Informatik
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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.
Enterprises and societies currently face essential challenges, and digital transformation can contribute to their resolution. Enterprise architecture (EA) is useful for promoting digital transformation in global companies and information societies covering ecosystem partners. The advancement of new business models can be promoted with digital platforms and architectures for Industry 4.0 and Society 5.0. Therefore, products from the sector of healthcare, manufacturing and energy, etc. can increase in value. The adaptive integrated digital architecture framework (AIDAF) for Industry 4.0 and the design thinking approach is expected to promote and implement the digital platforms and digital products for healthcare, manufacturing and energy communities more efficiently. In this paper, we propose various cases of digital transformation where digital platforms and products are designed and evaluated for digital IT, digital manufacturing and digital healthcare with Industry 4.0 and Society 5.0. The vision of AIDAF applications to perform digital transformation in global companies is explained and referenced, extended toward the digitalized ecosystems such as Society 5.0 and Industry 4.0.
Dieses forschungsorientierte Buch enthält wichtige Beiträge zur Gestaltung der digitalen Transformation. Es umfasst die folgenden Hauptabschnitte in 20 Kapiteln:
- Digitale Transformation
- Digitales Geschäft
- Digitale Architektur
- Entscheidungshilfe
- Digitale Anwendungen
Es konzentriert sich auf digitale Architekturen für intelligente digitale Produkte und Dienstleistungen und ist eine wertvolle Ressource für Forscher, Doktoranden, Postgraduierte, Absolventen, Studenten, Akademiker und Praktiker, die sich für die digitale Transformation interessieren.
Unternehmen sind derzeit dabei, ihre Strategie, ihre Prozesse und ihre Informationssysteme zu verändern, um ihren Digitalisierungsgrad zu erhöhen. Das Potenzial des Internets und verwandter digitaler Technologien wie Internet der Dinge, Services Computing, Cloud Computing, künstliche Intelligenz, Big Data mit Analysen, mobile Systeme, Kollaborationsnetzwerke und cyber-physikalische Systeme treibt neue Geschäftsmodelle an und ermöglicht sie. Die Digitalisierung führt zu einer tiefgreifenden Umwälzung bestehender Unternehmen, Technologien und Volkswirtschaften und fördert die Architektur digitaler Umgebungen mit vielen eher kleinen und verteilten Strukturen. Dies hat starke Auswirkungen auf neue Wertschöpfungsmöglichkeiten und die Gestaltung digitaler Dienste und Produkte, die durch die Nutzung einer service-dominanten Logik gesteuert werden. Das Hauptergebnis des Buchkapitels erweitert Methoden für integrale digitale Strategien um wertorientierte Modelle für digitale Produkte und Dienstleistungen, die im Rahmen eines multiperspektivischen digitalen Unternehmensarchitektur-Referenzmodells definiert werden.
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.
In today’s education, healthcare, and manufacturing sectors, organizations and information societies are discussing new enhancements to corporate structure and process efficiency using digital platforms. These enhancements can be achieved using digital tools. Industry 5.0 and Society 5.0 give several potentials for businesses to enhance the adaptability and efficacy of their industrial processes, paving the door for developing new business models facilitated by digital platforms. Society 5.0 can contribute to a super-intelligent society that includes the healthcare industry. In the past decade, the Internet of Things, Big Data Analytics, Neural Networks, Deep Learning, and Artificial Intelligence (AI) have revolutionized our approach to various job sectors, from manufacturing and finance to consumer products. AI is developing quickly and efficiently. We have heard of the latest artificial intelligence chatbot, ChatGPT. OpenAI created this, which has taken the internet by storm. We tested the effectiveness of a considerable language model referred to as ChatGPT on four critical questions concerning “Society 5.0”, “Healthcare 5.0”, “Industry,” and “Future Education” from the perspectives of Age 5.0.
The relevance of Robotic Process Automation (RPA) has increased over the last few years. Combining RPA with Artificial Intelligence (AI) can further enhance the business value of the technology. The aim of this research was to analyze applications, terminology, benefits, and challenges of combining the two technologies. A total of 60 articles were analyzed in a systematic literature review to evaluate the aforementioned areas. The results show that by adding AI, RPA applications can be used in more complex contexts, it is possible to minimize the human factor during the development process, and AI-based decision-making can be integrated into RPA routines. This paper also presents a current overview of the used terminology. Moreover, it shows that by integrating AI, some unseen challenges in RPA projects can emerge, but also a lot of new benefits will come along with it. Based on the outcome, it is concluded that the topic offers a lot of potential, but further research and development is required. The result of this study help researches to gain an overview of the state-of-the-art in combining RPA and AI.
The scoring of sleep stages is one of the essential tasks in sleep analysis. Since a manual procedure requires considerable human and financial resources, and incorporates some subjectivity, an automated approach could result in several advantages. There have been many developments in this area, and in order to provide a comprehensive overview, it is essential to review relevant recent works and summarise the characteristics of the approaches, which is the main aim of this article. To achieve it, we examined articles published between 2018 and 2022 that dealt with the automated scoring of sleep stages. In the final selection for in-depth analysis, 125 articles were included after reviewing a total of 515 publications. The results revealed that automatic scoring demonstrates good quality (with Cohen's kappa up to over 0.80 and accuracy up to over 90%) in analysing EEG/EEG + EOG + EMG signals. At the same time, it should be noted that there has been no breakthrough in the quality of results using these signals in recent years. Systems involving other signals that could potentially be acquired more conveniently for the user (e.g. respiratory, cardiac or movement signals) remain more challenging in the implementation with a high level of reliability but have considerable innovation capability. In general, automatic sleep stage scoring has excellent potential to assist medical professionals while providing an objective assessment.
In diesem Kapitel wird eine Einführung in die sich abzeichnenden Trends bei der Gestaltung der digitalen Transformation gegeben, wobei der Schwerpunkt auf digitalen Produkten, intelligenten Diensten und damit verbundenen Systemen sowie auf Methoden, Modellen und Architekturen liegt. Das primäre Ziel dieses Buches ist es, einige der neuesten Forschungsergebnisse auf diesem Gebiet hervorzuheben. Wir stellen eine Reihe von Kurzbeschreibungen der im Buch enthaltenen Kapitel zur Verfügung.
Current advances in Artificial Intelligence (AI) combined with other digitalization efforts are changing the role of technology in service ecosystems. Human-centered intelligent systems and services are the target of many current digitalization efforts and part of a massive digital transformation based on digital technologies. Artificial intelligence, in particular, is having a powerful impact on new opportunities for shared value creation and the development of smart service ecosystems. Motivated by experiences and observations from digitalization projects, this paper presents new methodological experiences from academia and practice on a joint view of digital strategy and architecture of intelligent service ecosystems and explores the impact of digitalization based on real case study results. Digital enterprise architecture models serve as an integral representation of business, information, and technology perspectives of intelligent service-based enterprise systems to support management and development. This paper focuses on the novel aspect of closely aligned digital strategy and architecture models for intelligent service ecosystems and highlights the fundamental business mechanism of AI-based value creation, the corresponding digital architecture, and management models. We present key strategy-oriented architecture model perspectives for intelligent systems.