Cyber-Angriffen betroffen. Auch wenn sich diese Angriffe derzeit auf die Office-IT-Infrastruktur der Einrichtungen konzentrieren, existiert mit medizinischen Systemen und Kommunikationsprotokollen eine weitere wenig beachtete Angriffsoberfläche.
In diesem Beitrag analysieren wir die weit verbreiteten medizintechnischen Kommunikations-Protokolle DICOM und HL7 sowie Protokoll-Implementierungen auf ihre IT-Sicherheit. Dafür präsentieren wir die Ergebnisse der Sicherheitsanalyse der DICOM- und HL7-Standards, einen Fuzzer “MedFUZZ” für diese Protokolle sowie einen Schwachstellenscanner “MedVAS”, der Schwachstellen in medizintechnischen Produktivumgebungen auffinden kann.
Mechanical ventilation of buildings is generally based on steadily operating systems. This field is well known and established. But, an approach based on time-varied supply flow rates might improve indoor air quality, comfort, and energy consumption. Typical time-scales of the variation are in the order of seconds or minutes. Until now, the effects of unsteady ventilation scenarios are not fully described and so, reliable dimensioning rules are missing. Hence, with a better understanding of the flow in unsteady ventilation, systems can be calculated and optimised. To understand the effective mechanisms and derive functional relations between the flow field and variation parameters, full-field optical flow measurements are executed with a particle image velocimetry (PIV) system. Experiments are conducted under isothermal conditions in water in a small-scale room model (1.00 m × 0.67 m × 0.46 m) with two swirl ceiling diffusers, Reynolds-scaling assures similarity. In a series of experiments, the effects of different unsteady ventilation strategies on the flow fields are investigated and compared to steady conditions with the same mean exchange rate. Mean exchange rates, signal types, periods, and amplitudes are varied. Time-averaged normalised velocity fields already indicate notable differences between steady and unsteady cases especially for lower exchange rates: the distribution is more homogeneous in unsteady scenarios compared to steady conditions, and low-velocity areas are reduced while the mean velocity of the room increases. So, unsteady ventilation might be beneficial in terms of improved ventilation and energy savings in partial-load operation. Fast Fourier Transformation (FFT) analyses of the mean velocity for each field over the whole series detect the main frequency of the volume flow variation. By dividing the velocity field into smaller areas, this main frequency is still detected especially in the upper part of the room, but side frequencies play a role in the room as well.
The subject of this paper is the analysis of various switching electronics for batteries with separate electrodes for charging and discharging. The aim is to find a switching method that is energy-efficient on the one hand, but also economically viable on the other. Both relays and MOSFETs are suitable for switching between the electrodes. Both variants have advantages and disadvantages. The results show that a solution with MOSFETs is generally more energy-efficient, but requires a large number of cycles to be economically viable compared to the relay.
Ecosystem Emergence and Founding Conditions - Lessions Learned from an Imprinting Perspective
(2022)
The rise of ecosystem prominence has provided several definitions of how we understand ecosystems nowadays. In this context, several scholars have considered influencing factors for ecosystem emergence. This paper addresses this consideration and analyzes the salient characteristics of different ecosystem types and their potential persistence since ecosystem founding to improve the understanding of emergence. We applied a three-step approach (1) identifying ecosystem types based on bibliometric analysis, (2) exploring salient characteristics per ecosystem type using qualitative content analysis and (3) deriving founding conditions from the salient characteristics following a conceptual approach. Based on a bibliometric analysis, we identified business/innovation, entrepreneurial and service ecosystems. In a second step, we developed salient characteristics within the themes of structure, power constellation/interdependencies and governance by inductive coding. As we identified a significant difference in alignment structure, we analyzed if alignment structure persists since ecosystem origin and explains why ecosystems differ. We analyzed potential pairings between alignment structure and their respective founding condition for every ecosystem type. With the alignment structures’ persistence, we can better understand why ecosystem types differ.
Automated regression tests are a key enabler for applying popular continuous software engineering techniques. This paper focuses on testing BPMN-based Process-Driven Applications (PDA). When evolving PDAs, the affected test cases must be identified and co-evolved as well. In this process, affected test cases can be overlooked, misunderstandings may occur during communication between different roles involved, and implementation errors can arise. Regardless of possible error sources, the entire test migration process is time-consuming. This paper presents a new semi-automated test migration process for PDAs. The concept builds on previous work on creating regression tests using a no-code approach. Our approach identifies the modifications of the PDA and classifies their impact on previously defined tests. The classification indicates whether existing test code can be migrated automatically or whether a manual revision becomes necessary. During an AB/BA experiment, the concept and the developed prototype proved a more efficient test migration process and a higher test quality.
Digitale Fördermöglichkeiten für Kinder im autistischen Spektrum
Anforderungsanalyse für eine Online-Plattform und einen Roboter-Lernassistenten zur Unterstützung der autismusspezifischen Verhaltenstherapie
Monika Bühren (1), Aike C. Horstmann (2), Lisa Mühl (2), Louisa Köppen (2), Wanja Mössing (2), Maike Lindhaus (2), Dunja Storch (2), Jarek Krajewski (2) & Hanns Rüdiger Röttgers (1)
(1) Fachhochschule Münster
(2) Rheinische Fachhochschule Köln
Obwohl evidenzbasierte, verhaltenstherapeutische Frühinterventionsprogramme als „Goldstandard“ in der Therapie autistischer Kinder gelten und ihnen nachweislich helfen, ihre sozio-emotionalen und funktionalen Fähigkeiten zu verbessern, stehen diese aufgrund mangelnder personeller, finanzieller und struktureller Ressourcen sowie administrativer Hindernisse in Deutschland nicht ausreichend und flächendeckend zur Verfügung.
Diesem im internationalen Vergleich erheblichen Versorgungsdefizit könnte durch eine Erweiterung und Verbesserung des Angebots mit Hilfe niedrigschwelliger, technologiebasierter Unterstützungsangebote entgegengewirkt werden. Im Projekt MigrAVE werden eine Online-Plattform und ein komplementärer Roboter-Lernassistent zur digitalen Unterstützung von Interventionen bei Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) entwickelt.
Um die Anforderungen und Erwartungen der zukünftigen Nutzer zu erfassen und zielgerichtet umzusetzen, wurden Tiefeninterviews mit sieben Eltern autistischer Kinder und sechs Therapeuten im Bereich der autismusspezifischen Verhaltenstherapie durchgeführt.
Die Befragten nannten vielfältige Herausforderungen, wie äußerst zeitintensive Betreuung und Therapie, fehlende professionelle Unterstützung sowie zunehmend sprachliche Hürden in Beratung und Therapie welche die Relevanz technologiebasierter Ergänzungssysteme verdeutlichen.
Die gewonnenen Erkenntnisse stellen die Basis für den weiteren Entwicklungsprozess und die Gestaltung der Lerntechnologien dar.
Die Online Plattform sollte gesicherte, detaillierte Informationen zum Thema ASS bieten, sowie eine umfangreiche Auswahl an Therapiematerialien zur Verfügung stellen.
Der Roboter sollte in der Lage sein, Lerneinheiten zu initiieren und aufrechtzuerhalten. Voraussetzung hierfür sind neben einer automatischen Zustandserkennung komplexe und individualisierbare Kommunikations- und Interaktionsfähigkeiten.
Durch eine multilinguale Gestaltung der Tools würden insbesondere auch Kinder mit Migrationshintergrund profitieren.
Vielversprechende Grundlagen für die erfolgreiche Implementierung der Lernmodule in autismusspezifische Förderprogramme sind die hohe technische Affinität sowohl der Befragten als auch der Kinder und die Offenheit gegenüber Technologien im therapeutischen Kontext.
Sponsoren:
Das Projekt MigrAVE wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung
Beteiligte Projekt-Partner:
FH Münster, Rheinische Fachhochschule Köln, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Interessenskonflikte:
Es bestehen keine Interessenskonflikte
Kontaktadresse:
Monika Bühren, FH Münster, FB Sozialwesen/Forschungsstelle Autismus, Friesenring 32, 48147 Münster, E-Mail: buehren@fh-muenster.de
OpenPGP is one of the two major standards for end-to-end email security. Several studies showed that serious usability issues exist with tools implementing this standard. However, a widespread assumption is that expert users can handle these tools and detect signature spoofing attacks. We present a user study investigating expert users' strategies to detect signature spoofing attacks in Thunderbird. We observed 25 expert users while they classified eight emails as either having a legitimate signature or not. Studying expert users explicitly gives us an upper bound of attack detection rates of all users dealing with PGP signatures. 52% of participants fell for at least one out of four signature spoofing attacks. Overall, participants did not have an established strategy for evaluating email signature legitimacy. We observed our participants apply 23 different types of checks when inspecting signed emails, but only 8 of these checks tended to be useful in identifying the spoofed or invalid signatures. In performing their checks, participants were frequently startled, confused, or annoyed with the user interface, which they found supported them little. All these results paint a clear picture: Even expert users struggle to verify email signatures, usability issues in email security are not limited to novice users, and developers may need proper guidance on implementing email signature GUIs correctly.