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Neuroscientists want to inspect the data their simulations are producing while these are still running. This will on the one hand save them time waiting for results and therefore insight. On the other, it will allow for more efficient use of CPU time if the simulations are being run on supercomputers. If they had access to the data being generated, neuroscientists could monitor it and take counter-actions, e.g., parameter adjustments, should the simulation deviate too much from in-vivo observations or get stuck.
As a first step toward this goal, we devise an in situ pipeline tailored to the neuroscientific use case. It is capable of recording and transferring simulation data to an analysis/visualization process, while the simulation is still running. The developed libraries are made publicly available as open source projects. We provide a proof-of-concept integration, coupling the neuronal simulator NEST to basic 2D and 3D visualization.
A Robust Interface for Head Motion based Control of a Robot Arm using MARG and Visual Sensors
(2018)
Head-controlled human machine interfaces have gained popularity over the past years, especially in the restoration of the autonomy of severely disabled people, like tetraplegics. These interfaces need to be reliable and robust regarding the environmental conditions to guarantee safety of the user and enable a direct interaction between a human and a machine. This paper presents a hybrid MARG and visual sensor system for head orientation estimation which is in this case used to teleoperate a robotic arm. The system contains a Magnetic Angular Rate Gravity (MARG)-sensor and a Tobii eye tracker 4C. A MARG sensor consists of tri-axis accelerometer, gyroscope as well as a magnetometer which enable a complete measurement of orientation relative to the direction of gravity and magnetic field of the earth. The tri-axis magnetometer is sensitive to external magnetic fields which result in incorrect orientation estimation from the sensor fusion process. In this work the Tobii eye tracker 4C is used to increase head orientation estimation because it also features head tracking even though it is commonly used for eye tracking. This type of visual sensor does not suffer magnetic drift. However, it computes orientation data only, if a user is detectable. Within this work a state machine is presented which enables data fusion of the MARG and visual sensor to improve orientation estimation. The fusion of the orientation data of MARG and visual sensors enables a robust interface, which is immune against external magnetic fields. Therefore, it increases the safety of the human machine interaction.
Opportunities and Challenges in Mixed-Reality for an Inclusive Human-Robot Collaboration Environment
(2018)
This paper presents an approach to enhance robot control using Mixed-Reality. It highlights the opportunities and challenges in the interaction design to achieve a Human-Robot Collaborative environment. In fact, Human-Robot Collaboration is the perfect space for social inclusion. It enables people, who suffer severe physical impairments, to interact with the environment by providing them movement control of an external robotic arm. Now, when discussing about robot control it is important to reduce the visual-split that different input and output modalities carry. Therefore, Mixed-Reality is of particular interest when trying to ease communication between humans and robotic systems.
Selbstständig und selbstbestimmt essen und trinken zu können gehört zu den Grundbedürfnissen des Menschen und wird den Aktivitäten des täglichen Lebens (ATLs) zugeordnet. Körperliche Beeinträchtigungen, die mit Funktionsverlusten in Armen, Händen und ggf. der Beweglichkeit des Oberkörpers einhergehen, schränken die selbstständige Nahrungszufuhr erheblich ein. Die Betroffenen sind darauf angewiesen, dass ihnen Getränke und Mahlzeiten zubereitet, bereitgestellt und angereicht werden. Zu dieser Personengruppe gehören Menschen mit querschnittbedingter Tetraplegie, Multiple Sklerose, Muskeldystrophie und Erkrankungen mit ähnlichen Auswirkungen. Derzeit gibt es verschiedene assistive Technologien, die das selbstständige Essen und Trinken wieder ermöglichen sollen.Wie aber muss ein Interaktionsdesign für einen Roboterarm gestaltet sein, damit er von den Betroffenen zur Nahrungsaufnahme genutzt werden kann? Welche Anforderungen gibt es und welche Aspekte sind in Bezug auf die Akzeptanz eines Roboterarms zu berücksichtigen?
Steps Towards an Open All-in-one Rich-Client Environment for Particle-Based Mesoscopic Simulation
(2018)
Building Information Modeling, kurz BIM, wird als revolutionäre Methode gepriesen, die der Baubranche helfen soll, effizienter und kostengünstiger zu bauen. Gerne wird hierbei der Vergleich mit der Einführung von CAD-Systemen in den 1990er Jahren herangezogen, der jedoch zu kurz greift. BIM ist vielmehr als der Wechsel vom Tuschestift hin zur Computermaus. Dieser Beitrag gibt einen kurzen Einblick in das Thema BIM und den heutigen Stand in Deutschland. Hierbei soll insbesondere die Sicht der Bauherren und Betreiber berücksichtigt werden, da diese in den meisten Betrachtungen nur oberflächlich gesteift werden.
Die Klimatisierung von Gebäuden gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dies liegt zum einen an der Bauweise und Nutzung, die höhere Kühllasten mit sich bringt. Zum anderen fordern die Nutzer eine angemessene Behaglichkeit bei hoher Luftqualität.
Diese Forderungen gehen einher mit hoher Energieeffizienz und einwandfreier Hygiene der Raum-lufttechnischen Anlagen. Dieser Beitrag untersucht diese Forderungen für Nichtwohngebäude und prüft, ob Hygiene und Energieeffizienz zu Zielkonflikten führen können.
Der Mensch verbringt einen Großteil seiner Zeit in geschlossenen Räumen und erwartet, dass die Luftqualität mindestens der Außenluft entspricht. Mit Blick auf die aktuelle Feinstaubdebatte, muss die Raumluftqualität noch deutlich darüber hinaus gehen. Weiterhin soll der Aufenthalt am Arbeitsplatz nicht zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen (Reizung der Schleimhäute, trockene Augen oder virale Infektionen).
Die Klimatisierung von Gebäuden benötigt einen nicht unerheblichen Teil der Primärenergie, so dass ein effizienter Anlagenbetrieb ein wichtiger Baustein der Energiewende ist. Dabei spielt die Nutzung von regenerativen Energien (Solarstrom zur Gebäudekühlung) genauso eine wichtige Rolle wie die Optimierung von Komponenten und deren Abstimmung zum „System Gebäudeklimatisierung“.
Zur Einordnung der Themengebiete werden die relevanten Normen und Regelwerke auf europäischer und deutscher Ebene kurz vorgestellt und erläutert.
Am Beispiel eines typischen RLT-Gerätes werden die Komponenten und Funktionen im Betrieb veranschaulicht. Die wichtigsten Komponenten (z. B. Filter, Wärmeübertrager, Befeuchter und Ventilatoren) werden mit Blick auf Hygiene und Energieeffizienz anschließend analysiert und verglichen. Die Vergleiche finden anhand von Fallbeispielen statt, wie sie für Nichtwohngebäude typisch sind. Zusammenfassend wird die Ausgangsfrage aus Sicht des Autors beantwortet.
In der modernen Informationsgesellschaft nehmen Online-Transaktionen einen wichtigen Teil unseres täglichen Lebens ein. In dieser Arbeit stellen wir ein nutzerzentriertes Protokoll vor, dass es Nutzern erlaubt vertrauenswürdige und sichere Transkationen durchzuführen selbst wenn sie ein nicht vertrau-enswürdiges oder mit Schadsoftware infiziertes Gerät nutzen. Das Protokoll nutzt einen CAPTCHA-artigen Ansatz, der verhindert, dass ein Angreifer eine Transaktion verändert ohne, dass Server oder Client dies bemerken. Dazu stellen wir dem Nutzer eine Aufgabe die kontextsensitive Informationen der Transaktion enthält. Die Aufgabe wird so gestellt, dass sie einfach von Menschen lösbar ist aber nur schwer automatisiert gelöst werden kann. Zur Evaluation des Systems haben wir eine Nutzerstudie (n=30) durchgeführt und berechnet mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Angreifer erfolgreich die richtige Antwort auf die Frage erraten kann. Wir zeigen, dass ein Großteil der Transaktionen (> 94%) geschützt werden kann während das System selbst nutzbar bleibt.
In diesem Artikel wird ein Alert-System für das Online-Banking vorgestellt, welches das Schutzniveau im Kontext von Social-Engineering-Angriffen sowohl clientseitig als auch serverseitig erhöhen soll. Hierfür wird durch das Alert-System ein kontinuierliches Lagebild über die aktuelle Gefahrenlage beim Online-Banking erstellt. Bei konkretem Bedarf wird der Nutzer punktuell vor aktuellen Betrugsmaschen gewarnt und zielgerichtet über Schutzvorkehrungen und Handlungsempfehlungen informiert. Für die Berechnung der aktuellen Gefahrenlage wurden unterschiedliche off-the-shelf-Algorithmen des Maschinellen Lernens verwendet und miteinander verglichen. Die Effektivität des Alert-Systems wurde anhand von echten Betrugsfällen evaluiert, die bei einer Bankengruppe in Deutschland aufgetreten sind. Zusätzlich wurde die Usability des Systems in einer Nutzerstudie mit 50 Teilnehmern untersucht. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die verwendeten Verfahren dazu geeignet sind, die Gefahrenlage im Online-Banking zu beurteilen und dass ein solches Alert-System auf hohe Akzeptanz bei Nutzern stößt.
Web advertisements are the primary financial source for many online services, but also for cybercriminals. Successful ad campaigns rely on good online profiles of their potential customers. The financial potentials of displaying ads have led to the rise of malware that injects or replaces ads on websites, in particular, so-called adware. This development leads to always further optimized and customized advertising. For these customization's, various tracking methods are used. However, only sparse work has gone into privacy issues emerging from adware. In this paper, we investigate the tracking capabilities and related privacy implications of adware and potentially unwanted programs (PUPs). Therefore, we developed a framework that allows us to analyze any network communication of the Firefox browser on the application level to circumvent encryption like TLS. We use this to dynamically analyze the communication streams of over 16,000 adware or potentially unwanted programs samples that tamper with the users' browser session. Our results indicate that roughly 37% of the requests issued by the analyzed samples contain private information and are accordingly able to track users. Additionally, we analyze which tracking techniques and services are used.
In der wissenschaftlichen Literatur gibt es kaum Studien, die sich mit der konkreten Alltagstauglichkeit von Smartwatches beschäftigen, um zu verstehen, warum die Klasse von wearables eher ein Nischendasein führt. In diesem Beitrag wird daher die Verwendung einer Smartwatch am Beispiel Kochen untersucht. Hierzu wurde eine Koch-App mit Rezeptinformationen für eine Smartwatch entwickelt, welche über Hand- und Armbewegungen in Form von Gesten bedient werden kann. In einer Feldstudie mit acht Probanden wurde ermittelt, inwieweit diese Interaktionsform den Kochprozess verändert. Die Ergebnisse zeigen, dass die unmittelbare Verfügbarkeit der Uhr sowohl Effizienz- als auch Effektivitätsvorteile gegenüber klassischen Kochhilfen bietet. Die Steuerung via Freihandgesten erlaubte zudem die Nutzung in einem Szenario, in welchem die Hände oft belegt oder verschmutzt sind und somit eine Bedienung per Finger problematisch sein kann. Die Uhr wurde von den Probanden dabei als nützliches Werkzeug erachtet, obwohl diese bislang keinerlei Erfahrung mit einem solchen Gerät hatten.
Studiengänge der Medieninformatik variieren in ihren Schwerpunkten ebenso wie in den Berufsbildern, auf die sie vorbereiten. Ein vereinendes Curriculum als Basis für alle Studiengänge ist in Anbetracht der Datenlage ein großes Unterfangen. Als einen ersten Schritt in diese Richtung geht die Fachgruppe Medieninformatik in ihrem diesjährigen Workshop der Frage nach, welche Kernkompetenzen Medieninformatiker*innen im Rahmen ihres Studiums erlangen sollten. Der Beitrag stellt den aktuellen Zwischenstand der Diskussion in der Fachgruppe Medieninformatik und im Arbeitskreises Curriculum dar und soll den Weg zu einer spezifischen Empfehlung für Medieninformatik-Studiengänge vorbereiten und dokumentieren, für die MI-Community, aber auch für alle anderen, die an der Medieninformatik interessiert sind.
Ameisen der Gattung Cataglyphis sind in der Lage, auf Basis propriozeptiver Signale zu navigieren. Dabei werden Odometrie und der Neigungswinkel des Untergrunds über die Beinbewegung ermittelt. Das System ist robust und funktioniert mit geringem rechnerischen Aufwand. Dadurch eignet es sich als Vorbild für die Navigation von Laufrobotern in schwierigem Gelände. Ziel ist die Entwicklung eines breit anwendbaren generischen Systems, das über ein bionisch inspiriertes Odometer verfügt. Im Speziellen wird untersucht, ob die charakterisierende Größe in der Neigungsbestimmung die in den Beinen wirkenden Kräfte sind. Die Positionierung der Kraftsensoren im Ameisenbein legt eine weitere Vereinfachung auf die in den Gelenken auftretenden Drehmomente nahe. Die Implementierung des Odometers wird in einer Simulation sowie an einer robotischen Einzelbeinplattform validiert. Vorteile dieses Systems sind die kostengünstige und kompakte Implementierung, die im besten Fall keine zusätzlichen Sensoren benötigt und eine Positionsbestimmung in Echtzeit ohne externe Infrastruktur ermöglicht