Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
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Richtlinie zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg vom 04.04.2023
Get PDFSnow Surface Microbial Diversity at the Detection Limit within the Vicinity of the Concordia Station, Antarctica
No full textThe Concordia Research Station provides a unique location for preparatory activities for future human journey to Mars, to explore microbial diversity at subzero temperatures, and monitor the dissemination of human-associated microorganisms within the pristine surrounding environment. Amplicon sequencing was leveraged to investigate the microbial diversity of surface snow samples collected monthly over a two-year period, at three distances from the Station (10, 500, and 1000 m). Even when the extracted total DNA was below the detection limit, 16S rRNA gene sequencing was successfully performed on all samples, while 18S rRNA was amplified on 19 samples out of 51. No significant relationships were observed between microbial diversity and seasonality (summer or winter) or distance from the Concordia base. This suggested that if present, the anthropogenic impact should have been below the detectable limit. While harboring low microbial diversity, the surface snow samples were characterized by heterogeneous microbiomes. Ultimately, our study corroborated the use of DNA sequencing-based techniques for revealing microbial presence in remote and hostile environments, with implications for Planetary Protection during space missions and for life-detection in astrobiology relevant targets
Hochschullehre in der Moderne: Der geheime Lehrplan im Konnex einer interdisziplinären humanistischen Aufklärung
No full textWissenschaft kann maßgeblich zum Lösen gesellschaftlich relevanter Probleme beitragen (Popper, 1996). Allein daraus lassen sich ethisch begründete moralische Erwartungen und Anforderungen an die Verantwortung auch in der wissenschaftlichen Hochschul(aus-)bildung ableiten. Jedoch halten sich viele der großen aktuell virulenten Probleme nicht an die Grenzen von wissenschaftlichen Disziplinen, ihre Lösung erscheint insofern nur interdisziplinär sinnvoll möglich. Die in diesem Beitrag aufgestellte Vermutung über einen sogenannten geheimen Lehrplan adressiert dieses die Disziplinen übergreifende Verhältnis von Wissenschaft und Moral in der Hochschullehre der Bundesrepublik Deutschland im Konnex einer humanistisch ausgerichteten Aufklärung. Es gilt, diesen gemutmaßten geheimen Lehrplan aufzuhellen und einen interdisziplinären Diskurs darüber anzuregen
The Verification of Audiovisual Material in the Digital Age. Technical possibilities and journalistic practice
No full textAuf der einen Seite wird audiovisuellen Medien die Möglichkeit zugeschrieben, ein Abbild der Wirklichkeit zu schaffen – ein Grund dafür, dass sie im Journalismus von zentraler Bedeutung sind. Auf der anderen Seite ermöglichen die technologischen Entwicklungen der letzten Jahre immer einfacher, kostengünstiger und schneller authentisch wirkende Manipulationen zu erstellen. Noch vor zehn Jahren war die Manipulation von Videomaterial, abgesehen von trivialen Operationen auf Bildebene, nur im Rahmen von Filmproduktionen möglich. Das ist inzwischen anders – synthetische Medien, auch als Deepfakes bekannt, sind in aller Munde. So stellen audiovisuelle Manipulationen Redaktionen vor eine zunehmend größere Herausforderung und schaffen es mitunter bereits als vermeintlich authentischer Inhalt in die Berichterstattung. Es stellt sich die Frage: Inwiefern ist und bleibt es möglich, die Authentizität audiovisuellen Materials in Redaktionen sicherzustellen?
Auf der Grundlage von sieben geführten Experteninterviews mit Akteur:innen aus Wissenschaft und Praxis liefert die Arbeit zusätzlich zu einer aktuellen Beschreibung des technischen Sachstandes in Bezug auf Manipulations- und Verifikationsmöglichkeiten eine Beschreibung und Bewertung der existierenden Probleme und potenzieller Lösungen für Redaktionen, sowie eine Einschätzung der zukünftigen Entwicklung relevanter Technologien und den damit verbundenen Auswirkungen. Im Ergebnis zeigt sich, dass technische Hilfsmittel für Verifikationsprozesse in Redaktionen gebraucht werden, es aber kaum möglich ist, allein auf technologischer Ebene die Authentizität audiovisuellen Materials sicherzustellen. Damit einhergehend seien zurzeit nicht fehlende technische Hilfsmittel die größte Herausforderung für Redaktionen bei der Verifikation, sondern vielmehr der Mangel an Zeit.
Interviewt wurden: Dr. Dominique Dresen – Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), Dr. Jutta Jahnel – Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Dr. Christian Riess – FAU Erlangen-Nürnberg, Andrea Sauerbier – SPIEGEL, Jochen Spangenberg – u. a. DW Innovation, Johanna Wild – Bellingcat und Dr. Sascha Zmudzinski – Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie (SIT).On one hand, audiovisual media are seen as having the ability to create an image of reality - one reason why they are of central importance in journalism. On the other hand, technological developments made in recent years make it increasingly easier, cheaper and faster to create authentic-looking manipulations. Ten years ago, the manipulation of video material, apart from trivial operations on the image level, was only possible within the framework of film productions. This has changed in the meantime - synthetic media, also known as deepfakes, are on everyone's lips. Audiovisual manipulations become an increasing challenge to editors and sometimes make it into the news as apparently authentic content. The question is: To what extent is and remains it possible to ensure the authenticity of audiovisual material in editorial offices?
Based on seven interviews with experts involved in science and practice, the work provides, in addition to a current report of the technical state of affairs regarding manipulation and verification possibilities, a description and evaluation of existing problems and potential solutions for journalists, as well as an assessment of the future development of relevant technologies and the associated effects. The results show that technical tools are needed for verification processes in newsrooms, but that it is hardly possible to ensure the authenticity of audiovisual material on a technological level alone. As a result, it is not the lack of technical tools that is currently the greatest challenge for journalists in verification, but rather the lack of time
Psychische Beeinträchtigungen nach Arbeitsunfällen – Probleme der Rechtsanwendung und Begutachtung: Am Beispiel des Urteils des BSG v. 28.6.2022 – B 2 U 9/20 R
No full textSeasonality Is the Main Determinant of Microbial Diversity Associated to Snow/Ice around Concordia Station on the Antarctic Polar Plateau
No full textThe French–Italian Concordia Research Station, situated on the Antarctic Polar Plateau at an elevation of 3233 m above sea level, offers a unique opportunity to study the presence and variation of microbes introduced by abiotic or biotic vectors and, consequently, appraise the amplitude of human impact in such a pristine environment. This research built upon a previous work, which explored microbial diversity in the surface snow surrounding the Concordia Research Station. While that study successfully characterized the bacterial assemblage, detecting fungal diversity was hampered by the low DNA content. To address this knowledge gap, in the present study, we optimized the sampling by increasing ice/snow collected to leverage the final DNA yield. The V4 variable region of the 16S rDNA and Internal Transcribed Spacer (ITS1) rDNA was used to evaluate bacterial and fungal diversity. From the sequencing, we obtained 3,352,661 and 4,433,595 reads clustered in 930 and 3182 amplicon sequence variants (ASVs) for fungi and bacteria, respectively. Amplicon sequencing revealed a predominance of Basidiomycota (49%) and Ascomycota (42%) in the fungal component; Bacteroidota (65.8%) is the main representative among the bacterial phyla. Basidiomycetes are almost exclusively represented by yeast-like fungi. Our findings provide the first comprehensive overview of both fungal and bacterial diversity in the Antarctic Polar Plateau’s surface snow/ice near Concordia Station and to identify seasonality as the main driver of microbial diversity; we also detected the most sensitive microorganisms to these factors, which could serve as indicators of human impact in this pristine environment and aid in planetary protection for future exploration missions
Continual Learning in Object Detection
No full textObject detection concerns the classification and localization of objects in an image. To cope with changes in the environment, such as when new classes are added or a new domain is encountered, the detector needs to update itself with the new information while retaining knowledge learned in the past. Previous works have shown that training the detector solely on new data would produce a severe "forgetting" effect, in which the performance on past tasks deteriorates through each new learning phase. However, in many cases, storing and accessing past data is not possible due to privacy concerns or storage constraints. This project aims to investigate promising continual learning strategies for object detection without storing and accessing past training images and labels. We show that by utilizing the pseudo-background trick to deal with missing labels, and knowledge distillation to deal with missing data, the forgetting effect can be significantly reduced in both class-incremental and domain-incremental scenarios. Furthermore, an integration of a small latent replay buffer can result in a positive backward transfer, indicating the enhancement of past knowledge when new knowledge is learned
Rapid identification and classification of food-relevant spoilage microorganisms by Raman- and IR-microspectroscopy
No full textMicroorganisms not only contribute to the spoilage of food but can also cause illnesses through consumption. Consumer concerns and doubts about the shelf life of the products and the resulting enormous amounts of food waste have led to a demand for a rapid, robust, and non-destructive method for the detection of microorganisms, especially in the food sector. Therefore, a rapid and simple sampling method for the Raman- and infrared (IR)-microspectroscopic study of microorganisms associated with spoilage processes was developed. For subsequent evaluation pre-processing routines, as well as chemometric models for classification of spoilage microorganisms were developed. The microbiological samples are taken using a disinfectable sampling stamp and measured by microspectroscopy without the usual pre-treatments such as purification separation, washing, and centrifugation. The resulting complex multivariate data sets were pre-processed, reduced by principal component analysis, and classified by discriminant analysis. Classification of independent unlabeled test data showed that microorganisms could be classified at genus, species, and strain levels with an accuracy of 96.5 % (Raman) and 94.5 % (IR), respectively, despite large biological differences and novel sampling strategies. As bacteria are exposed to constantly changing conditions and their adaptation mechanisms may make them inaccessible to conventional measurement methods, the methods and models developed were investigated for their suitability for microorganisms exposed to stress. Compared to normal growth conditions, spectral changes in lipids, polysaccharides, nucleic acids, and proteins were observed in microorganisms exposed to stress. Models were developed to discriminate microorganisms, independent of the involvement of various stress factors and storage times. Classification of the investigated bacteria yielded accuracies of 97.6 % (Raman) and 96.6 % (IR), respectively, and a robust and meaningful model was developed to discriminate different microorganisms at the genus, species, and strain levels. The obtained results are very promising and show that the methods and models developed for the discrimination of microorganisms as well as the investigation of stress factors on microorganisms by means of Raman- and IR-microspectroscopy have the potential to be used, for example, in the food sector for the rapid determination of surface contamination.Mikroorganismen tragen nicht nur zum Verderb von Lebensmitteln bei sondern können durch deren Verzehr auch Krankheiten auslösen. Die Verunsicherung der Konsumenten sowie die Skepsis am Mindesthaltbarkeitsdatum der Produkte und die daraus resultierenden enormen Mengen an Lebensmittelabfällen sorgen für den Wunsch nach einer schnellen, robusten und zerstörungsfreien Methode zum Nachweis von Bakterien, insbesondere im Lebensmittelsektor. Daher wurde eine schnelle und einfache Probenahmemethode für die Raman- und Infrarot (IR)-Mikrospektroskopische Untersuchung von Mikroorganismen, die mit Verderbsprozessen in Verbindung stehen, konzipiert. Zur anschließenden Auswertung wurden pre-processing Routinen sowie chemometrische Modelle zur Klassifizierung der Verderbserreger entwickelt. Mit einem desinfizierbaren Probenahmestempel werden die zu untersuchenden mikrobiologischen Proben, ohne die üblichen Vorbehandlungen wie Separation, Reinigung und Zentrifugation, entnommen und mikrospektroskopisch vermessen. Die resultierenden komplexen multivariaten Datensätze wurden durch eine Hauptkomponentenanalyse reduziert und mittels Diskriminanzanalyse klassifiziert. Die Klassifizierung unabhängiger ungelabelter Testdaten zeigt, dass Mikroorganismen trotz großer biologischer Unterschiede und neuartiger Probenahmestrategien mit einer Genauigkeit von 96,5 % (Raman) bzw. 94,5 % (IR) auf Gattungs-, Arten- und Stammebene klassifiziert werden können. Da Bakterien sich ständig wechselnden Bedingungen ausgesetzt sind und durch ihre Anpassungen so für herkömmliche Messmethoden möglicherweise nicht mehr zugänglich sind, wurden die entwickelten Methoden und Modelle auf ihre Eignung für Stress ausgesetzten Mikroorganismen untersucht. Im Vergleich zu normalen Wachstumsbedingungen wurden bei unter Stress stehenden Mikroorganismen spektrale Veränderungen in Lipiden, Polysacchariden, Nukleinsäuren und Proteinen beobachtet. Es wurden Modelle entwickelt, um die untersuchten Mikroorganismen unabhängig von der Beteiligung verschiedener Stressfaktoren und Lagerzeiten zu unterscheiden. Die Klassifizierung ergab Genauigkeiten von 97,6 % (Raman) bzw. 96,6 % (Infrarot) und es wurde ein robustes und aussagekräftiges Modell zur Unterscheidung verschiedener Mikroorganismen auf Gattungs-, Arten- und Stammebene entwickelt. Die erzielten Ergebnisse sind sehr vielversprechend und zeigen, dass die entwickelten Methoden und Modelle zur Unterscheidung von Mikroorganismen sowie zur Untersuchung von Stressfaktoren auf Mikroorganismen mittels Raman- und IR-Mikrospektroskopie das Potenzial haben, beispielsweise im Lebensmittelbereich zur schnellen Bestimmung von Oberflächenkontaminationen eingesetzt zu werden
