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Regularization theory for special neural network architectures applied on inverse problems
No full textDiese Dissertation behandelt Deep Learning Methoden zum Lösen schlecht gestellter inverser Probleme unter Verwendung spezieller Netzwerk-Architekturen, um theoretische Garantien bezüglich der Regularisierungseigenschaften zu erhalten. Der erste Teil enthält eine allgemeine Einführung in die Theorie linearer inverser Probleme und eine Übersicht über Deep Learning Verfahren zum Lösen dieser. Der zweite Teil enthält sechs Publikationen, in welchen spezielle Verfahren theoretisch analysiert und numerisch getestet werden, insbesondere Analytic Deep Prior und invertierbare ResNets
Handlungsempfehlungen zum Solarkataster Bremen - Ergebnisse einer exemplarischen Überprüfung des Solarkatasters Bremen in Neu-Schwachhausen
No full textZur Beantwortung von Forschungsfragen wird auch im Kontext der energiewende soweit vorhanden auf bereits öffentlich zugängliche Geodaten zurückgegriffen. Im Kontext des Projektes wärmewende Nordwest wurde das Bremer Solardachkataster genutzt. Im Zuge der konkreten Potenzialermittlung eines Beispielquartiers in Bremen (Neu-Schwachhausen) fielen Abweichungen zwischen den Aussagen des Solarkatasters und den realen Gegebenheiten auf. Aus diesem Grund wurde eine systematische Überprüfung im Projektgebiet durchgeführt. So sind Abweichungen hinsichtlich der Eignung auf Grund konkreter, realer Dachsituationen wie Aufbauten und Dachfenster zu Tage getreten. Auch offensichtliche Sanierungserfordernisse bei schlechtem Zustand vereinzelter Dächer konnten beobachtet werden. Als mögliche Gründe wurden verschiedene Ursachen identifiziert, wie bspw. fehlerhaft abgebildete Dachgeometrien, nicht berücksichtigte Dachauf- und -ausbauten sowie irrtümlich als Dachflächen registrierte Dachterrassen und Balkone. Auch wenn Ausreißerwerte und zwischenzeitlich feststellbare, bereits vorhandene PV-/Solarthermieanlagen außer Acht gelassen werden, sind die Unterschiede zwischen den Aussagen des Katasters und real feststellbaren Gegebenheiten signifikant. Dies spricht für eine Aktualisierung und regelmäßige Fortschreibung des Solardachkatasters in Bremen, ggf. sogar mit einer Ergänzung von Informationen durch Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer selbst.
Ein qualitativ hochwertiges Solarkataster bietet eine verlässliche Beratungsgrundlage für interessierte Bürgerinnen und Bürger. Zugleich stellt dieses eine wichtige Datengrundlage für die strategische Planung der Energiewende in Bremen dar. Es unterstützt damit die kommunale Wärmeplanung, bis hin zu konkreten Quartiersentwicklungen.BMB
Human behavior in the context of digitalization of labor - empirical studies about crowdworkers
No full textThe dissertation examines the transformation of work in the context of the digital platform economy, focusing on microtask platforms such as Amazon Mechanical Turk. It explores how crowdworkers perceive their work, what motivates them, and how they respond to algorithmic control and gamified management mechanisms. The study aims to provide an in-depth understanding of the working realities of crowdworkers, to capture their diverse motivations, and to identify potential risks and implications of this emerging form of digital labor
Vertrautheit als Macht: Wie Interaktion mit KI unser Denken, Fühlen und Forschen verändert
No full textDie Interaktion mit KI-Systemen wie ChatGPT verändert zunehmend die Kommunikationskultur in der Hochschullehre. Der Beitrag untersucht, wie sich in diesen Mensch-KI-Dialogen Vertrautheit entwickelt und welche epistemischen, sozialen und pädagogischen Dynamiken daraus entstehen. Ausgehend von einem real geführten Gespräch mit einem KI-System entfaltet der Text eine dialogisch-reflektierende Perspektive auf Nähe, Spiegelung und Verantwortung im digitalen Lehr-Lern-Kontext. Die zentrale The-se lautet: KI-gestützte Interaktion erzeugt nicht nur funktionale Unterstützung, sondern neue Formen von Beziehung, die Urteilsfähigkeit und didaktische Praxis heraus-fordern. Der Beitrag plädiert für eine Hochschulkultur, die den bewussten Umgang mit diesen neuen Vertrautheitsverhältnissen didaktisch und ethisch mitgestalte
Characteristics and Seasonality of Particulate and Dissolved Organic Matter Discharged by the Lena River to the Arctic Coast
No full textPermafrost is considered a resting titan, exceptionally vulnerable to climate change. Warming temperatures intensify permafrost thawing, releasing previously stored organic matter (OM) into the biogeochemical cycle. Once released, OM enters lakes, streams, and rivers, eventually reaching larger water bodies. This study investigates particulate and dissolved organic carbon (POC and DOC) discharged by one of the largest Arctic rivers—the Lena River—into the Arctic Ocean. A key question drove this research: what is the composition and fate of OM transported by the Lena River across the continent, through its delta, to the Arctic coast?
This thesis was written as part of the German–British project CACOON and consists of three manuscripts. The first examines POC dynamics in the Lena River and its delta, showing that suspended matter and POC concentrations decrease by 70% from the main stem to the ocean. Dual-carbon isotope analysis reveals a dominant phytoplankton contribution to deltaic POC, along with permafrost-derived OM input. The second manuscript explores the seasonality of DOC and POC in the Lena Delta. It shows unexpectedly high winter DOC concentrations and older carbon signatures in cold months, offering new insights into Arctic carbon cycling. The third manuscript focuses on GDGT biomarkers used to trace environmental conditions. It highlights how temperature, salinity, and OM sources shape their distribution in the Lena Delta and Laptev Sea.
Overall, this thesis provides a comprehensive study of OM in the Lena Delta, from its origins to transformations during transport to the Arctic nearshore, emphasizing seasonal changes and climate-driven impacts
Prozess- und Strukturmodell für Polybenzoxazin-Vitrimere
No full textVitrimere sind ein effektiver Ansatz Polymere ganzheitlich nachhaltig zu gestalten und die Herausforderungen von vernetzten Kunststoffen in Bezug auf die Kreislaufwirtschaft zu überwinden. Durch ihre Vorteile wie die Reparierbarkeit und Rezyklierbarkeit können Vitrimere als Substitution kommerzieller Duromere einen positiven Einfluss auf die Umwelt und Gesellschaft haben. Viele verschiedene Vitrimersysteme und kovalent adaptive Austauschmechanismen haben sich in der Forschung etabliert, dennoch sind diese Polymere und ihre Eigenschaften noch nicht in Anwendungen von Nutzen. Eine wesentliche Herausforderung von Vitrimeren ist die unbekannte Beständigkeit der kovalent adaptiven Netzwerkverbindungen sowie oftmals unzureichend verstandene Struktur-Eigenschaftsbeziehungen.
Ausgehend von dem unzureichenden Verständnis der Eigenschaften und Abhängigkeiten kovalent adaptiver Polybenzoxazine fokussieren die Forschungsziele dieser Arbeit I) die Prozessabhängigkeiten von der Struktur und den physikalischen Eigenschaften, II) die Charakterisierung von vitrimeren Eigenschaften sowie deren Abhängigkeiten von Polymerisationszuständen und III) die Beständigkeit von Vitrimeren und kovalent adaptiven Bindungen gegenüber Dauerbelastung und Alterung. Anhand der Teilziele soll ein Modell zur Beschreibung von Limitationen und Herausforderungen kovalent adaptiver bzw. vitrimerer Polymere hinsichtlich der Charakterisierung und Anwendung erstellt werden. Die Untersuchungen beschränken sich im Rahmen der Arbeit auf Polybenzoxazin-Amin-Copolymere, am Beispiel von bisphenol-A basierten Polybenzoxazin (BA-a) und dem Polyetheramin, Jeffamine ED-600. Bereits bekannte Wechselwirkungen zwischen Aminen und Benzoxazinen sind in dieser Arbeit nachgewiesen und erstmals werden Strukturabhängigkeiten von Stöchiometrie und Polymerisationsbedingungen aufzeigbar
Entwicklung und Evaluation intelligenter Systeme in Leitstellen der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben aus Perspektive der Endanwender:innen
No full textEinleitung: Leitstellen der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) stellen komplexe Arbeitsumgebungen dar. Die Leitstellendisponent:innen arbeiten oftmals bei unvollständigen Informationen unter Zeitdruck, um weitreichende und unumkehrbare Entscheidungen zu treffen. Basierend auf empirischen Erkenntnissen zielt diese Dissertation darauf ab, Empfehlungen und Hinweise zur Entwicklung und Evaluation von intelligenten Systemen, die den Leitstellendisponent:innen als Entscheidungsunterstützungssysteme (z. B. bei der Alarmierung der Rettungsmittel) dienen, aus Perspektive der Endanwender:innen zu geben.
Methoden: Zur Zielerreichung wurden zwei Fragebogenstudien zu soziodemografischen Parametern, Technikbereitschaft und Team-Arbeit-Kontexten entwickelt und online an die Leitstellendisponent:innen und an weitere relevante Berufsgruppen (z. B. Notfallsanitäter:innen) adressiert. Außerdem wurden im Rahmen der Grounded-Theory-Methodology Leitstellendisponent:innen, Führungskräfte und andere Expert:innen (z. B. Informatiker:innen) zu Überzeugungssystemen gegenüber intelligenten Systemen in Leitstellen interviewt. Um Forschungslücken zu den Arbeitsprozessen der Leitstellendisponent:innen zu schließen, wurde eine Eyetracking-Studie am Leitstellenarbeitsplatz durchgeführt.
Ergebnisse: Die Studie zur Technikbereitschaft (N = 510) deutet auf eine grundsätzliche gute Technikbereitschaft hin, auch gegenüber intelligenten Systemen. Jedoch waren auch Personen mit sehr geringer Technikbereitschaft als statistische Ausreißer zu verzeichnen. Die Studie zum Team-Arbeit-Kontext (N = 490) zeigt u. a., dass die Leitstellendisponent:innen ihre Tätigkeit als komplex wahrnehmen und ermöglicht die Identifikation einzelner komplexitätsbringender Faktoren (z. B. Intransparenz). Außerdem konnte durch 31 Personen, die über 619 Minuten interviewt wurden, per Grounded Theory herausgestellt werden, dass Qualifikationsniveau, beruflicher Status und Vorwissen zu künstlicher Intelligenz Prädiktoren für eine positive Haltung gegenüber intelligenten Systemen in Leitstellen sind. Weiterhin wurde gezeigt, dass Unterstützungsbedarf bei Visualisierung und Automatisierung bestehen. Die Eyetracking-Studie (N = 33) konnte Areale hoher und geringer visueller Aufmerksamkeit darstellen und weiterhin praxisrelevante Unterschiede zwischen einem Vier- und Zwei-Monitor-Setting darstellen. Außerdem konnten 5 Evaluationsphasen und 11 Entwicklungsschritte für ein intelligentes System expliziert werden.
Diskussion: Hinsichtlich intelligenter Systeme sind die Leitstellendisponent:innen aufgeschlossen, jedoch dürfen Menschen mit geringer Technikbereitschaft nicht vergessen werden. Maßnahmen zur Komplexitätsreduktion sind als Entwicklungsziel bei intelligenten Systemen zu berücksichtigen. Bei der Entwicklung sind u. a. Feedback an die Nutzer:innen, kontextsensitive Visualisierungen und Automatisierung von Standardaufgaben zu berücksichtigen. Die intelligenten Systeme sind durch ein individuell abgestimmtes Bündel an organisatorischen, persönlichen und verhaltensbezogenen Maßnahmen zu ergänzen, die verbindliche Standards fokussieren. Zur leitliniengerechten Evaluation der intelligenten Systeme dienen die vorgestellten Evaluationsphasen. Weitere Studien, die größere Subgruppenvergleiche ermöglichen, sowie Eyetracking-Studien, die verschiedene technische Set-ups der Leitstellen berücksichtigen und somit bessere Vergleichbarkeit der Aufgaben gewährleisten, sind wünschenswert
Exploring the warfare-welfare nexus in Eastern Europe: the impact of war on social policy development in Poland
No full textMass-industrialised warfare – the First and the Second World Wars, directly and indirectly, shaped the formation and the development of the welfare state – that is the wide consensus among scholars studying the warfare-welfare nexus. While there have been studies about the state-building efforts outside of Western Europe, the studies don't analyse the nexus in detail and especially lack the Global South and Eastern Europe. To address this research gap, this thesis aims to contribute to the study of the warfare-welfare nexus by taking Poland, an Eastern European country, as a case study and asking the question of how mass-industrialised warfare affects the development of social policy in Poland. From the onset, Poland was a unique choice as a case since its history significantly differed from that of Western Europe as it was occupied by imperial powers. Then after, it was again occupied by the Nazis during the Second World War which brought state-building to a halt. Nevertheless, Poland is still a valid choice as a case because it experienced both the First and the Second World Wars. The analysis covered the interwar period and the immediate aftermath of the Second World War up to the year 1960. For the analysis, the data used was fiscal data, legislation and additional secondary literature. The theory of Richard Titmuss and Peacock and Wiseman shaped the research question and the consequent analysis of data. While Richard Titmuss's theory provides the condition under which social welfare policy is developed Peacock and Wiseman's theory provides a lens to assess the fiscal changes taking place to introduce such social welfare programs. I conducted a congruence method and a general version of process tracing to analyse the data. The results indicated that war created immediate social and humanitarian needs which made it necessary for the introduction of social policy. Furthermore, the results also showed that there were permanent changes in the tax policy and the fiscal response of the government in the long run as a consequence of state-building and the introduction of progressive social welfare policies. I argue that this experience played a critical role in shaping the Polish welfare state. This thesis thus contributes to a much-needed understanding of the nexus between war and social policy development in an unexplored area like Eastern Europe and provides a starting point for future research involving other countries from that region and beyond
Discrimination, Bullying and Racism - Basics
No full textDiskriminierung, Mobbing und Rassismus sind zentrale Herausforderungen im schulischen Umfeld, die Schüler*innen, Eltern und Lehrkräfte betreffen. Der Text gibt eine grundlegende Orientierung zu diesen Themen und zeigt auf, dass sowohl individuelle als auch institutionelle Diskriminierung existieren. Während das Allgemeine Gleichbehandlungsgesetz (AGG) einen rechtlichen Schutz vor Diskriminierung bietet, sind die Regelungen auf Länderebene oft unzureichend. Besonders problematisch ist institutionelle Diskriminierung, die durch schulische Strukturen und Routinen ungleiche Bildungschancen schafft. Um dem entgegenzuwirken, braucht es transparente Beschwerdewege, Sensibili-sierung sowie regelmäßige Fortbildungen für Lehrkräfte, damit Schulen zu einem diskriminierungsfreien Lernraum werden
