Informatik und Kommunikation
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Institut
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Problem: A group of robots, called a swarm, is placed in an unknown environment and is supposed to explore it independently. The goal of the exploration is the creation of a common map.
Implementation
- Equipping six Kobuki robots with appropriate sensor technology, a large battery, a router and the Jetson board
- Setup of the Jetson-Boards with self-made ROS2 nodes and the set up mesh network
- Writing of launch files for the common start of all functions
- Reinforcement learning is used to train an AI that controls the swarm by selecting points for the robots to approach and navigating to them and navigating them there.
- Setting up a responsive website using Angular and the Bootstrap
Framework.
Ressortjournalismus
(2016)
In the realm of digital situational awareness during disaster situations, accurate digital representations,
like 3D models, play an indispensable role. To ensure the
safety of rescue teams, robotic platforms are often deployed
to generate these models. In this paper, we introduce an
innovative approach that synergizes the capabilities of compact Unmaned Arial Vehicles (UAVs), smaller than 30 cm, equipped with 360° cameras and the advances of Neural Radiance Fields (NeRFs). A NeRF, a specialized neural network, can deduce a 3D representation of any scene using 2D images and then synthesize it from various angles upon request. This method is especially tailored for urban environments which have experienced significant destruction, where the structural integrity of buildings is compromised to the point of barring entry—commonly observed post-earthquakes and after severe fires. We have tested our approach through recent post-fire scenario, underlining the efficacy of NeRFs even in challenging outdoor environments characterized by water, snow, varying light conditions, and reflective surfaces.
Recommendations for the Development of a Robotic Drinking and Eating Aid - An Ethnographic Study
(2021)
Being able to live independently and self-determined in one’s own home is a crucial factor or human dignity and preservation of self-worth. For people with severe physical impairments who cannot use their limbs for every day tasks, living in their own home is only possible with assistance from others. The inability to move arms and hands makes it hard to take care of oneself, e.g. drinking and eating independently. In this paper, we investigate how 15 participants with disabilities consume food and drinks. We report on interviews, participatory observations, and analyzed the aids they currently use. Based on our findings, we derive a set of recommendations that supports researchers and practitioners in designing future robotic drinking and eating aids for people with disabilities.
Physik. eLearning-SmartBook
(2014)
Dieses Smart-Book enthält das komplette eLearning-Modul Physik für Studierende der Technik und Informatik. Zusätzlich enthält es noch ein kleinerer Modul zum Thema Virtuelle Welten. Der Umfang entspricht in etwa einem Volumen von 10 Kreditpunkten im deutschen Hochschulsystem. Demo: http://www.haverlag.de/ebooks/physik-smart/demo/start/first.html
Ein Physikbuch, entstanden aus Vorlesungen für Studierende der Elektrotechnik. Eine komprimierte, knappe Darstellung erleichtert den Überblick und lässt Raum für handschriftliche Ergänzungen der Studierenden während der Vorlesungen. Dabei konzentriert sich der Stoff auf die Gebiete und Vertiefungen die für das Studium einer technischen Disziplin als unverzichtbare Voraussetzung anzusehen sind.
Soziale Netzwerke dienen politischen Kandidaten dazu, Bürgerinnen und Bürger ungefiltert mit ihren Botschaften zu erreichen. Während des Wahlkampfes spielt die TV-Berichterstattung allerdings noch immer eine wichtige Rolle. Die vorliegende Analyse zeigt am Beispiel von Angela Merkel und Martin Schulz, dass die Profile der Kanzlerkandidaten während des Bundestagswahlkampfes 2017 über keine Thematisierungsmacht für das Fernsehen verfügten. Die Kandidaten vermochten es nicht, ihre Inhalte mithilfe ihrer Auftritte in den sozialen Netzwerken in die großen TV-Nachrichtenmagazine zu transferieren. tagesthemen und heute journal blieben in ihrer Darstellung unabhängig von den Eigendarstellungen der Kandidaten. Ferner zeigt die Analyse, dass sich das Fernsehen stark auf die Performance der Kandidaten konzentrierte, während politische Inhalte im Rahmen der Berichterstattung seltener thematisiert wurden. Merkel verweigerte sich weitgehend inhaltlicher Debatten über soziale Netzwerke; Schulz schaffte es nicht, mit seinen Botschaften zu punkten.
Papierloses Krankenhaus
(2005)
9 Panoramen, das erste ist aus größerer Höhe aufgenommen und enthält im Himmel eine Karte mit den Positionen der aufgenommenen Punkte (gelb). Das aktuelle Bild ist im Fadenkreuz (rot). Zusätzlich noch ein paar Details zu dem aktuellen Punkt. Jedes Panorama ist 10 Sekunden lang.
Zum Betrachten die höchste Auflösungsstufe wählen und die Pausetaste verwenden. Mit dem gedrückten linken Button kann man sich im Bild bewegen.
We investigate the possibility to use update propagation methods for optimizing the evaluation of continuous queries. Update propagation allows for the efficient determination of induced changes to derived relations resulting from an explicitly performed base table update. In order to simplify the computation process, we propose the propagation of updates with different degrees of granularity which corresponds to an incremental query evaluation with different levels of accuracy. We show how propagation rules for diferent update granularities can be systematically derived, combined and further optimized by using Magic Sets. This way, the costly evaluation of certain subqueries within a continuous query can be systematically circumvented allowing for cutting down on the number of pipelined tuples considerably.
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.
The video showcases a 3D model of a chemical company following a tank explosion that occurred on August 17, 2023, in Kempen computed with the AI algorithm Neural Radiance Field (NeRF). Captured by a compact mini drone measuring 18cm x 18cm and equipped with a 360° camera, these images offer an intricate perspective of the aftermath. After a comprehensive aerial survey and inspection of the 360° images taken within the facility, authorities confirmed that it was safe for the evacuated residents to return to their homes. See also:
https://www1.wdr.de/fernsehen/aktuelle-stunde/alle-videos/video-grosser-chemieunfall-in-kempen-100.html
Nerf(acto) for the 3D modeling of the Computer Science building of Westfälische Hochschule GE
(2023)
The video shows a very high resolution 3D point cloud !!! of the computer science building of the University of Applied Science Gelsenkirchen. For the recording a 3 minute flight with a M30T was performed. The 105 images taken by the wide-angle camera during this flight were localized within 3 minutes using colmap and processed using Neural Radiance Fields (NeRF). The nerfacto model of Nerfstudio was trained on an Nvidia RTX 4090 for 8 minutes. Thus, a top 3D model is available after about 15 minutes.
The video shown here shows a free camera path rendered at 60 hz (Full HD).
The video shows a very high resolution 3D point cloud !!! of the outdoor area of the German Rescue Robotics Center. For the recording, a 25-second POI flight was performed with a Mavic 3. From the 4K video footage captured during this flight, 77 images were cropped and localized within 4 minutes using colmap and processed using Neural Radiance Fields (NeRF). The nerfacto model of Nerfstudio was trained on an Nvidia RTX 4090 for 8 minutes. In summary, a top 3D model is available to task forces after about 13 minutes. The calculation is performed locally on site by the RobLW of the DRZ. The video shown here shows a free camera path rendered at 60 hz (Full HD).
Nowadays, robots are found in a growing number of areas where they collaborate closely with humans. Enabled by lightweight materials and safety sensors, these cobots are gaining increasing popularity in domestic care, where they support people with physical impairments in their everyday lives. However, when cobots perform actions autonomously, it remains challenging for human collaborators to understand and predict their behavior, which is crucial for achieving trust and user acceptance. One significant aspect of predicting cobot behavior is understanding their perception and comprehending how they “see” the world. To tackle this challenge, we compared three different visualization techniques for Spatial Augmented Reality. All of these communicate cobot perception by visually indicating which objects in the cobot’s surrounding have been identified by their sensors. We compared the well-established visualizations Wedge and Halo against our proposed visualization Line in a remote user experiment with participants suffering from physical impairments. In a second remote experiment, we validated these findings with a broader non-specific user base. Our findings show that Line, a lower complexity visualization, results in significantly faster reaction times compared to Halo, and lower task load compared to both Wedge and Halo. Overall, users prefer Line as a more straightforward visualization. In Spatial Augmented Reality, with its known disadvantage of limited projection area size, established off-screen visualizations are not effective in communicating cobot perception and Line presents an easy-to-understand alternative.
Musikzeitschriften
(2018)
Dieser Aufsatz will zeigen, wie mit den modernen Hilfsmitteln, die im Zusammenhang mit dem Internet entstehen, dreidimensionale virtuelle Welten geschaffen werden können, in denen physikalische Prozesse ablaufen. Neben einer allgemeinen, mehr philosophisch gehaltenen Einführung werden kurz die wichtigsten Elemente einer Sprache beschrieben, mit der man diese Welten modellieren kann. Die kurze Einführung in diese Sprache reicht aus, um an einem Beispiel den Fall eines Balls nachbilden zu können. Die Behandlung dieses Themas kann anregen, sich mit den Möglichkeiten dieser neuen Techniken zur Darstellung physikalischer Abläufe zu beschäftigen.
Was bedeutet Mikroinformatik? So wie es auch in den meisten anderen Wissenschaften Teilbereiche gibt die sich mit den kleinsten Objekten beschäftigen (Mikrobiologie, Mikrophysik, etc.), ist auch in der Informatik ein Arbeitsfeld abgrenzbar das sich mit den durch die Mikrominiaturisierung geschaffenen Möglichkeiten der Problemlösungen in Technik und Organisation befasst. Im Vordergrund des Interesses stehen hier nicht die theoretischen Horizonte die sich aus der Miniaturisierung ergeben, sondern die mehr praktischen Aspekte bei der Lösung von Problemen mittels der Mikroprozessoren, der Mikrocontroller und der Personal Computer. So behandelt denn auch der erste Band die "Praktische Mikroinformatik", d.h. die Grundlagen zur Programmierung der Mikroprozessoren am Beispiel der PCs. Beim zweiten Band steht die "Technische Mikroinformatik" im Vordergrund. Es werden elektronische Bausteine und Prinzipien sowie deren Wechselwirkung mit den Programmen des Computers dargestellt. Der gesamte Stoff wurde in die drei klassischen Elemente eines jeden Computers aufgeteilt: Prozessoren, Speicher und Ein-/Ausgabeschnittstellen. Diese Einführung ist praxisorientiert, da sie sich zum einen der am weitesten verbreiteten Mikroprozessoren und Mikrocomputer (Personal Computer) bedient um die wichtigsten Zusammenhänge und Techniken zu erklären und zum anderen auf lange theoretische Erörterungen verzichtet und dem praktischen Beispiel den Vorzug gibt.
Was bedeutet Mikroinformatik? So wie es auch in den meisten anderen Wissenschaften Teilbereiche gibt die sich mit den kleinsten Objekten beschäftigen (Mikrobiologie, Mikrophysik, etc.), ist auch in der Informatik ein Arbeitsfeld abgrenzbar das sich mit den durch die Mikrominiaturisierung geschaffenen Möglichkeiten der Problemlösungen in Technik und Organisation befasst. Im Vordergrund des Interesses stehen hier nicht die theoretischen Horizonte die sich aus der Miniaturisierung ergeben, sondern die mehr praktischen Aspekte bei der Lösung von Problemen mittels der Mikroprozessoren, der Mikrocontroller und der Personal Computer. So behandelt denn auch der erste Band die "Praktische Mikroinformatik", d.h. die Grundlagen zur Programmierung der Mikroprozessoren am Beispiel der PCs. Beim zweiten Band steht die "Technische Mikroinformatik" im Vordergrund. Es werden elektronische Bausteine und Prinzipien sowie deren Wechselwirkung mit den Programmen des Computers dargestellt. Der gesamte Stoff wurde in die drei klassischen Elemente eines jeden Computers aufgeteilt: Prozessoren, Speicher und Ein-/Ausgabeschnittstellen. Diese Einführung ist praxisorientiert, da sie sich zum einen der am weitesten verbreiteten Mikroprozessoren und Mikrocomputer (Personal Computer) bedient um die wichtigsten Zusammenhänge und Techniken zu erklären und zum anderen auf lange theoretische Erörterungen verzichtet und dem praktischen Beispiel den Vorzug gibt.
An der Fachhochschule Gelsenkirchen wurde zum Wintersemester 1993/94 der Lehrbetrieb im neuen Studiengang Ingenieurinformatik, insbesondere Mikroinformatik aufgenommen. So wie es bei vielen anderen Wissenschaften einen Zweig gibt, der sich mit den kleinsten Forschungsobjekten befasst, so hat auch die Informatik spezielle Aufgabenstellungen, die sich mit den heute weit verbreiteten mikrominiaturisierten Systemen befassen. Die Mikroinformatik erstreckt sich von der Technischen Informatik über die Praktische Informatik bis hin zur Angewandten Informatik, jedoch gefiltert auf mikrominiaturisierte Systeme und Komponenten. Sie macht es sich somit zur Aufgabe, Problemlösungen durch die Entwicklung von Mikrocomputern und anderen Mikrosystemen sowie spezieller Algorithmen (Programme) zu finden. Diese Beschreibung lässt sich mit einigen Einschränkungen auf die folgende Kurzform bringen: Problemlösungen mittels Mikrocomputern in Technik und Organisation.
Mikroinformatik
(2012)
Was bedeutet Mikroinformatik? So wie es auch in den meisten anderen Wissenschaften Teilbereiche gibt die sich mit den kleinsten Objekten beschäftigen (Mikrobiologie, Mikrophysik, etc.), ist auch in der Informatik ein Arbeitsfeld abgrenzbar das sich mit den durch die Mikrominiaturisierung geschaffenen Möglichkeiten der Problemlösungen in Technik und Organisation befasst.
Im Vordergrund des Interesses stehen hier nicht die theoretischen Horizonte die sich aus der Miniaturisierung ergeben, sondern die mehr praktischen Aspekte bei der Lösung von Problemen mittels der Mikroprozessoren, der Mikrocontroller und der Personal Computer. So behandelt denn auch der erste Band die "Praktische Mikroinformatik", d.h. die Grundlagen zur Programmierung der Mikroprozessoren am Beispiel der PCs.
Beim zweiten Band steht die "Technische Mikroinformatik" im Vordergrund. Es werden elektronische Bausteine und Prinzipien sowie deren Wechselwirkung mit den Programmen des Computers dargestellt. Der gesamte Stoff wurde in die drei klassischen Elemente eines jeden Computers aufgeteilt: Prozessoren, Speicher und Ein-/Ausgabeschnittstellen.
Diese Einführung ist praxisorientiert, da sie sich zum einen der am weitesten verbreiteten Mikroprozessoren und Mikrocomputer (Personal Computer) bedient um die wichtigsten Zusammenhänge und Techniken zu erklären und zum anderen auf lange theoretische Erörterungen verzichtet und dem praktischen Beispiel den Vorzug gibt.
Dieses Buch ist hervorgegangen aus der Schrift "Hannemann, Datensammlung Mikrocomputer", welche 1985 in ihrer ersten Auflage erschienen ist und im Wesentlichen als zusammenfassende Unterlage für die Arbeit an den Mikrocomputern im Fachbereich Elektrotechnik der Fachhochschule Bochum, Abteilung Gelsenkirchen diente. Da sich die genannte Schrift in der täglichen Arbeit am Computer sehr bewährt hat, wurde sie erweitert und durch die Hinzunahme eines Coautors auch auf die höheren Programmiersprachen PASCAL und C, sowie das Betriebssystem CP/M ausgedehnt. Die Programmiersprachen spielen im Bereich der Mikrocomputer bzw. der Personal Computer eine sehr wichtige Rolle. Beide Autoren sind Professoren an der neuen Fachhochschule Gelsenkirchen, Fachbereich Ingenieurinformatik und dort für die Fächer Angewandte Informatik (Prof. Dr. A. Niemietz) und Mikrocomputertechnik (Prof. Dr. D. Hannemann) verantwortlich. Prof. Hannemann ist Gründungsdekan des Fachbereichs Ingenieurinformatik und Initiator des Studiengangs Mikroinformatik.
Die Medieninformatik wurde zuerst von der FH Furtwangen als Studiengang angeboten und dann 1996 – in einer neuen Konzeption – vom Fachbereich Informatik an der FH Gelsenkirchen (als 8-semestriger Diplomstudiengang). Seit dieser Zeit werden an vielen anderen Hochschulen Studiengänge dieses Namens angeboten.
Die Curricula sind jedoch sehr unterschiedlich – was häufig dadurch bedingt ist, dass diese Studiengänge mit dem vorhandenen Personal aufgebaut werden müssen. In Gelsenkirchen konnten wir jedoch mehrere Professuren entsprechend besetzen, da die Hochschule und der Fachbereich neu gegründet worden waren (Der Autor ist Gründungsdekan). In den Jahren 1997 bis 1998 reiften dann die Pläne heran, auch im VFH-Projekt den Studiengang Medieninformatik als einen der zu entwickelnden Online-Studiengänge vorzusehen. Diesen Studiengang – zu diesem Zeitpunkt – als Bachelor-Master-Studiengang zu etablieren, hat viel Überzeugungsarbeit gekostet. Der parallel zu entwickelnde Studiengang Wirtschaftsingenieur wurde z.B. zunächst als Diplomstudiengang konzipiert. Die Nachfrage, bezogen auf den Studiengang Medieninformatik, war und ist recht groß. Für den Präsenzstudiengang in Gelsenkirchen haben sich jeweils mehrere Hundert Bewerber gemeldet und auch der Online-Studiengang erfreut sich großer Nachfrage.
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.
Nach einer erfolgreichen Wiederbelebung der Medieninformatik-Workshopreihe mit dem Workshop Medieninformatik 2016 auf der Mensch-und-Computer 2016 in Aachen, lädt die Fachgruppe Medieninformatik (FG MI) im Fachbereich Mensch-Computer-Interaktion (FB MCI) der Gesellschaft für Informatik (GI) ein zum Workshop Medieninformatik 2017. In diesem Jahr soll es, aufbauend auf den Ergebnissen des 2016er-Workshops, zunächst um das Herausarbeiten von Berufsbildern und Färbungen der Medieninformatik- und Medieninformatik-orientieren Studiengänge gehen. Grundlage der Diskussion ist eine, im Vorfeld des Workshops durchzuführende Kurzumfrage, in der die Zielrichtung der jeweiligen Studiengänge und die Absolventenstatistiken hinsichtlich der Arbeitsfelder erfasst werden. Die Ergebnisse der Befragung werden vor dem Workshop an die Workshop-Teilnehmer zurückgespielt und sollen diesen als Kontext für die Vorbereitung der Workshop-Vorträge dienen. Die Vorträge sollen nach relativ engen Vorgaben die Themen Berufsbilder und Färbungen der Medieninformatik thematisieren, um die Workshopdiskussion anzustoßen. Daran anknüpfend sind die Themen Studiengangsgestaltung (Curriculum) und Erfahrungsaustausch zu (praxisgerechten) Lehr-Lernformen vorgesehen. Des Weiteren soll das im 2016-Workshop sehr kontrovers diskutierte Thema „Gibt es eine Medieninformatik-Forschung?“ anhand konkreter Medieninformatik-Forschungsvorhaben erneut thematisiert werden. Der vorgestellte Themenkanon ist nicht abschließend zu verstehen, sondern soll durch die Teilnehmenden im Vorfeld und vor Ort ergänzt werden.
Nachdem die Fachgruppe Medieninformatik (FG MI) der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) bereits in den Jahren 2009 und 2010 Workshops zu den Themen „Medieninformatik in Forschung, Lehre und Praxis“ (Herczeg 2009) bzw. „Basismodule und Basiscurricula für die Medieninformatik“ (Herczeg 2010) durchgeführt hat und den Input aus den Workshops in der Folge überwiegend im Kreis der FG-Leitung verarbeitet hat, ist es Zeit mit den dort entstandenen Ideen wieder in die größere Runde zu gehen. Dieser Beitrag ist als Diskussionspapier für den kommenden (aber auch für weitere) Workshop(s) im Bereich der Medieninformatik gedacht. Die Ideen stammen im Wesentlichen aus der Arbeit der FG-Leitung bzw. einzelner engagierter Mitglieder der FG MI. Gemäß der Tradition der FG erheben die Darstellungen keinen Richtlinienanspruch, sondern sollen Diskussionen anregen.
Medienforschung
(2017)
Medienforschung
(2016)
Media Brand Management
(2022)
The management of media brands faces challenges. In order to be able to point out possible solutions, this article first explains the concept and the nature of “media brands.” Subsequently, various theoretical approaches to the explanation of media brands and their management are presented. Regardless of theoretical preferences, it is important to keep in mind the brand-strategic complexity of media management that is subsequently described. Due to their specificity, special attention is paid to the basic strategic positioning options and to the communication management of media brands. In this way, the special features of media brand management become clear in comparison with other products and services.
Renewable and sustainable energy production by many small and distributed producers is revolutionizing the energy landscape as we know it. Consumers produce energy, making them to prosumers in the smart grid. The interaction between prosumers and other entities in the grid and the optimal utilization of new smart grid components (electric cars, freezers, solar panels, etc.) are crucial for the success of the smart grid. The Power Trading Agent Competition is an open simulation platform that allows researchers to conduct low risk studies in this new energy market. In this work we present Maxon16, an autonomous energy broker and champion of the 2016's Power Trading Agent Competition. We present the strategies the broker used in the final round and evaluate the effectiveness of the strategies by analyzing the tournament's results.