Digital Future

Die letzte Informatics Inside fand unter dem Motto: Digital Future statt. Zahlreiche interessante Themengebiete wurden den Hörern von den Masterstudenten präsentiert. Die Themengebiete der letzten Informatics Inside können Sie zusammengefasst im  Tagungsband 2017 (pdf, 11.3 MB) einsehen. Auch einige bedeutende Unternehmen aus Baden-Württemberg und Umgebung waren bei den Präsentationen anwesend und konnten vor Ort in direkten Kontakt mit den abschließenden Masterstudenten treten.

Die Konferenz diente dazu, den Studierenden, Interessenten und Firmen, aktuelle Themen der Informatik vorzustellen. Dabei wurde ein weites Spektrum der Informatik durch eingereichte Posterbeiträge ergänzt. Ein weiterer Vorteil der Konferenz ist, dass sich Schülern und Bachelorabsolventen über die Fakultät und den Studiengang bei Professoren und Studierenden informieren können.

Programmablauf 2017

9:00 Come Together
9:25 Beginn der Veranstaltung und Begrüßung Prof. Uwe Kloos
Medizinische Informatik
09:35 Analyse von 3D-Controllern zur Steuerung der Echtzeit-MRT Vanessa Zurawka
09:55 Analyse von Reifegradmodellen zur Unterstützung der Digitalisierung von Krankenhäusern Denise Junger
10:15 Poster-Flash
10:35 Postervorstellung
Angewandte Informatik
11:20 Eine domänenspezifische Sprache für die prozedurale Dimensionierung im analogen IC Entwurf Florian Leber
11:40 Wearable für Pferde – Standortbestimmung und Konzeption einer Umfrage Anastasia Schmieder
12:00 Mittagspause
Kognitive Systeme
13:00 Evaluierung von Open Source Frameworks zur Detektion von Facial Feature Points Tobias Fleischer
13:20 IT – Sicherheit beim Autonomen Fahren Iana Preuß
13:40 Der Einsatz von Perception Neuron bei schneller Bewegungsausführung Tobias Fluck
14:00 Pause und Postersession
IT-Sicherheit
14:20 Inwiefern werden IT-Risiken durch ein Risikomanagement reduziert? Gamze Gök
14:40 Zukunft des neuen elektronischen Personalausweises David Schneider
15:00 Sicherheitsinfrastruktur in einem VANET – Architektur und Schwachstellen Marc Roswag
15:20 Pause und Postersession
15:40 IT-Sicherheit in der Industrie 4.0 Mücahit Karabulut
16:00 Sicherheitsbetrachtung des Internet of Things am Beispiel Smart Home Oliver Streicher
16:20 Awards & Verabschiedung
Ab 17:00 Vortrag zur Vortragsreihe digitalRT exCHANGE zum Thema „Cognitive Computing“ Dr. Martin Mähler

Vorträge

Analyse von 3D-Controllern zur Steuerung der Echtzeit-MRT

Die Arbeit stellt die Möglichkeiten von 3D-Controllern für den Einsatz in der interventionellen Radiologie und insbesondere für die Steuerung der Echtzeit-MRT dar. Dies ist interessant in Bezug auf die kontrollierte Navigation in ein Zielgewebe. Dabei kann der Interventionalist durch Echtzeit-Bildgebung den Verlauf des Eingriffs verfolgen, allerdings kann er bisher keine Aufgaben selbst übernehmen, da die Steuerung vom Assistenten im Nebenraum übernommen wird. Die Kommunikation ist bei dem hohen Geräuschpegel aber sehr schwer. Diese Arbeit setzt an dieser Stelle an und analysiert 3D-Controller auf die Eignung für die Echtzeit-Steuerung eines MRTs. Dabei wurden trackingbasierte und trackinglose Geräte betrachtet. Als Ergebnis ließ sich dabei festhalten, dass trackingbasierte Verfahren weniger geeignet sind, aufgrund der nicht ausreichenden Präzision. Die haptischen Geräte hingegen sind eben aufgrund ihrer hohen Präzision und der leichten Bedienung geeignet.

Analyse von Reifegradmodellen zur Unterstützung der Digitalisierung von Krankenhäusern

In der Medizin existieren verschiedene Reifegradmodelle, die die Digitalisierung von Krankenhäusern unterstützen können. Die Anforderungen an ein Reifegradmodell für diesen Zweck umfassen Aspekte aus allgemeinen und spezifischen Bereichen des Krankenhauses. Die Analyse der Reifegradmodelle HIN, CCMM, EMRAM und O-EMRAM zeigt große Lücken im Bereich des OP sowie fehlende Aspekte in der Notaufnahme auf. Ein umfassendes Reifegradmodell wurde nicht gefunden. Durch eine Kombination aus HIN und CCMM könnten fast alle Bereiche ausreichend abgedeckt werden. Zusätzliche Ergänzungen durch spezialisierte Reifegradmodelle oder sogar die Entwicklung eines umfassenden Reifegradmodells wären sinnvoll.

Eine domänenspezifische Sprache für die prozedurale Dimensionierung im analogen IC Entwurf

Der Entwurf von analogen Schaltungen basiert bis heute weitgehend auf Erfahrungswissen und bedarf einer weitergehenden Automatisierung. Eine Möglichkeit dafür sind prozedurale Verfahren, welche das Expertenwissen in einem Ablaufskript speichern. Die Erfassung des Expertenwissens ist dabei essenziell, aber jedoch bis heute nur unzureichend gelöst. Mit EDPL (Expert Design Plan Language) stellen wir einen neuen Lösungsansatz für dieses Problem vor. EDPL ist eine domänenspezifische Sprache, welche die intuitive und schnelle Eingabe von Expertenwissen ermöglicht.

Wearable für Pferde – Standortbestimmung und Konzeption einer Umfrage

Der folgende Artikel befasst sich mit Wearables für Pferde und dient der Vorrecherche zur Masterarbeit, mit dem Arbeitstitel „Wearables für Pferde“. Ziel ist es die Sicherheit der Tiere bei einem Ausbruch von einer Weide zu Erhöhen und damit Personen- und Sachschäden zu minimieren. Hierzu wird der Stand der Technik zu verschiedenen Standortbestimmungsmöglichkeiten zusammen getragen und durch eine Klassifizierung der verschiedenen Ansätze ermittelt, welche Standortbestimmung pferdegerecht erscheint. Außerdem soll ein Fragebogen konzipiert werden, um Charakteristiken und Funktionalitäten für einen Prototypen festzustellen.

Evaluierung von Open Source Frameworks zur Detektion von Facial Feature Points

Ein stark erforschtes Gebiet der Computer Vision ist die Detektion von markanten Punkten des Gesichtszuges (englisch: facial feature detection), wie der Mundwinkel oder des Kinns. Daher lassen sich eine Vielzahl von veröffentlichten Verfahren finden, die sich jedoch teils deutlich hinsichtlich der Detektionsgenauigkeit, Robustheit und Geschwindigkeit unterscheiden. So sind viele Verfahren nur bedingt echtzeitfähig oder liefern nur mit hochaufgelösten Bildquellen ein zufriedenstellendes Ergebnis. In den letzten Jahren wurden daher Verfahren entwickelt, die versuchen diese Problematiken zu lösen. In dieser Arbeit erfolgt eine Betrachtung dreier dieser State-of-the-Art Verfahren: Constrained Local Neural Fields (CLNF), Discriminative Response Map Fitting (DRMF) und Structured Output SVM (SO-SVM), sowie deren Implementierungen. Dazu erfolgt ein empirischer Vergleich hinsichtlich der Detektionsgenauigkeit.

IT – Sicherheit beim Autonomen Fahren

Heutzutage sieht die Roadmap für Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren folgendermaßen aus: für Innovationen und Geschäftsmodelle im Bereich der intelligenten Mobilität, vor allem aber auch innerhalb der digitalen Wertschöpfungskette, spielen generell Zuverlässigkeit und Qualität der digitalen Datenübertragung eine entscheidende Rolle. Bevor das Autonome Fahren vollständig eingeführt wird, muss man feststellen, welche Anforderungen an die digitale Infrastruktur beachten werden müssen. Die Bedrohungslandschaft für Autonomes Fahren muss analysiert und die Lösungen gefunden werden, wie man das personenspezifische Bewegungsprofil, den Eingriff in das Fahrzeug und in die Verkehrsteuerung vermeiden kann. Die folgende Arbeit beschäftigt sich damit, die Anforderungen und Gefahren zu analysieren und die Handlungsempfehlungen vorzuschlagen.

Der Einsatz von Perception Neuron bei schneller Bewegungsausführung

Der Einsatz von technischen Hilfsmitteln zu Analysezwecken im Sport ist mittlerweile fester Bestandteil im Trainingsalltag von Trainern und Athleten. In fast jeder Sportart werden Videoaufzeichnungen benutzt, um die Bewegungsausführung zu dokumentieren und anschließend zu analysieren. Allerdings reichen oft Aufnahmen von einem statischen Standort nicht mehr aus. An dieser Stelle kann Virtual Reality (VR) eine Lösung dieses Problems darstellen. Durch VR kann der aufgezeichneten Szene eine weitere Ebene hinzugefügt werden und die Bewegungsabläufe neu und detaillierter bewertet werden. Um Bewegungen in einer virtuellen Umgebung wiederzugeben, müssen diese mittels Motion Capturing (Mo- Cap) aufgezeichnet werden. Ziel dieser Arbeit ist es, herauszufinden, ob der MoCap Anzug Perception Neuron in der Lage ist, Bewegungen in hoher Geschwindigkeit zu erfassen und real wiederzugeben.

Inwiefern werden IT-Risiken durch ein Risikomanagement reduziert?

Im Rahmen der wissenschaftlichen Vertiefung soll auf Basis den vorhandenen Ansätzen das IT-Risikomanagement evaluiert werden. Hierbei soll die Frage, inwiefern das IT-Risikomanagement dem Unternehmen eine Hilfestellung bietet, geklärt werden. Anschließend wird das IT Risikomanagement anhand von zwei Beispielen dargestellt. Es wird dargestellt, wie das IT Risikomanagement bei uns an der Hochschule Reutlingen gehandhabt wird und im Vergleich hierzu, wie es in einem börsennotierten Konzern funktioniert.

Zukunft des neuen elektronischen Personalausweises

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem neuen elektronischen Personalausweis. Zum einen werden in diesem Paper die Sicherheitsziele des Personalausweises und die technische Umsetzung der Architektur und Protokolle erklärt. Es wird der Ablauf einer Online-Identifizierung für einen Nutzer mithilfe des Ausweises aufgezeigt. Risiken und Schwachstellen der Technologie im Software- oder Hardwarebereich werden diskutiert und die bereits erfolgten Hack-Angriffe aufgezeigt. Die Arbeit legt Möglichkeiten dar, wie sich der Nutzer vor Angriffen schützen kann. Es werden die Gründe genannt warum der neue Personalausweis online nur schwer Anklang findet und warum die Aufklärung, über die zur Verfügung stehenden Anwendungen, eine Preisreduzierung der Lesegeräte sowie die vom Europa Parlament und Europarat erlassene eIDAS-Verordnung nicht helfen werden um die Nutzung voranzutreiben. Ergebnisse hierfür liefert eine Nutzerstudie. Zum anderen werden Ideen genannt wie die Nutzung der elektronischen Funktionen des Ausweises stattdessen zu fördern ist.

Sicherheitsinfrastruktur in einem VANET – Architektur und Schwachstellen

Das Ziel des Konferenzbeitrags für die Informatics Inside 2017 ist es, die Infrastruktur einer modernen Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation auf ihre Sicherheit zu prüfen. Dazu werden die Sicherheitsstandards für die Wireless Kommunikation genauer beschrieben und anschließend mit möglichen Angriffsmodellen geprüft. Dieser Beitrag ist speziell für IT-Security Spezialisten und Herstellern von autonomen Fahrzeugen interessant.

IT-Sicherheit in der Industrie 4.0

Durch Industrie 4.0 kann die individuelle Fertigung von kleineren Stückzahlen zu geringen Kosten ermöglicht werden. Dafür müssen alle Anlagen miteinander vernetzt werden, um Daten austauschen und kommu-nizieren zu können. Durch die Vernetzung können neue Risiken und Gefahren entste-hen. In dieser Arbeit wird die IT-Sicherheit in der Industrie 4.0 anhand mögli-chen Bedrohungsszenarien, Herausforderungen und Gegenmaßnahmen evaluiert. Dabei wird untersucht, welche Möglichkeiten Industrieunternehmen haben, um sich vor Hackerangriffen vorzubeugen und ob bereits etablierte Sicherheitskonzepte für industrielle Anlagen einfach übernommen werden können.

Sicherheitsbetrachtung des Internet of Things am Beispiel Smart Home

Die Arbeit befasst sich mit dem Internet of Things und geht vor allem auf die Technologien des Smart Homes ein. In einer Analyse aus sicherheitstechnischer Sicht wird gezeigt welche Schwächen und Herausforderungen noch für die Forschung auf diesem Gebiet bestehen.

Poster- und Projektpräsentation

Während der Poster- und Projektpräsentation werden Projekte aus dem gesamten Informatikbereich vorgestellt und diskutiert.

  • VRLab Hochschule Reutlingen
    • Dieses Paper gibt einen kurzen überblick über das Labor für virtuelle Realität (VR) der Hochschule Reutlingen. Dafür wird das HoloLens Tabletop-Spiel und ein Spiel für die HTC Vive mit dem Ziel des „collaborative gaming” vorgestellt, die dort aktuell entwickelt werden. Bei dem Tabletop-Spiel ist es das Ziel ein rundenbasiertes Rollenspiel auf einen Tisch zu projizieren, damit zwei Nutzer der HoloLens an einem Tisch miteinander spielen können. Bei dem Spiel für „collaborative gaming” sollen mehrere HTC Vive Spieler gemeinsam mit anderen Spielern ein gemeinsames Ziel verfolgen.
  • Neue Welt 9 Projekt Shortpaper
    • Architekturen durchleben sehr oft einen Wandel. So können sich beispielsweise das Innenleben und die Kultur eines Gebäudes stark verändern. Für Zeitzeugen bleiben diese früheren Stände meist als Erinnerungen im Gedächtnis, wohingegen diese früheren Stände für andere Menschen häufig verschlossen bleiben. Virtuelle Welten können in diesem Kontext ein Mittel zur Dokumentation darstellen, so dass man damit ohne jeglicher Vorstellungskraft etwas von der früheren Welt erfahren kann. Im Masterprojekt „Neue Welt 9” wird explizit das älteste Gebäude auf dem Reutlinger Campus auf eine solche Weise wiederbelebt.
  • Das Masterprojekt CaMed -Computerassistierte Medizin
    • Das Projekt CaMed des Masterstudiengangs Human-Centered Computing bewegt sich im Umfeld der computerassistierten Medizin. Im Rahmen dessen entstehen unter-schiedliche Projekte zur Unterstützung des klinischen Personals und der Prozesse vor, während und nach einer OP. In diesem Artikel werden die aktuellen Projekte, ein präoperatives Informationssystem, ein peri-operatives Workflowmanagement-System und die Instandsetzung des DaVinci-Operationsroboters und ein dies bezügliches präoperatives Planungssystem vorgestellt.
  • Masterprojekt Internet of Things
    • Das Masterprojekt Internet of Things (IoT) bildet eine der Projektgruppen, die man im Masterprojekt belegen kann. Hier werden in Gruppen von ein bis drei Personen Projekte bearbeitet, die in der Regel im Kontext des Internet of Things stehen. Im laufenden Projekt sTEP-R wird ein Prototyp eines rollstuhlgebundenen Bewegungstherapie-systems realisiert. Das Projekt MIND dient dazu einen Leitfaden und zugehörige Templates bezüglich einer Medizinprodukt-dokumentation zu erstellen. Während im Projekt HEATED eine Anwendung entwickelt wird, mit der Durchblutungs-störungen anhand von Wärmebildern detektiert werden sollen. Das interdis-ziplinäre Projekt IEP TSP entwickelt ein T-Shirt, mit dem es ermöglicht werden soll, EKG-Messungen am Patienten außerhalb des Krankenhauses zu machen.
  • TurbFish: An Open Source Smart Sensor for Water Quality Monitoring
    • In spring 2016, a massive fish death occurred in the German stream Brigach. With classical analytics, no reason could be investigated yet. This paper describes an open source project, which focusses on the construction of a turbidity measuring sensor. Embedded in a casing shaped like a fish, the sensor will continuously monitor the water quality of rivers without influencing the wildlife. By combining optical components with a networked microprocessor, an autonomous distribution of water quality properties on an internet based platform can will achieved.
  • Messung der Qualität einer automatischen Warendisposition
    • Eine optimale Warenversorgung ist für Filialen im Lebensmitteleinzelhandel von höchster Wichtigkeit. Insbesondere die neuen Möglichkeiten einer softwaregestützten automatischen Warendisposition sind dabei von Interesse. Die vorliegende Arbeit untersucht diese Fragestellung am Beispiel des Unternehmens Lidl durch einen Vergleich des aktuellen Dispositionsprozesses mit einem automatischen Dispositionsprozess. Hierzu wird ein Messinstrument definiert, werden Messdaten erhoben und diese statistisch ausgewertet. Erste Ergebnisse bestätigten die Qualität der automatischen Warendisposition.
  • Methodik zur Analyse der Auswirkung von Fahrerassistenzsystemen bei PKW
    • In dieser Arbeit wird eine Methodik zur überprüfung der Fragestellung, ob ein Zusammenhang zwischen den an der Front wirkenden Fahrerassistenzsystemen (FAS) und den an der Front auftretenden Schäden bei PKW besteht, dargelegt. Diese Fragestellung resultiert aus einer vorangegangenen Analyse, bei der eine annähernd gleiche Verteilung der Front- und Heckschäden nachgewiesen wurde. Weiter zurückliegende Analysen hingegen zeigten eine deutliche Häufung der Frontschäden. Die Datenbasis dieser Arbeit geht auf Schadengutachten der DEKRA Automobil GmbH zurück. Diese ist mit Hilfe von SQL-Abfragen und statistischer Methoden analysiert worden.
  • Reinigungsroboter mit LEGO Mindstorms T-Clean 1.0
    • Das Ziel des Projekts war es, einen Roboter zu entwerfen, welcher körperlich eingeschränkten Menschen, eine für uneingeschränkte einfache, aber für eingeschränkte Personen eine schwere Arbeit abnimmt: das Putzen. Hierzu wurde ein Prototyp aus LEGO Mindstorms angefertigt und programmiert. Die prototypische Putzfläche ist eine Tischplatte.
  • Lichtsteuerung für Pflanzen mit Raspberry Pi
    • Das vorliegende Paper beschreibt ein Schülerprojekt. Das Ziel des Projekts war, “ideale” Lichtverhältnisse für eine Pflanze an jedem Ort im Haus herzustellen, damit diese normal wachsen kann und nicht wegen Lichtmangel eingeht.
  • Gestensteuerung mit einem Microcomputer und einer Kamera
    • Der Microcontroller Raspberry Pi 2 wurde mit einer Kamera für die Gestensteuerung ausgestattet. Die Programmierung wurde in C++ mit der Hilfe des Frameworks OpenNI umgesetzt. Die Gestensteuerung soll die ergonomischen Möglichkeiten von Computersystemen im Alltag, zum Beispiel in den Bereichen Smart-Home oder Automotive-Systems, erweitern.
  • Datenbankgestützte Generierung von Rulefiles für MEMS-Fertigungsprozesse
    • Vorgestellt wird ein Softwareprojekt aus dem Bereich der Entwurfsautomatisierung (Electronic Design Automation - EDA), in dem eine Datenbank zur standardisierten Erfassung und Pflege von Entwurfsregeln für Halbleitertechnologien entwickelt wurde, sowie eine Software, die auf dieser Basis die automatische Generierung der zugehörigen Rulefiles ermöglicht.
  • Poster - Studieren in Chile
    • Das Poster soll die Studierenden der Fakultät Informatik auf meine Erfahrungen im Auslandssemester in Chile aufmerksam machen. Als erster Student der Fakultät Informatik an der Partnerhochschule in Chile möchte ich damit zur Nachahmung anregen und meine klare Empfehlung ausdrücken. Es handelt sich also um keinen fachlichen Input, vielmehr hatte Prof. Kloos die Idee einer Vorstellung meines Auslandsaufenthaltes im Rahmen der Informatics Inside. Inhalte des Posters werden unter anderem Folgende sein: Allgemeine Informationen zu Chile, Studieren in Chile und meine Erfahrungen und Empfehlungen.

Die Konferenz 2017 wurde unterstützt von:

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