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Fakultät Informatik

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Wissenschaftliche Vorträge

Template-basierte Klassifikation planarer Gesten

Verteidigung im Promotionsverfahren von Dipl.-Inform. Michael Schmidt (Institut für Angewandte Informatik, Professur Mensch-Computer Interaktion)

25.4.2014, 14:00 Uhr, INF 1004 (Ratssaal)

Der vorliegenden Arbeit liegt der Gedanke zugrunde, dass die Realisierung komplexer Interaktionen einfach zu handhabende Werkzeuge
für deren Interpretation benötigt. In dieser Dissertation wird ein Erkenner für planare, symbolische Gesten entwickelt, der über
die Angabe von Templates trainiert werden kann und keine Beschränkung der Vielfalt von Eingaben voraussetzt. Die Interpretation
einer Geste ist unabhängig ihrer natürlichen Varianzen - Translation, Skalierung, Rotation und Geschwindigkeit - und unter kleiner
Anzahl spezifizierter Templates pro Klasse möglich. Weiterhin werden für Nutzerinteraktionen im Anwendungskontext übliche Echtzeit-
Kriterien eingehalten. Der Gestenerkenner basiert auf der Zerlegung einer Eingabe in elementare, bedeutungstragende Token und einer
Bayes’schen Sensor-Fusion deren lokaler Merkmale. Die hohe Genauigkeit des statistischen Verfahren wird in ausführlichen Tests
nachgewiesen. Unter gleichbleibenden Anforderungen wird die Methode erweitert, um die Vorhersage partieller Gesten und direkte
Manipulationen zu unterstützen. Die Demonstration der Praxistauglichkeit präsentierter Konzepte und von Mehr-Finger-Eingaben wird
exemplarisch an zwei Anwendungen vorgenommen - Multi-Touch Texteingabe mit einem eigens entwickelten Gestenalphabet und domänenunabhängiges
Skizzieren. UI-Designer, Usability-Experten und Entwickler von Feedforward-Mechanismen können gleichermaÿen von den vorgestellten Methoden
profitieren. Die Zerlegung einer Eingabe in Token und deren Interpretation bei einer Maximum-Likelihood-Zuordnung zu spezifizierten
Templates lässt sich beispielsweise auf die Online-Erkennung übertragen.


Kollaborative Aufwandsschätzung am digitalen Tabletop

Präsentation der Bachelor-Arbeit (alle Studiengänge) von Meinhardt Branig (Institut für Software und Multimediatechnik; Professur für Mediengestaltung)

29.4.2014, 10:00 Uhr, INF 2101 Beratungsraum 2. Etage

Kurzfassung
Die Aufwandsschätzung von Aufgaben ist ein wichtiger Teil des Projektmanagements
und bildet die Grundlage für die Planung. Ob das Projekt in der geplanten Zeit abgeschlossen
werden kann, hängt stark davon ab, wie gut der Aufwand eingeschätzt wurde.
Da Desktop Computer nur eingeschränkt für kollaborative Aufgaben geeignet sind, wird
auch in eigentlich computerbasierten Arbeitsumgebungen häufig auf die Nutzung von
Stift und Papier zurückgegriffen. Dies bringt jedoch Nachteile mit sich, wie das häufige
manuelle Übertragen von Werten in den Computer oder auf Papier.
Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption und Entwicklung eines User Interfaces für die
kollaborative Aufwandsschätzung am Tabletop. Der Einsatz eines Tabletops soll dabei
eine flüssige Zusammenarbeit ähnlich wie auf einem klassischen Tisch ermöglichen und
dabei zugleich die positiven Eigenschaften der computerbasierten Schätzung bieten. Geeignete
Richtlinien zur Interfacegestaltung sollen die Interaktion der Nutzer zusätzlich
verbessern. Dafür werden zunächst klassische und agile Schätzmethoden hinsichtlich
ihrer Eignung zur Umsetzung am Tabletop analysiert. Sowohl aus der ausgewählten
Methode als auch aus den Richtlinien zur Gestaltung eines Tabletop Interfaces werden
Anforderungen abgeleitet, welche bei der Konzeption umgesetzt werden. Anschließend
folgt die prototypische Implementierung auf einem Samsung SUR40.
Als Ergebnis entsteht ein auf der agilen Methode Planning Poker basiertes Konzept,
das zusätzlich das Anzeigen der Werte ähnlicher Aufgaben erlaubt, um einen Vergleich
zu ermöglichen.
Abstract
The effort estimation of tasks is an important aspect of project management and serves
as a basis for the planning process. Whether the project can be finished in the scheduled
time, depends greatly on how well the effort was assessed. Since desktop computers
are only limited suitable for collaborative tasks, pen and paper are often used in actual
computer-based work environments. However, this entails disadvantages, such as the
frequent process of manually entering values into the computer or on paper.
The aim of this work is the design and development of a user interface for collaborative
effort estimation on the tabletop. The use of a tabletop is intended to allow a
liquid cooperation similar to a classic table. At the same time it provides the positive
characteristics of the computer-based estimations. Appropriate guidelines for interface
design should also improve user interaction. Classic and agile estimation methods are
discussed in terms of their suitability for implementation on the tabletop. Both of the selected
method and from the guidelines for the design of a tabletop interface requirements
are derived, which are deployed in the design. This is accompanied by the prototype
implementation on a Samsung SUR40.
As a result, a concept based on the agile method planning poker is used that also
allows to display values of similar tasks to make a comparison.


Contributions To Ontology-Driven Requirements Engineering

Verteidigung im Promotionsverfahren von Dipl.-Medieninf. Katja Siegemund

29.4.2014, 12:15 Uhr, INF 1004 (Ratssaal)

Requirements Engineering (RE) is essential to a software project. As the result of RE process, Software Requirements Specifications (SRS) should be consistent, correct and complete. However, the acquisition, specification and evolution of requirements from different stakeholders or sources usually lead to incomplete, ambiguous, and faulty requirements. This may become an incalculable risk for the whole project and a disaster for the final Software product.
In this thesis we present a novel method to improve the quality of a SRS semi-automatically. Facilitated by ontology techniques and closed world reasoning, we describe how to automatically detect faulty information in the SRS. Furthermore, we calculate a variety of explicit solution options that are based on the present requirements data. The requirements engineer is thereby guided in identifying and resolving incomplete and inconsistent data as well as quality flaws in the requirements specification. Moreover, we provide various metrics to measure the quality of the SRS at any time during the RE process. The whole approach is summarized in the software demonstrator OntoReq, which allows requirements engineers to specify and validate requirements knowledge without the need to touch an ontology or know anything about ontologies at all.
Finally, this approach is generalized so that it can be applied for validation in any domain ontology.


Quality-Aware Model Refactoring and Co-Refactoring

Vortrag im Promotionsverfahren von Dipl.-Inf. Jan Reimann (Institut für Software und Multimediatechnik; Professur Softwaretechnologie)

5.5.2014, 14:50 Uhr, INF 2101

Abstract:

In der modellgetriebenen Softwareentwicklung (MDSD) gibt es zahlreiche domänenspezifische Sprachen (DSLs) zur Spezifikation verschiedenster Aspekte im Problemraum. Bekannte Vertreter sind beispielsweise die UML oder BPMN. Editoren dieser Sprachen werden oft mit Hilfe der Beschreibung abstrakter oder konkreter Syntax generiert und sind bezüglich des Toolings schon recht ausgereift. Allerdings fehlen häufig Werkzeuge die der Evolution und Qualitätssicherung der Sprach-Instanzen dienen. Ein wichtiger Vertreter ist Refactoring, das für konventionelle Programmiersprachen stets ein wichtiger Bestandteil der Entwicklungsumgebungen ist, jedoch bei DSLs oft vernachlässigt wird. In diesem Vortrag wird zum einen ein Ansatz vorgestellt, wie bekannte Refactorings abstrahiert und für modellbasierte DSLs bereitgestellt werden können. Eine wichtige Rolle nimmt dabei der Bezug zu bestimmten Qualitäten ein, die beispielsweise in der Anforderungsspezifikation definiert wurden. Zum anderen wird ein Ansatz dargestellt, mit dem es möglich ist, abhängige Modell-Refactorings durchzuführen. Dies ist in einer heterogenen Modelllandschaft wichtig um die Konsistenz voneinander abhängiger Modelle zu wahren.

Diese Veranstaltung wird unterstützt von Lehrstuhl für Softwaretechnologie.


Towards Prescriptive Analytics in Cyber Physical Systems

Verteidigung im Promotionsverfahren von M. Sc. Laurynas Siksnys (Institut für Systemarchitektur, Professur Datenbanken)

7.5.2014, 14:00 Uhr, INF 1004 (Ratssaal)

More and more of our physical world today is being monitored and controlled by so-called cyber-physical systems (CPSs). These are compositions of networked autonomous cyber and physical agents such as sensors, actuators, computational elements, and humans in the loop. Today, CPSs are still relatively small-scale and very limited compared to CPSs to be witnessed in the future. Future CPSs are expected to be far more complex, large-scale, wide-spread, and mission-critical, and found in a variety of domains such as transportation, medicine, manufacturing, and energy, where they will bring many advantages such as the increased efficiency, sustainability, reliability, and security. To unleash their full potential, CPSs need to be equipped with, among other features, the support for automated planning and control, where computing agents collaboratively and continuously plan and control their actions in an intelligent and well-coordinated manner to secure and optimize a physical process, e.g., electricity flow in the power grid.

In today’s CPSs, the control is typically automated, but the planning is solely performed by humans. Unfortunately, it is intractable and infeasible for humans to plan every action in a future CPS due to the complexity, scale, and volatility of a physical process. Due to these properties, the control and planning has to be continuous and automated in future CPSs. Humans may only analyse and tweak the system’s operation using the set of tools supporting prescriptive analytics that allows them (1) to make predictions, (2) to get the suggestions of the most prominent set of actions (decisions) to be taken, and (3) to analyse the implications as if such actions were taken.

This thesis considers the planning and control in the context of a large-scale multi-agent CPS. Based on the smart-grid use-case, it presents a so-called PrescriptiveCPS – which is (the conceptual model of) a multi-agent, multi-role, and multi-level CPS automatically and continuously taking and realizing decisions in near real-time and providing (human) users prescriptive analytics tools to analyse and manage the performance of the underlying physical system (or process). Acknowledging the complexity of CPSs, this thesis provides contributions at the following three levels of scale: (1) the level of a (full) PrescriptiveCPS, (2) the level of a single PrescriptiveCPS agent, and (3) the level of a component of a CPS agent software system.

At the CPS level, the contributions include the definition of PrescriptiveCPS, according to which it is the system of interacting physical and cyber (sub-)systems. Here, the cyber system consists of hierarchically organized inter-connected agents, collectively managing instances of so-called flexibility, decision, and prescription models, which are short-lived, focus on the future, and represent a capability, an (user’s) intention, and actions to change the behaviour (state) of a physical system, respectively.

At the agent level, the contributions include the three-layer architecture of an agent software system, integrating the number of components specially designed or enhanced to support the functionality of PrescriptiveCPS.

At the component level, the most of the thesis contribution is provided. The contributions include the description, design, and experimental evaluation of (1) a unified multi-dimensional schema for storing flexibility and prescription models (and related data), (2) techniques to incrementally aggregate flexibility model instances and disaggregate prescription model instances, (3) a database management system (DBMS) with built-in optimization problem solving capability allowing to formulate optimization problems using SQL-like queries and to solve them “inside a database”, (4) a real-time data management architecture for processing instances of flexibility and prescription models under (soft or hard) timing constraints, and (5) a graphical user interface (GUI) to visually analyse the flexibility and prescription model instances. Additionally, the thesis discusses and exemplifies (but provides no evaluations of) (1) domain-specific and in-DBMS generic forecasting techniques allowing to forecast instances of flexibility models based on historical data, and (2) powerful ways to analyse past, current, and future based on so-called hypothetical what-if scenarios and flexibility and prescription model instances stored in a database. Most of the contributions at this level are based on the smart-grid use-case.

In summary, the thesis provides (1) the model of a CPS with planning capabilities, (2) the design and experimental evaluation of prescriptive analytics techniques allowing to effectively forecast, aggregate, disaggregate, visualize, and analyse complex models of the physical world, and (3) the use-case from the energy domain, showing how the introduced concepts are applicable in the real world. We believe that all this contribution makes a significant step towards developing planning-capable CPSs in the future.


Machine Learning @ Amazon

Wissenschaftlicher Vortrag (alle Studiengänge) von Ralf Herbrich (Amazon Development Center Germany GmbH)

7.5.2014, 14:50 Uhr, INF 1004 (Ratssaal)

Gastvortrag von Ralf Herbrich am Lehrstuhl Computer Vision

Abstract: In this talk, I will give an overview of the Machine Learning efforts at Amazon – ranging from Forecasting, Recommendation, Search to linking digital media and computer vision. I will highlight the technical difficulties in each of these problem areas and discuss some initial efforts.

Diese Veranstaltung wird unterstützt von Lehrstuhl Computer Vision.



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Stand: 25.4.2014, 1:17 Uhr
Autor: Webmaster