Blick in die Wissenschaft
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IoT-basiertes Prozessmanagement: Mobile Benutzerführung in der digitalen Fabrik
No full textDie durch die »Industrie 4.0«-Initiative geförderte Verschmelzung von Produktion und Informationstechnologie führt imzukünftigen Produktionsumfeld zu einer Allgegenwärtigkeit von rechnergestützten Informationsverarbeitungssystemen, dieunter dem Begriff »Ubiquitous Computing« zusammengefasst werden. In der Produktion wird darunter auch die Vernetzungvon Produktionsmaschinen mit übergeordneten Informationssystemen verstanden, so dass sämtliche produktionsbeteiligtenObjekte über eine mobile Infrastruktur untereinander kommunizieren und interagieren können [6]. Prozessrelevante Informa-tionen lassen sich so in Echtzeit erfassen, wodurch Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette effizient gestaltetwerden können [3]. Durch die Möglichkeiten, die mit der digitalen Transformation einhergehen, lässt sich die Produktionsplanung und -steuerung unterstützen. Dabei ermöglichen Prozessführungs-, Prozessüberwachungs-, sowie Analysedaten auf Basis von Internet of Things (IoT) Anwendungen eine umfassende Sicht auf Abläufe in der Produktion. Als ein mögliches Szenario wird ein Produktionsprozess betrachtet, der Material in einer Maschine bearbeitet. Für die Einhaltung der Produktqualität, welche durch Sensoren überwacht wird, sind manuelle Eingriffe und die ständigeBereitschaft von Bedienern erforderlich. Basierend auf Sensordaten und seiner Erfahrung muss eine Person Entscheidungen treffen, um die Produktqualität durch einen Eingriff sicherzustellen. Ein solches Szenario wird besser beherrschbar, wenn auf digitale Produktions- und Maschinendaten zeitnah von menschlichen Bedienern zugegriffen und verarbeitet werden können. In der Kombination aus IoT-Anwendungen und Prozess- bzw. Produktionssteuerung ergeben sich sowohl Reaktionszeit- und Kosteneinsparungen für Unternehmen als auch Effizienz- und Qualitätssteigerungen, indem die gezielte Vergabe und Abwicklung von Arbeitsaufträgen durchgeführt und überwacht werden kann
Mensch vs. Maschine: Wettbewerb und Kooperaton mit künstlicher Intelligenz in digitalen Märkten
No full textAlgorithmische Preissetzung und künstliche Intelligenz in digitalen MärktenIn digitalen Märkten werden Unternehmensentscheidungen zunehmend automatisiert mit Hilfe algorithmischer Verfahrenund künstlicher Intelligenz (KI) getroffen. Dies gilt beispielsweise heute schon für die Preissetzung auf elektronischenOnline-Handelsplätzen. So verwenden zwei Drittel der Händler:innen auf der Plattform »Amazon Marketplace« automatisiertePreissetzungsverfahren oder Entscheidungsunterstützungssysteme, die Preise der Wettbewerber überwachen.Infolgedessen entstehen neue hybride Marktumgebungen, in denen menschliche und algorithmische Akteure miteinanderkonkurrieren
Algorithmen zum Entschlüsseln der Genregulation
No full textDie Hochdurchsatz-Sequenzierung erzeugt riesige Mengen fragmentierter genetischer Daten. Unser Labor verwendet fortschrittliche Algorithmen, um diese Informationen wieder zusammenzusetzen und versteckte Muster zu erkennen.Höhere Organismen speichern ihr genetisches Material als Desoxyribonukleinsäure (DNA) in den Zellkernen. In einemProzess namens Transkription werden einzelne Abschnitte, die Gene, in Boten-Ribonukleinsäuren (mRNAs) umgewandelt.Anschließend entstehen durch den Translationsprozess Proteine als wichtigste Funktionseinheiten
Maschinelles Lernen mit Anwendungen in den Naturwissenschaften
No full textEine der zentralen Triebfedern für die Entwicklung moderner Methoden des maschinellen Lernens ist die Verfügbarkeitzuvor unvorstellbar großer Datenmengen durch umfassende Digitalisierung und die weltweite Vernetzung über das Internet.Auf dieser Grundlage konnten zum Beispiel auf den Gebieten der Bilderkennung, der Verarbeitung natürlicher Sprachenund der automatischen Strategiefindung in komplexen Umgebungen bedeutende Durchbrüche erzielt werden, wodurch dasmaschinelle Lernen auch unseren Alltag zunehmend mitbestimmt. In dieser Hinsicht zeigen insbesondere die neuestenSprachmodelle wie GPT oder Bard zukünftige Möglichkeiten auf, die noch vor kurzem undenkbar erschienen, und illustrierendamit populär die Bedeutung dieser technologischen Umwälzung
Nano - von Zwergen und Grenzflächen
No full textDer folgende Beitrag stellt eine Einführung in die Themen Nano und Grenzflächen dar, welche gemeinsam den Themenschwerpunkt dieses Heftes bilden
Die flüssige Messie-Welt: oder wie man sich unordentliche Flüssig-flüssig-Grenzflächen für eine ordentliche Chemie zunutze machen kann
No full text»Das Volumen des Festkörpers wurde von Gott geschaffen, seine Oberfläche aber wurde vom Teufel gemacht.» hat angeblich der österreichisch-schweizerische Physiker und Nobelpreisträger Wolfgang Pauli gesagt oder sein Vater, ein durchaus bekannter Kolloidchemiker. Von Flüssigkeiten war da noch gar nicht die Rede. Aber wenn schon Oberflächen des Teufels sind, wer hat dann erst die noch viel ungeordneteren Flüssigkeiten gemacht? In der Tat ist für viele Physiker auch heute noch der flüssige Zustand ein Graus, weil er viel unordentlicher ist, als z. B. die schönen Kristalle und damit auch viel schwieriger zu beschreiben
Die Abstammung als rechtliches Zuordnungskonzept
No full textWer zur eigenen »Verwandtschaft« im landläufigen Sinne gehört, ist jedermann bekannt. Diese Vorstellung stimmt nicht immer mit der rechtlichen Verwandtschaft überein, wie sie in § 1589 des Bürgerlichen Gesetzbuchs (BGB) definiert ist. Im rechtlichen Sinne sind Personen, deren eine von der anderen abstammt, in gerader Linie verwandt. Personen, die nicht in gerader Linie verwandt sind, aber von derselben dritten Person abstammen, sind in der Seitenlinie verwandt, wobei der Grad der Verwandtschaft sich nach der Zahl der sie vermittelnden Geburten bestimmt. Die rechtliche Verwandtschaft knüpft also an die »Abstammung« an, die herkömmlich mit der biologischen Herkunft einer Person von seinen Vorfahren gleichgesetzt wird.1 Der Gesetzgeber hat die Abstammung indes in den §§ 1591 ff. BGB näher geregelt und dort ein rein juristisches Zuordnungskonzept geschaffen, durch das ein Kind seinen rechtlichen Eltern zugeordnet wird. Auch wenn die Genetik dabei die primäre Basis für die Zuordnung spielen soll, sind die rechtlichen Eltern nicht in jedem Fall auch biologisch mit dem Kind »verwandt«.2 In der Praxis muss die Zuordnung eines Kindes zu seinen Eltern auf der Grundlage leicht feststellbarer Kriterien erfolgen, weshalb der Gesetzgeber auf Umstände abstellt, die erfahrungsgemäß einen Schluss auf die natürliche Abstammung zulassen, aber eben nicht immer mit dieser übereinstimmen. 3 Ein Kind kann nach derzeitiger Rechtslage nur zwei Elternteile haben, nämlich eine Mutter und einen Vater.
Wissen aus dem Internet - Genug, genau, geprüft und geeignet? Informationswissenschaft in Regensburg
No full textAm Lehrstuhl für Informationswissenschaft und an der Professur für Informationslinguistik befassen wir uns damit, wie KI Menschen helfen kann, ihr Wissen und ihre Fähigkeiten zu erweitern. Der Fokus ist dabei nicht die Automatisierung von menschlichen Tätigkeiten mit Methoden der KI und des maschinellen Lernens, sondern die Entwicklung eines tiefen Verständnisses davon, wie Menschen sich mit den neuartigen Werkzeugen des Informationszeitalters Wissen und Informationen aus digitalen Quellen aneignen oder von ihnen Hilfestellungen geben lassen, wie sie Tätigkeitenverrichten sollen. Ziel unserer Arbeit ist es einerseits vorherzusagen, wie Menschen in einer Situation vorgehen werden, um für sie die beste Information schnell bereitstellen zu können, und andererseits zu analysieren, welche Qualität verfügbare Information hat. Um unsere Ziele zu erreichen, führen wir unter anderem komplexe Experimente durch und entwickeln Software, die den Zugang zu verfügbarer Information mittels KI-Methoden vereinfacht
Die Programmierung von Grenzflächen für >>Chemisches Zielen
No full textZahlreiche Arzneistoffkandidaten scheitern, weil sie ihren Wirkungsort im Organismus nicht erreichen. Darunter befinden sich hochpotente Substanzen, die zwar in geringsten Konzentrationen therapeutische Effekte an ihrer Zielzelle auslösen könnten, die sie aber aufgrund ungünstiger chemisch-struktureller Eigenschaften nicht erreichen. Nanoteilchen können als »Fähren« für Arzneistoffe helfen, dieses Problem zu lösen. In der Praxis scheitern synthetische Nanoteilchen aber häufig daran, ihre Zielzellen selektiv zu erkennen. Viren dagegen sind als »natürliche Nanopartikel « dazu in bemerkenswerter Weise in der Lage. Der Schlüssel für ihren Infektionserfolg liegt in der ausgeklügelten Wechselwirkung der Virusoberfläche mit der Zellmembran. Diese sorgt als hochkomplexe biologische Grenzfläche für eine Abgrenzung der Zelle nach außen und besitzt eine sehr individuelle Oberflächenstruktur, die für jeden Zelltyp charakteristisch ist. Viren können den »Fingerabdruck« dieser Grenzflächen »ertasten«, um dadurch Zellen zu unterscheiden. Im Erfolgsfall nutzen sie elementare Transportprozesse der Membran für ihre Zellaufnahme. Unsere Arbeitsgruppe nutzt diese Strategie von Viren zur Herstellung intelligenter Nanopartikel, um dadurch Zellen für therapeutische Zwecke selektiv zu erreichen
Nanomaterialien und Biosensoren: Vor-Ort Schnelltests von Viren, Pestiziden, Blutzucker und vielem mehr mit Hilfe von Mutter Natur
No full textNicht erst seit Spocks Tricorder von Raumschiff Enterprise haben wir den Wunsch, ultraschnell, direkt vor-Ort und möglichst auch noch ohne jeden Umstand eine chemisch analytische Antwort auf eine komplexe Fragestellung zu erhalten. Heutzutage ist dies bereits teilweise möglich, um eine Antwort auf recht wichtige Fragen zu bekommen, wie z. B. »Sind wir schwanger?«, »Wie hoch ist mein Blutzucker?«, »Hatte ich schon Covid-19 und bin deshalb vielleicht bereits immun?« Die Testsysteme, mit denen wir diese Antworten erhalten, sind Biosensoren (genauer gesagt bioanalytische Sensoren). Wie und warum diese funktionieren, welche Hürden es gibt, um Biosensoren für alle uns wichtigen Problemstellungen entwickeln zu können, und welche Forschungsansätze am Institut für Analytische Chemie, Chemo- und Biosensorik verfolgt werden, wird im folgenden Artikel genauer beschrieben