Informatik und Kommunikation
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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.
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.
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.
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.
Bachelor/Master-Studiengänge
(1999)
Intelligenzexplosion
(2016)
Virtuelle Hochschulen
(2002)
Virtuelle Fachhochschule
(2004)
Auf der Basis eines Wettbewerbs des BMBF von 1997 hat das Konsortium Virtuelle Fachhochschule (VFH) 43 Mio. DM erhalten und 1999 damit begonnen Online-Studiengänge zu entwickeln. Weitere Themenfelder dieses Bundesleitprojektes sind: Struktur und Organisation einer virtuellen Hochschule, Lehr- und Lernformen in Online-Studiengängen, etc. Beteiligt sind 10 Fachhochschulen, 2 Universitäten, sowie diverse Organisationen und Wirtschaftsunternehmen. Im Jahre 2001 startete der Bachelor-Online-Studiengang Medieninformatik (www.oncampus.de). Das Projekt läuft noch bis ins Jahr 2004. Der Autor ist Vizegesamtprojektleiter, Mitglied im Teilvorhaben Struktur und Organisation sowie Entwickler von 3 Lernmodulen zur Physik für das Medieninformatikstudium.
Am Beispiel dieses Großprojektes werden einige Besonderheiten und Erfahrungen zu den Themen: Organisationsformen, Betreuung, Lehrdeputat, Workload, Ergonomie, Evaluation, Akkreditierung und die Entwicklung der Physik-Online-Lernmodule dargestellt.
Professor Dr. Dieter Hannemann ist Physiker und Ingenieur und hat sich nach seinen Studien der Technischen Informatik zugewandt. An der Fachhochschule Bochum, Abt. Gelsenkirchen, gründete er 1979 den Bereich Mikrocomputertechnik, dessen Aktivitäten vor allem im Bereich des Technologietransfers liegen. Zum 1.8.1992 wurde die Fachhochschulabteilung Keimzelle der neuen FH Gelsenkirchen, an deren Aufbau Prof. Hannemann als Prorektor und Gründungsdekan des Fachbereichs Informatik maßgeblich beteiligt war und ist.
Der Studiengangsführer des neu gegründeten Fachbereichs Ingenieurinformatik an der FH Gelsenkirchen beschreibt den deutschlandweit einmaligen Diplom-Studiengang Mikroinformatik mit seinen zwei Ausprägungen ‚Technische- und Angewandte Mikroinformatik‘: Die Aufgabenbereiche, das Praxissemester, die Einschreibungsvoraussetzungen, die Berufsfelder, den Studienverlauf und die Fächerinhalte.
Es werden die Hintergründe der Projekte angesprochen, die das Ziel haben, Lehrinhalte multimedial zu ergänzen, diese elektronisch anzubieten oder über das Internet zur Verfügung zu stellen. Zugangsmöglichkeiten zu diesen Lernformen und die technischen Stufen der Darbietung werden erläutert: Navigator, Lernraum, Portal. Auf virtuelle Lernräume, die Kommunikation im Internet, die Lernraumauswahl, auf Ausblicke für die Zukunft und auf e-Learningbeispiele wird eingegangen.
Virtuelle Hochschulen
(2001)
Dieser Artikel beleuchtet die Virtuelle Kooperative Hochschule (Organisation, Betreuung, Manpower), den Lernraum (Kommunikation im Internet, Lernräume im WWW und die Rollenverteilung im Lernraum), das Bundesleitprojekt Virtuelle Fachhochschule (Studentenleben, Projektdaten), Studieren im Netz (Medieninformatik, Virtuelles Lernmodul: Navigation), sowie die Didaktik.
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.
Dieser Artikel bietet einen Bericht über Entwicklungstendenzen und erste Erfahrungen virtueller Lernräume im Internet. Der Autor geht auf die Kommunikation im Internet, Lernräume im WWW, die Rollenverteilung im Lernraum ein, mit den Anforderungen aus Sicht der Lernenden, Lehrenden und der Verwaltung.
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.
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.
The article highlights gender codes in design, particularly in web design, by means of current examples. Different aspects of gender-specific design are looked at in detail and their inherent problems discussed: on the one hand the development of a special solution (gender-specific for women), on the other hand, web design with reduced functionality and simplification of information (i.e. image representation) which sometimes even leads to a negation of technology. The article illustrates that gender codes and stereotypical role models can be embodied on different design levels of web design (use and artefact): in structure/navigation, in creative elements by the use of shape, colour and imagery and on a textual level. These design decisions have an impact on the power of users to act, their individual gender identity and the structural gender identity/social perception of gender. The article demonstrates that gender codes in current web design are very present and aims to sensitize the topic.
The disruptive nature of the changing media landscape and technology-driven advances in communication have led to innovative ways of organizing work in the information and communication industry. This reorganization of work is reflected in the concept of New Work, which rethinks working concepts, styles, and employee behavior. Based on a survey among staff in the information and communication industry (n = 380), this study investigates the status quo of the implementation of New Work measures and their effectiveness in helping companies reach organizational goals. The results show that New Work measures are widely adopted although there is still unused potential. Moreover, the study demonstrates that the implementation of New Work measures supports companies in achieving New Work goals as well as overall organizational goals in the contexts of agile management, change management, internal communication, and evaluation.
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.
Robot arms are one of many assistive technologies used by people with motor impairments. Assistive robot arms can allow people to perform activities of daily living (ADL) involving grasping and manipulating objects in their environment without the assistance of caregivers. Suitable input devices (e.g., joysticks) mostly have two Degrees of Freedom (DoF), while most assistive robot arms have six or more. This results in time-consuming and cognitively demanding mode switches to change the mapping of DoFs to control the robot. One option to decrease the difficulty of controlling a high-DoF assistive robot arm using a low-DoF input device is to assign different combinations of movement-DoFs to the device’s input DoFs depending on the current situation (adaptive control). To explore this method of control, we designed two adaptive control methods for a realistic virtual 3D environment. We evaluated our methods against a commonly used non-adaptive control method that requires the user to switch controls manually. This was conducted in a simulated remote study that used Virtual Reality and involved 39 non-disabled participants. Our results show that the number of mode switches necessary to complete a simple pick-and-place task decreases significantl when using an adaptive control type. In contrast, the task completion time and workload stay the same. A thematic analysis of qualitative feedback of our participants suggests that a longer period of training could further improve the performance of adaptive control methods.
Background: Emotions play a central role in mental disorder and especially in depression. They are sensed in the body, and it has recently been shown in healthy participants that these sensations can be differentiated between emotions. The aim of the current study was to assess bodily sensations for basic emotions induced by emotion eliciting pictures in depression.
Methods: 30 healthy controls (HC), 30 individuals suffering from Major depressive disorder (MDD) without medication use (MDDnm) and 30 individuals with MDD with medication use (MDDm) were shown emotional and neutral pictures and were asked to paint areas in an empty body silhouette where they felt an increase or decrease in activation. Body sensation maps were then calculated and statistical pattern recognition applied.
Results Results indicated statistically separable activation patterns for all three groups. MDDnm showed less overall activation than HCs, especially in sadness and fear, while MDDm showed stronger deactivation for all emotions than the other two groups.
Conclusions: We could show that emotion experience was associated with bodily sensations that are weaker in depression than in healthy controls and that antidepressant medication was correlated with an increased feeling of bodily deactivation.
Results give insights into the relevance for clinicians to acknowledge bodily sensations in the treatment of depression.
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.
Problem
- How to effectively use aerial robots to support rescue forces?
- How to achieve good flight characteristics and long flight times?
- How to enable simple and intuitive control?
- How to efficiently record image data of the environment?
- How to generate flight and image data for rescue forces?
Implementation:
The flying robot was designed in Autodesk Fusion360. In order to achieve high stability as well as low weight, the frame was milled from carbon. Mounts such as for GPS and 360° camera were 3D printed. A special feature is that the flying robot is not visible in the panoramic view of the 360° camera. The flight controller of the robot was set up using Ardupilot. The communication with the robot is done via MAVLink (UDP).To support different platforms, a software was realized as a web application. The front end was created using HTML, CSS and Javascript.
The back end is based on Flask-Socket-IO (Python). For the intelligent recognition of motor vehicles a micro controller with an integrated camera is used. For the post-processing of flight and video data a pipeline was implemented for automation.
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).
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).
From the 360° images of the former video (
• German rescue robotic center captured... ) we now generate the 3D point cloud. The UAV needs 3 minutes to capture the outdoor scenario and the hall from inside and outside. The 3D point cloud generation is 5x slower than the video. It uses a VSLAM algorithm to localize the k-frames (green) and with 3 k-frames it use a 360° PatchMatch algorithm implemented at a NVIDIA graphic card (CUDA) to calculated the dense point clouds.The hall ist about 70 x 20 meters.
The video shows the first test of a small spherical UAV (35 cm) with 4 rotors for missions in complex environments such as buildings, caves or tunnels. The spherical design protects the vehicle's internal components and allows the UAV to roll over the ground when the environment allows. The drone can land and take off in any position and come into contact with objects without endangering the propellers and can restart even after crashes.
Sperical UAV: Crash Test with 1/2 liter bottle from 2 meters
Gaussian Splatting: 3D Reconstruction of a Chemical Company After a Tank Explosion in Kempen 8/2023
(2023)
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 gaussian splatting algorithm. 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. The computation need 29 minutes and uses 2770 images (~350 equirectangular images). 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
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
ARGUS is a tool for the systematic acquisition, documentation and evaluation of drone flights in rescue operations. In addition to the very fast generation of RGB and IR orthophotos, a trained AI can automatically detect fire, people and cars in the images captured by the drones. The video gives a short introduction to the Aerial Rescue and Geospatial Utility System -- ARGUS
Check out our Github repository under
https://github.com/RoblabWh/argus/
You can find the dataset on kaggle under
https://www.kaggle.com/datasets/julienmeine/rescue-object-detection
This video features a flight test conducted in our robotics lab, showcasing a custom-built thermal camera drone. We've enhanced a DJI Avata with a specialized thermal camera system. With its compact dimensions measuring 18 x 18 x 17 cm, this drone is designed to navigate and provide critical thermal information within post-fire or post-explosion environments. For more insights, be sure to check out our previous videos on this channel.
360° and IR- Camera Drone Flight Test: Superimposition of two data sources for Post-Fire Inspection
(2023)
This video highlights a recent flight test carried out in our cutting-edge robotics lab, unveiling the capabilities of our meticulously crafted thermal and 360° camera drone! We've ingeniously upgraded a DJI Avata with a bespoke thermal and 360° camera system. Compact yet powerful, measuring just 18 x 18 x 17 cm, this drone is strategically engineered to effortlessly navigate and deliver crucial thermal and 360° insights concurrently in post-fire or post-explosion environments.
The integration of a specialized thermal and 360° camera system enables the simultaneous capture of both data sources during a single flight. This groundbreaking approach not only reduces inspection time by half but also facilitates the seamless superimposition of thermal and 360° videos for comprehensive analysis and interpretation.