Informatik
Refine
Document Type
- Conference Proceeding (329)
- Article (80)
- Part of a Book (42)
- Book (14)
- Doctoral Thesis (8)
- Anthology (5)
- Working Paper (2)
- Patent (1)
The metric and qualitative analysis of models of the upper and lower dental arches is an important aspect of orthodontic treatment planning. Currently available eLearning systems for dental education only allow access to digital learning materials, and do not interactively support the learning progress. Moreover, to date no study compared the efficiency of learning methods based on physical or digital study models. For this pilot study, 18 dental students were separated into two groups to investigate whether the learning success in study model analysis with an interactive elearning system is higher based on digital models or on conventional plaster models. The results show that with the digital method less time is needed per model analysis. Moreover, the digital approach leads to higher total scores than that based on plaster models. We conclude that interactive eLearning using digital dental arch models is a promising tool for dental education.
OR-Pad - Entwicklung eines Prototyps zur sterilen Informationsanzeige am OP-Situs : meeting abstract
(2019)
Hintergrund: Oftmals werden Informationen aus der Krankenakte oder von Bildgebungsverfahren nur auf recht weit vom Operationsgebiet entfernten Monitoren, außerhalb der ergonomischen Sichtachse des Operateurs, dargestellt. Dies führt dazu, dass relevante Informationen übersehen werden oder ihr Informationspotenzial nicht ausgeschöpft werden kann. In Papierform mitgenommene Notizen befinden sich während der OP außerhalb des sterilen Bereichs und sind dadurch für den Operateur nicht ohne Weiteres zugänglich. Auch bei intraoperativen Einträgen für die OP Dokumentation ist der Operateur auf die Mithilfe der Assistenz angewiesen. Durch die zusätzlichen Kommunikationswege entstehen dabei ein personeller und zeitlicher Mehraufwand und das Fehlerpotenzial nimmt zu. Das anwendungsorientierte Forschungsprojekt OR-Pad - Nutzung von portablen Informationsanzeigen im Operationssaal - soll dem Operateur zu einem verbesserten Informationsfluss verhelfen. Die Idee entstand aus der klinischen Routine der Anatomie und Urologie des Universitätsklinikums Tübingen und wird nun durch Fördermittel vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg sowie vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung an der Hochschule Reutlingen zu einem High Fidelity-Prototypen weiterentwickelt.
Ziel: Ziel des OR-Pad Projekts ist es, während einer OP zum aktuellen Zeitpunkt klinisch relevante Informationen in unmittelbarer Nähe zum Operateur darzustellen. Mithilfe des Systems soll der Informationsfluss zwischen dem Eingriff sowie dessen Vor- und Nachbereitung optimiert werden. Der Operateur soll vorab relevante Informationen, wie aktuelle Röntgenbilder oder persönliche Notizen, zur intraoperativen Anzeige auswählen können, die dann am OP-Situs auf einer sterilen Informationsanzeige dargestellt werden. Durch die Positionierung soll eine ergonomische Sichtachse sowie die direkte Interaktion mit dem System ermöglicht werden. Kontextrelevante Informationen sollen basierend auf dem aktuellen OP-Verlauf durch die Entwicklung einer Situationserkennung automatisch bereitgestellt werden. Zur Optimierung des Informationsflusses gehört ebenfalls die Unterstützung der OP-Dokumentation. Für diese sollen während des Eingriffs manuell vom Operateur sowie automatisch vom System Einträge, wie Zeitpunkte oder intraoperative Aufnahmen, erstellt werden. Aus diesen soll nach dem Eingriff die OP-Dokumentation generiert und damit der Prozess qualitativer und zeiteffizienter gestaltet werden.
Methodik: Zur Erreichung des Ziels werden zunächst die klinischen Anforderungen spezifiziert und in ein Lastenheft überführt. Hierfür werden Interviews und Beobachtungen bei mehreren Interventionen durchgeführt. Nach dem User-Centered-Designprozess werden Personas und Nutzungsszenarien entworfen und mit klinischen Projektpartnern in mehreren Iterationen evaluiert. Es gilt eine Informationsarchitektur aufzubauen, die eine Einbettung klinischer Informationssysteme sowie Bild- und Gerätedaten aus dem OP-Netzwerk erlaubt. Eine Situationserkennung, basierend auf Prozessmodellen, soll zur Abschätzung des Operationsfortschritts entwickelt werden. Zur Befestigung der Informationsanzeige sollen geeignete Haltemechanismen eingesetzt werden. Das OR-Pad System soll laufend im Lehr- und Forschungs-OP der Hochschule Reutlingen getestet und im Sinne agiler Produktentwicklung mit den klinischen Projektpartnern abgestimmt werden. Der finale Funktionsprototyp soll abschließend in den Versuchs-OPs der Anatomie Tübingen getestet und evaluiert werden.
Ergebnisse: Über eine erste Datenerhebung mittels Contextual Inquiry konnten erste Anforderungen an das OR-Pad System erfasst werden, woraus ein Low-Fidelity-Prototyp resultierte. Die Evaluation über Experteninterviews führte in die zweite Iteration, in der das Konzept entsprechend der Ergebnisse angepasst wurde. Über Hospitationen am Uniklinikum Tübingen fand eine weitere Datenerhebung zur Erstellung von Szenarien für die intraoperativen Anwendungsfälle statt. Anhand der Anforderungen wurde ein Konzept für die Benutzerschnittstelle entworfen, die im weiteren Verlauf mit den klinischen Projektpartnern evaluiert wird.
Potentials of smart contracts-based disintermediation in additive manufacturing supply chains
(2019)
We investigate which potentials are created by using smart contracts for disintermediation in supply chains for additive manufacturing. Using a qualitative, critical realist research approach, we analyzed three case studies with companies active in additive manufactures. Based on interviews with experts from these companies, we could identify eight key requirements for disintermediation and associate four potentials of smart contracts-based disintermediation.
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.
Among the multitude of software development processes available, hardly any is used by the book. Regardless of company size or industry sector, a majority of project teams and companies use customized processes that combine different development methods— so-called hybrid development methods. Even though such hybrid development methods are highly individualized, a common understanding of how to systematically construct synergetic practices is missing. In this paper, we make a first step towards devising such guidelines. Grounded in 1,467 data points from a large-scale online survey among practitioners, we study the current state of practice in process use to answer the question: What are hybrid development methods made of? Our findings reveal that only eight methods and few practices build the core of modern software development. This small set allows for statistically constructing hybrid development methods. Using an 85% agreement level in the participants’ selections, we provide two examples illustrating how hybrid development methods are characterized by the practices they are made of. Our evidence-based analysis approach lays the foundation for devising hybrid development methods.
Context: Organizations are increasingly challenged by high market dynamics, rapidly evolving technologies and shifting user expectations. In consequence, many organizations are struggling with their ability to provide reliable product roadmaps by applying traditional roadmapping approaches. Currently, many companies are seeking opportunities to improve their product roadmapping practices and strive for new roadmapping approaches. A typical first step towards advancing the roadmapping capabilities of an organization is to assess the current situation. Therefore, the so-called maturity model DEEP for assessing the product roadmapping capabilities of companies operating in dynamic and uncertain environments has been developed and published by the authors. Objective: The aim of this article is to conduct an initial validation of the DEEP model in order to understand its applicability better and to see if important concepts are missing. In addition, the aim of this article is to evolve the model based on the findings from the initial validation. Method: The model has been given to practitioners such as product managers with the request to perform a self-assessment of the current product roadmapping practices in their company. Afterwards, interviews with each participant have been conducted in order to gain insights. Results: The initial validation revealed that some of the stages of the model need to be rearranged and minor usability issues were found. The overall structure of the model was well received. The study resulted in the development of the version 1.1 of the DEEP product roadmap maturity model which is also presented in this article.
Through increasing market dynamics, rapidly evolving technologies and shifting user expectations coupled with the adoption of lean and agile practices, companies are struggling with their ability to provide reliable product roadmaps by applying traditional approaches. Currently, most companies are seeking opportunities to improve their product roadmapping practices. As a first challenge they have to assess their current product roadmapping capabilities in order to better understand how to improve their practices and how to switch to a new approach. The aim of this article is to provide an initial maturity model for product roadmapping practices that is especially suited for assessing the roadmapping capabilities of companies operating in dynamic and uncertain market environments. Based on interviews with 15 experts from 13 various companies the current state of practice regarding product roadmapping was identified. Afterwards, the model development was conducted in the context of expert workshops with the Robert Bosch GmbH and researchers. The study results in the so-called DEEP 1.0 product roadmap maturity model which allows companies to conduct a self assessment of their product roadmapping practice.
Context: Organizations are increasingly challenged by dynamic and technical market environments. Traditional product roadmapping practices such as detailed and fixed long-term planning typically fail in such environments. Therefore, companies are actively seeking ways to improve their product roadmapping approach. Goal: This paper aims at identifying problems and challenges with respect to product roadmapping. In addition, it aims at understanding how companies succeed in improving their roadmapping practices in their respective company contexts. The study focuses on mid-sized and large companies developing software-intensive products in dynamic and technical market environments. Method: We conducted semi structured expert interviews with 15 experts from 13 German companies and conducted a thematic data analysis. Results: The analysis showed that a significant number of companies is still struggling with traditional feature based product-roadmapping and opinion based prioritization of features. The most promising areas for improvement are stating the outcomes a company is trying to achieve and making them part of the roadmap, sharing or co-developing the roadmap with stakeholders, and the establishing discovery activities.
Context: Companies in highly dynamic markets increasingly struggle with their ability to plan product development and to create reliable roadmaps. A main reason is the decreasing lack of predictability of markets, technologies, and customer behaviors. New approaches for product roadmapping seem to be necessary in order to cope with today's highly dynamic conditions. Little research is available with respect to such new approaches. Objective: In order to better understand the state of the art and to identify research gaps, this article presents a review of the scientific literature with respect to product roadmapping. Method: We performed a systematic literature review (SLR) with respect to identify papers in the field of computer science. Results: After filtering, the search resulted in a set of 23 relevant papers. The identified papers focus on different aspects such as roadmap types, processes for creating and updating roadmaps, problems and challenges with roadmapping, approaches to visualize roadmaps, generic frameworks and specific aspects such as the combination of roadmaps with business modeling. Overall, the scientific literature covers many important aspects of roadmapping but does provide only little knowledge on how to create product roadmaps under highly dynamic conditions. Research gaps address, for instance, the inclusion of goals or outcomes into product roadmaps, the alignment of a roadmap with a product vision, and the inclusion of product discovery activities in product roadmaps. In addition, the transformation from traditional roadmapping processes to new ways of roadmapping is not sufficiently addressed in the scientific literature.
Software process improvement (SPI) is around for decades, but it is a critically discussed topic. In several waves, different aspects of SPI have been discussed in the past, e.g., large scale company-level SPI programs, maturity models, success factors, and in-project SPI. It is hard to find new streams or a consensus in the community, but there is a trend coming along with agile and lean software development. Apparently, practitioners reject extensive and prescriptive maturity models and move towards smaller, faster and continuous project-integrated SPI. Based on data from two survey studies conducted in Germany (2012) and Europe (2016), we analyze the process customization for projects and practices for implementing SPI in the participating companies. Our findings indicate that, even in regulated industry sectors, companies increasingly adopt in-project SPI activities, primarily with the goal to continuously optimize specific processes. Therefore, with this paper, we want to stimulate a discussion on how to evolve traditional SPI towards a continuous learning environment.
The emergence of agile methods and practices has not only changed the development processes but might also have affected how companies conduct software process improvement (SPI). Through a set of complementary studies, we aim to understand how SPI has changed in times of agile software development. Specifically, we aim (a) to identify and characterize the set of publications that connect elements of agility to SPI, (b) to explore to which extent agile methods/practices have been used in the context of SPI, and (c) to understand whether the topics addressed in the literature are relevant and useful for industry professionals. To study these questions, we conducted an in-depth analysis of the literature identified in a previous mapping study, an interview study, and an analysis of the responses given by industry professionals to SPI related questions stemming from an independently conducted survey study. Regarding the first question, we identified 55 publications that focus on both SPI and agility of which 48 present and discuss how agile methods/practices are used to steer SPI initiatives. Regarding the second question, we found that the two most frequently mentioned agile methods in the context of SPI are Scrum and Extreme Programming (XP), while the most frequently mentioned agile practices are integrate often, test-first, daily meeting, pair programming, retrospective, on-site customer, and product backlog. Regarding the third question, we found that a majority of the interviewed and surveyed industry professionals see SPI as a continuous activity. They agree with the agile SPI literature that agile methods/practices play an important role in SPI activities but that the importance given to specific agile methods/practices does not always coincide with the frequency with which these methods/practices are mentioned in the literature.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Software-Architektur entwickelt, mit der sich Interaktionen zwischen autonomen Fahrzeugen und Passanten im Straßenverkehr in einer simulierten Umgebung untersuchen lassen. Hierbei wird das autonome Fahrzeug durch einen externen Fahrsimulator gesteuert. Der Einsatz eines Motion-Capture-Systems ermöglicht dabei die Aufzeichnung und Übertragungen der Bewegungsdaten von Passant und Fahrer in die virtuelle Umgebung. Durch den Einsatz von head-mounted Displays sollen Akteure die virtuelle Umgebung möglichst als real empfinden. Auf Basis der entwickelten Software-Architektur wurde eine Simulationsumgebung realisiert, in der Interaktionen zwischen einem Passant und einem autonomem Fahrzeug untersucht werden können. Das Projekt soll das Potential von Motion-Capture gestützten Simulationsumgebungen für die Konzeption und Entwicklung von autonomen Fahrsystemen aufzeigen.
Über die letzten Jahre nehmen die Verkehrsunfälle zwischen Fahrzeugen und Fahrrädern und Motorrädern immer weiter zu. Die Ursache ist meistens eine unachtsam geöffnete Fahrzeugtür, mit der ein anfahrender Zweiradfahrer kollidiert. Diese Unfälle können verheerende Folgen für alle Beteiligten haben. Aus diesem Grund soll der technologische Fortschritt, welcher sich durch die gesamte Automobilbranche zieht, um eine zusätzliche Komponente erweitert werden. Hierbei handelt es sich um ein System für Zweiradfahrer, welches eine sich öffnende Fahrzeugtür frühzeitig erkennen soll, den Fahrer somit frühzeitig warnen kann und gegebenenfalls Strategien zu Unfallvermeidung einleiten kann. Dieses Konzept soll die Entwicklung des Systems vorgeben und grundlegend erläutern.
Digitalization of products and services commonly causes substantial changes in business models, operations, organization structures and IT infrastructures of enterprises. Motivated by experiences and observations from digitalization projects, the paper investigates the effects of digitalization on enterprise architectures (EA). EA models serve as representation of business, information system and technical aspects of an enterprise to support management and development. By comparing EA models before and after digitalization, the paper analyzes the kinds of changes visible in the EA model. The most important finding is that newly created digitized products and the associated (product)- and enterprise architecture are no longer properly integrated into the overall architecture and even exist in parallel. Thus, the focus of this work is on showing these parallel architectures and proposing derivations for a better integration.
Die Navigation mit dem E-Bike soll eine positive Nutzerfahrung sein. Deshalb wurde im Zuge dieser Arbeit im Rahmen von Bosch E-Bike Systems ein multimodales smart User Interface (MSUI) entwickelt. Das Konzept umfasst visuelle Turn-by-Turn Signale, taktile Vibrationssignale im Lenker und eine auditive Sprachausgabe. Ziel der Arbeit ist ein Prototyp, der sich für die Evaluation von Nutzerbedürfnissen in Bezug auf verschiedene multimodale Rückmeldemöglichkeiten eignet.
Die Simulation menschlichen Gruppenverhaltens kann bei der Kapazitäten-, Risiko- und Evakuierungs Planung von Gebäuden hilfreich sein, bei der Produktion von Filmen für eindrucksvolle Massen-Szenen eingesetzt werden oder virtuelle Schauplätze in Echtzeit-Anwendungen beleben. Die Herausforderungen liegen vor allem in einem realistischen Erscheinungsbild der virtuellen Crowd, glaubwürdigem Verhalten innerhalb eines sozialen Verbundes, realitätsnahen Animationen und der Wahrung der Echtzeitfähigkeit interaktiver Anwendungen. Im Rahmen dieser Arbeit wird der aktuelle Stand der Technik vorgestellt, Technologien evaluiert und ein Crowd Simulation Prototyp mit der Unity Engine implementiert.
Die Bedeutung und Stellung der Informationstechnologie erlebte in den letzten 60 Jahren einen fortlaufenden Wandel. Der anfänglich rein unterstützende Charakter entwickelte sich immer mehr zu einem wichtigen Bestandteil der Aufbau- und Ablauforganisation im Unternehmen. Ein definiertes IT-Servicemanagement im Unternehmen sieht sich mittlerweile gleichgeordnet mit den restlichen Fachabteilungen, tritt mit seinen Leistungen als Dienstleister auf und betrachtet die Fachabteilungen als „Kunde“. Neue Technologien und Innovationen und die daraus resultierenden Neudefinitionen bestehender Anforderungen sollen im Rahmen der Digitalisierung in Unternehmen positive Effekte zeigen. IT Infrastructure Library (ITIL) wird als Framework für IT-Servicemanagement in der Industrie und im öffentlichen Dienst genutzt. Der Ansatz von ITIL unterstützte den Kulturwandel und sensibilisierte das Management und die Mitarbeiter darin, serviceorientiert zu denken. Da dieser Ansatz einen vordefinierten, zyklischen Ablauf hat, könnten schnell eintreffende Kundenanforderungen nicht fristgerecht umgesetzt werden, weshalb agile Methoden wie der DevOps-Ansatz in den Vordergrund rücken. Die Herausforderung besteht darin, den Kulturwandel bei der Einführung von DevOps in bestehenden ITIL-Strukturen in Unternehmen zu fördern.
Eines der gängigsten bildgebenden Verfahren in der Medizin ist die Sonografie. Jedoch ist die Reproduzierbarkeit der Ultraschalldiagnostik bis heute noch immer ein Problem, wodurch Fehldiagnosen gestellt werden. Durch das in diesem Papier vorgestellte prototypische System zur Unterstützung für Medizinstudenten in Ultraschallseminaren sollen Anforderungen zur Reproduzierbarkeit einer Ultraschalluntersuchung definiert werden. Durch Experteninterviews wurden Einblicke in die klinischen Abläufe und den Krankenhaus-Alltag gewonnen, welche Inhalte relevant sind, um die Reproduzierbarkeit von Ultraschalluntersuchungen zu ermöglichen.
Durch das stetige Wachstum an neuen Technologien und Möglichkeiten steht der Verschmelzung von Technologien mit dem Menschen kaum noch etwas im Wege. Die Untersuchung der Implantate und die damit verbundenen Risiken sind ein Teil dieser Arbeit. Von Bedeutung sind hier die Funktionsweise und die IT-Sicherheitsaspekte. Alle in dieser Arbeit dargestellten Implantate benötigen eine Kommunikation nach außen. Diese Kommunikationsmöglichkeit birgt Risiken, die nicht nur auf die Daten der Träger beschränkt sind, sondern auch gesundheitliche Risiken beinhalten.
