Refine
Document Type
- Journal article (117) (remove)
Has full text
- yes (117) (remove)
Is part of the Bibliography
- yes (117)
Institute
- ESB Business School (39)
- Informatik (39)
- Life Sciences (27)
- Technik (8)
- Texoversum (2)
- Zentrale Einrichtungen (2)
Publisher
- Springer (117) (remove)
Context:
Test-driven development (TDD) is an agile software development approach that has been widely claimed to improve software quality. However, the extent to which TDD improves quality appears to be largely dependent upon the characteristics of the study in which it is evaluated (e.g., the research method, participant type, programming environment, etc.). The particularities of each study make the aggregation of results untenable.
Objectives:
The goal of this paper is to: increase the accuracy and generalizability of the results achieved in isolated experiments on TDD, provide joint conclusions on the performance of TDD across different industrial and academic settings, and assess the extent to which the characteristics of the experiments affect the quality-related performance of TDD.
Method:
We conduct a family of 12 experiments on TDD in academia and industry. We aggregate their results by means of meta-analysis. We perform exploratory analyses to identify variables impacting the quality-related performance of TDD.
Results:
TDD novices achieve a slightly higher code quality with iterative test-last development (i.e., ITL, the reverse approach of TDD) than with TDD. The task being developed largely determines quality. The programming environment, the order in which TDD and ITL are applied, or the learning effects from one development approach to another do not appear to affect quality. The quality-related performance of professionals using TDD drops more than for students. We hypothesize that this may be due to their being more resistant to change and potentially less motivated than students.
Conclusion:
Previous studies seem to provide conflicting results on TDD performance (i.e., positive vs. negative, respectively). We hypothesize that these conflicting results may be due to different study durations, experiment participants being unfamiliar with the TDD process, or case studies comparing the performance achieved by TDD vs. the control approach (e.g., the waterfall model), each applied to develop a different system. Further experiments with TDD experts are needed to validate these hypotheses.
Purpose
Supporting the surgeon during surgery is one of the main goals of intelligent ORs. The OR-Pad project aims to optimize the information flow within the perioperative area. A shared information space should enable appropriate preparation and provision of relevant information at any time before, during, and after surgery.
Methods
Based on previous work on an interaction concept and system architecture for the sterile OR-Pad system, we designed a user interface for mobile and intraoperative (stationary) use, focusing on the most important functionalities like clear information provision to reduce information overload. The concepts were transferred into a high-fidelity prototype for demonstration purposes. The prototype was evaluated from different perspectives, including a usability study.
Results
The prototype’s central element is a timeline displaying all available case information chronologically, like radiological images, labor findings, or notes. This information space can be adapted for individual purposes (e.g., highlighting a tumor, filtering for own material). With the mobile and intraoperative mode of the system, relevant information can be added, preselected, viewed, and extended during the perioperative process. Overall, the evaluation showed good results and confirmed the vision of the information system.
Conclusion
The high-fidelity prototype of the information system OR-Pad focuses on supporting the surgeon via a timeline making all available case information accessible before, during, and after surgery. The information space can be personalized to enable targeted support. Further development is reasonable to optimize the approach and address missing or insufficient aspects, like the holding arm and sterility concept or new desired features.
Die weiterhin hohen Schulden in einigen Staaten der Europäischen Wirtschafts- und Währungsunion lassen nach wie vor staatliche Insolvenzen befürchten. Um die entstandenen Probleme zu bewältigen, aber auch damit eine solche Situation erst gar nicht eintritt, hält der Autor eine staatliche Insovenzordnung – mit Bail-out durch die anderen Mitgliedstaaten nur in Notfällen – für erforderlich. Er schlägt einen staatlichen Abwicklungsmechanismus für überschuldete Euro-Länder vor, der auf einem Konzept des Sachverständigenrates für Wirtschaft von 2016 beruht.
Glioblastoma WHO IV belongs to a group of brain tumors that are still incurable. A promising treatment approach applies photodynamic therapy (PDT) with hypericin as a photosensitizer. To generate a comprehensive understanding of the photosensitizer-tumor interactions, the first part of our study is focused on investigating the distribution and penetration behavior of hypericin in glioma cell spheroids by fluorescence microscopy. In the second part, fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) was used to correlate fluorescence lifetime (FLT) changes of hypericin to environmental effects inside the spheroids. In this context, 3D tumor spheroids are an excellent model system since they consider 3D cell–cell interactions and the extracellular matrix is similar to tumors in vivo. Our analytical approach considers hypericin as probe molecule for FLIM and as photosensitizer for PDT at the same time, making it possible to directly draw conclusions of the state and location of the drug in a biological system. The knowledge of both state and location of hypericin makes a fundamental understanding of the impact of hypericin PDT in brain tumors possible. Following different incubation conditions, the hypericin distribution in peripheral and central cryosections of the spheroids were analyzed. Both fluorescence microscopy and FLIM revealed a hypericin gradient towards the spheroid core for short incubation periods or small concentrations. On the other hand, a homogeneous hypericin distribution is observed for long incubation times and high concentrations. Especially, the observed FLT change is crucial for the PDT efficiency, since the triplet yield, and hence the O2 activation, is directly proportional to the FLT. Based on the FLT increase inside spheroids, an incubation time 30 min is required to achieve most suitable conditions for an effective PDT.
An interactive clothing design and a personalized virtual display with user’s own face are presented in this paper to meet the requirement of personalized clothing customization. A customer interactive clothing design approach based on genetic engineering ideas is analyzed by taking suit as an example. Thus, customers could rearrange the clothing style elements, chose available color, fabric and come up with their own personalized suit style. A web 3D customization prototype system of personalized clothing is developed based on the Unity3D and VR technology. The layout of the structure and functions combined with the flow of the system are given. Practical issues such as 3D face scanning, suit style design, fabric selection, and accessory choices are addressed also. Tests to the prototype system indicate that it could show realistic clothing and fabric effect and offer effective visual and customization experience to users.
Fragestellung: Das klinische Standardverfahren und Referenz der Schlafmessung und der Klassifizierung der einzelnen Schlafstadien ist die Polysomnographie (PSG). Alternative Ansätze zu diesem aufwändigen Verfahren könnten einige Vorteile bieten, wenn die Messungen auf eine komfortablere Weise durchgeführt werden. Das Hauptziel dieser Forschung Studie ist es, einen Algorithmus für die automatische Klassifizierung von Schlafstadien zu entwickeln, der ausschließlich Bewegungs- und Atmungssignale verwendet [1].
Patienten und Methoden: Nach der Analyse der aktuellen Forschungsarbeiten haben wir multinomiale logistische Regression als Grundlage für den Ansatz gewählt [2]. Um die Genauigkeit der Auswertung zu erhöhen, wurden vier Features entwickelt, die aus Bewegungs- und Atemsignalen abgeleitet wurden. Für die Auswertung wurden die nächtlichen Aufzeichnungen von 35 Personen verwendet, die von der Charité-Universitätsmedizin Berlin zur Verfügung gestellt wurden. Das Durchschnittsalter der Teilnehmer betrug 38,6 +/– 14,5 Jahre und der BMI lag bei durchschnittlich 24,4 +/– 4,9 kg/m2. Da der Algorithmus mit drei Stadien arbeitet, wurden die Stadien N1, N2 und N3 zum NREM-Stadium zusammengeführt. Der verfügbare Datensatz wurde strikt aufgeteilt: in einen Trainingsdatensatz von etwa 100 h und in einen Testdatensatz mit etwa 160 h nächtlicher Aufzeichnungen. Beide Datensätze wiesen ein ähnliches Verhältnis zwischen Männern und Frauen auf, und der durchschnittliche BMI wies keine signifikante Abweichung auf.
Ergebnisse: Der Algorithmus wurde implementiert und lieferte erfolgreiche Ergebnisse: die Genauigkeit der Erkennung von Wach-/NREM-/REM-Phasen liegt bei 73 %, mit einem Cohen’s Kappa von 0,44 für die analysierten 19.324 Schlafepochen von jeweils 30 s. Die beobachtete gewisse Überschätzung der NREM-Phase lässt sich teilweise durch ihre Prävalenz in einem typischen Schlafmuster erklären. Selbst die Verwendung eines ausbalancierten Trainingsdatensatzes konnte dieses Problem nicht vollständig lösen.
Schlussfolgerungen: Die erreichten Ergebnisse haben die Tauglichkeit des Ansatzes prinzipiell bestätigt. Dieser hat den Vorteil, dass nur Bewegungs- und Atemsignale verwendet werden, die mit weniger Aufwand und komfortabler für Benutzer aufgezeichnet werden können als z. B. Herz- oder EEG-Signale. Daher stellt das neue System eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu bestehenden Ansätzen dar. Die Zusammenführung der beschriebenen algorithmischen Software mit dem in [1] beschriebenen Hardwaresystem zur Messung von Atem- und Körperbewegungssignalen zu einem autonomen, berührungslosen System zur kontinuierlichen Schlafüberwachung ist eine mögliche Richtung zukünftiger Arbeiten.
In this paper a method for the generation of gSPM with ontology-based generalization was presented. The resulting gSPM was modeled with BPMN/BPMNsix in an efficient way and could be executed with BPMN workflow engines. In the next step the implementation of resource concepts, anatomical structures, and transition probabilities for workflow execution will be realized.
Artefaktkorrektur und verfeinerte Metriken für ein EEG-basiertes System zur Müdigkeitserkennung
(2019)
Fragestellung: Müdigkeit ist ein oft unterschätztes, aber dennoch großes Problem im Straßenverkehr. Von rund 2,5 Mio. Verkehrsunfällen 2015 in Deutschland, waren 2898 Unfälle, mit insgesamt 59 Toten (~1,7 % der Todesfälle), auf Übermüdung zurückzuführen. Schätzungen gehen von einer Dunkelziffer von bis zu 20 % aus. In einer ersten eigenen Studie wurde überprüft, ob ein mobiles EEG in einem Fahrsimulator Müdigkeitszustände zuverlässig erkennen kann. Die Erkennungsrate lag lediglich bei 61 %. Ziel dieser Arbeit ist, das verwendete Messsystem zu verbessern. Dazu wird die Genauigkeit durch eine Artefaktkorrektur und mit Hilfe von verfeinerten Qualitätsmetriken erhöht. Eine erkannte Übermüdung wird dem Fahrer dann in angemessener Weise angezeigt, so dass er entsprechend reagieren kann.
Patienten und Methoden: Die Independent Component Analysis (ICA) ist ein multivariates Verfahren, um mehrere Zufallsvariablen zu analysieren. Für die Entscheidung, ob ein Fahrer gerade müde oder wach ist, wird der erstellte Merkmalsvektor für jede Sequenz mit ICA klassifiziert. Dafür wird ein trainierter Machine-Learning-Algorithmus eingesetzt, der in der Lage ist, auch unbekannte Datensätze in Klassen einzuteilen. Um die benötigten Frequenzwerte zu erhalten, wurde für jeden EEG-Kanal eine Fourier Transformation durchgeführt. Der erstellte Merkmalsvektor wird im nächsten Schritt durch ein Künstliches Neuronales Netz klassifiziert. Für das Training werden vorab erstellte Merkmalsvektoren mit den Klassen „Wach“ und „Müde“ versehen. Diese Daten werden zufällig gemischt und im Verhältnis 2:1 in eine Trainings- und Testmenge geteilt. Das Experiment wurde mit acht Personen mit jeweils zweimal 45 min Testfahrt durchgeführt.
Ergebnisse: Der komplette Datensatz besteht aus 150.000 Signalwerten, welche zu ca. 7000 Sequenzen zusammengefasst werden. Durch die Anwendung der Qualitätsmetrik bleiben 4370 Sequenzen für das Training übrig. Bei invaliden Sequenzen aufgrund von EEG-Artefakten gibt es deutliche Unterschiede. Im „Wach“ Zustand werden dreimal so viele Sequenzen verworfen als im „Müde“ Zustand. Insgesamt werden bei wachen Probanden im Schnitt ca. 50 % der Sequenzen verworfen, bei Müden lediglich 25 %. Im Durchschnitt erreicht das System eine Erkennungsrate von 73 % für beide Zustände. Vergleicht man nun das Verhältnis von „Wach“ und „Müde“ und lässt „Leichte Müdigkeit“ außen vor, liegen die Ergebnisse bei über 90 %.
Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass die Aufmerksamkeit während des Experiments abnimmt bzw. die Müdigkeit zunimmt. Dies verdeutlichen zum einen subjektive und objektive Beobachtungen von Müdigkeitsanzeichen. Zum anderen lassen sich messbare und klassifizierbare Unterschiede im EEG Signal nachweisen. Die als Merkmale eingesetzten Theta-Wellen zeigten eine niedrigere Amplitude gegen Ende des Experiments. Die Erweiterung der binären Klassifizierung führt zu einer weiteren Stabilisierung der Ergebnisse. Artefaktkorrektur und Qualitätsmetriken steigern die Güte der Daten weiter. Die entwickelte Anwendung zur Müdigkeitserkennung ermittelt messbare Zeichen von Müdigkeit und kann eine gute Entscheidung über die Fahrtauglichkeit treffen.
Assistant platforms
(2023)
Many assistant systems have evolved toward assistant platforms. These platforms combine a range of resources from various actors via a declarative and generative interface. Among the examples are voice-oriented assistant platforms like Alexa and Siri, as well as text-oriented assistant platforms like ChatGPT and Bard. They have emerged as valuable tools for handling tasks without requiring deeper domain expertise and have received large attention with the present advances in generative artificial intelligence. In view of their growing popularity, this Fundamental outlines the key characteristics and capabilities that define assistant platforms. The former comprise a multi-platform architecture, a declarative interface, and a multi-platform ecosystem, while the latter include capabilities for composition, integration, prediction, and generativity. Based on this framework, a research agenda is proposed along the capabilities and affordances for assistant platforms.
Annotations of character IDs in news images are critical as ground truth for news retrieval and recommendation system. Universality and accuracy optimization of deep neural network models constitutes the key technology to improve the precision and computing efficiency of automatic news character identification, which is attracting increased attention globally. This paper explores the optimized deep neural network model for automatic focus personage identification in multi-lingual news. First, the face model of the focus personage is trained by using the corresponding face images from German news as positive samples. Next, the scheme of Recurrent Convolutional Neural Network (RCNN) + Bi-directional Long-Short Term Memory (Bi-LSTM) + Conditional Random Field (CRF) is utilized to label the focus name, and the RCNN-RCNN encoder–decoder is applied to translate names of people into multiple languages. Third, face features are described by combining the advantages of Local Gabor Binary Pattern Histogram Sequence (LGBPHS) and RCNN, and iterative quantization (ITQ) is used to binarize codes. Finally, a name semantic network is built for different domains. Experiments are performed on a dataset which comprises approximately 100,000 news images. The experimental results demonstrate that the proposed method achieves a significant improvement over other algorithms.