Informatics Inside connect(IT);

Die Beiträge der Fachkonferenz befassen sich mit Themen der Mensch-Maschine-Interaktion, nutzerorientierte Softwareentwicklung, kollaborative Umgebungen oder virtuelle Realität


mit der Informatics Inside 2018 findet diese Veranstaltungsform bereits zum 10. Mal statt. Die Konferenz stand unter dem Motto „connect(IT);“ und zeigt damit einmal mehr die zentrale Bedeutung der Informatik im Zusammenhang mit Vernetzungen und dies auf allen Ebenen. Es geht nicht nur um die technische Vernetzung von Maschinen und Services, sondern auch um die Vernetzung von Menschen untereinander und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine.

Gerade die letzten beiden Punkte spiegeln einen der Schwerpunkte des Masterstudiengangs Human-Centered Computing sehr schön wieder. Sie finden im Tagungsband (pdf, 8.3 MB) Fachbeiträge aus dem medizinischen Umfeld ebenso wie vielfältige Anwendungen aus dem Fahrzeugsektor. Selbstverständlich spielt das Thema Sicherheit in vernetzten Umgebungen eine wichtige Rolle und auch dazu finden Sie einen spannenden Beitrag. Der Kulturwandel im Bereich der Softwareentwicklung ist ebenso ein Thema wie Simulationen in verschiedenen Zusammenhängen.

Programmablauf 2018

9:30 Come Together
10:00 Beginn der Veranstaltung und Begrüßung Herr Prof. Kloos
10:10 Posterflash
10:30 Postervorstellung und Pause
Medizinisch-Technische Informatik
11:00 Segmentierung von Polypen in Koloskopie-Bilddaten – eine Potentialanalyse von Deep-Learning-Methoden Josia Scheytt
11:20 Untersuchung der Möglichkeiten und Risiken von Implantaten Benjamin Weinert
11:40 Untersuchung der Anforderungen an ein System zur Unterstützung der Reproduzierbarkeit von Ultraschalluntersuchungen Peter Grupp
12:00 Mittagspause
13:00 Digitalisierung im klinischen Umfeld zur Förderung der personalisierten Medizin am Universitätsklinikum Tübingen am Fallbeispiel der molekularen Diagnostik mithilfe der MTB-Plattform Öznur Öner
IT-Management und -Sicherheit
13:20 Kulturwandel von ITIL zu DevOps im Unternehmen Sinem Cicek Celik
13:40 IT-Sicherheit in Unternehmen – State of the Art, Gefahren und Trends Christian Steinmann
14:00 Postervorstellung und Pause
Virtual Reality und Simulation
14:25 Evaluation von simulierten Foveated Rendering Heiko Brumme
14:45 Social Crowd Simulationen zur Belebung virtueller Welten Steffen Wittig
15:05 Konzept einer Motion-Capture basierten Simulationsumgebung zur Untersuchung von Interaktionen zwischen Passanten und autonomen Fahrzeugen David Leisten
15:25 Postervorstellung und Pause
Fahrassistenzsysteme
16:10 Entwicklung eines Prototypingkonzepts für die multimodale Navigation mit dem E-Bike Janis Uttenweiler
16:30 Konzeption zur Detektion von sich öffnenden Fahrzeugtüren Maic Schellig
16:50 Pause
17:00 KeyNote: CASE – Ready for Future Mobility Vlado Koljibabic, Head of CASE IT, Daimler AG
18:00 Verleihung des Posterawards + Fotos Frau Prof. Martinez

Vorträge

Segmentierung von Polypen in Koloskopie-Bilddaten – eine Potentialanalyse von Deep-Learning-Methoden

Kolorektale Karzinome haben eine hohe Sterblichkeitsrate, wenn sie spät entdeckt werden. Eine frühzeitige Entfernung von bösartigen Polypen im Magen-Darm-Trakt, die deren Vorstufen bilden, bietet jedoch hohe Überlebenschancen. Bei Darmspiegelungen werden gerade kleine Polypen aber recht häufig übersehen. Zuverlässige bildverarbeitende Systeme, die Polypen in einem Koloskopie-Frame nicht nur detektieren, sondern pixelgenau segmentieren, könnten Ärzten bei Darmkrebs-Screenings helfen. Diese Arbeit analysiert den aktuellen Stand der Segmentierung von Polypen im Gastrointestinaltrakt. Weiterführend wird untersucht, inwiefern die in letzter Zeit sehr erfolgreichen Methoden des Deep Learning hier Vorteile bieten


Untersuchung der Möglichkeiten und Risiken von Implantaten

Durch das stetige Wachstum an neuen Technologien und Möglichkeiten steht der Verschmelzung von Technologien mit dem Menschen kaum noch etwas im Wege. Die Untersuchung der Implantate und die damit verbundenen Risiken sind ein Teil dieser Arbeit. Von Bedeutung sind hier die Funktionsweise und die ITSicherheitsaspekte. Alle in dieser Arbeit dargestellten Implantate benötigen eine Kommunikation nach außen. Diese Kommunikationsmöglichkeit birgt Risiken, die nicht nur auf die Daten der Träger beschränkt sind, sondern auch gesundheitliche Risiken beinhalten.


Untersuchung der Anforderungen an ein System zur Unterstützung der Reproduzierbarkeit von Ultraschalluntersuchungen

Eines der gängigsten bildgebenden Verfahren in der Medizin ist die Sonografie. Jedoch ist die Reproduzierbarkeit der Ultraschalldiagnostik bis heute noch immer ein Problem, wodurch Fehldiagnosen gestellt werden. Durch das in diesem Paper vorgestellte prototypische System zur Unterstützung für Medizinstudenten in Ultraschallseminaren sollen Anforderungen zur Reproduzierbarkeit einer Ultraschalluntersuchung definiert werden. Durch Experteninterviews wurden Einblicke in die klinischen Abläufe und den Krankenhaus-Alltag gewonnen, welche Inhalte relevant sind um die Reproduzierbarkeit von Ultraschalluntersuchungen zu ermöglichen.


Digitalisierung im klinischen Umfeld zur Förderung der Personalisierten Medizin am Universitätsklinikum Tübingen am Fallbeispiel der molekularen Diagnostik mithilfe der MTB-Plattform

Spezialisierte und teils papiergetriebene Abläufe erfüllen die primären Anforderungen der Mediziner im Versorgungskontext, welche die zielgerichtete Therapie eines Patienten als Ziel haben. Dabei stellen diese Abläufe durch geltende Datenschutzrichtlinien und ethische Aspekte eine immer höhere Herausforderung dar, die gewonnenen Labormessergebnisse, Therapieansätze und – verläufe für die Sekundärnutzung im Forschungskontext bereitzustellen. Eine weitere Herausforderung stellt die maschinenlesbare Erfassung von allen o.g. Daten dar, da diese in der Regel als Freitexte in Befunden vorliegen. Vor Einzug der Digitalisierung bedarf es der Prozessoptimierung in der Datenerfassung wie Parametrisierung, einheitliches Erfassungsmuster (Struktur), einheitliche Dokumentation und Archivierung, Patientenaufklärung (Consent) und die fachspezifische Zuordnung. Die hieraus resultierenden Daten und Gesamtstrukturen bilden eine Grundlage für die Vernetzung und den standortübergreifenden Informationsaustausch. Neben der Bereitstellung der Daten für die Forschung sollen auf Basis von Messkriterien vergleichbare Datensätzen zur gezielten, individualisierten Therapie in der Personalisierten Medizin zum Einsatz kommen.


Kulturwandel von ITIL zu DevOps im Unternehmen

Die Bedeutung und Stellung der Informationstechnologie erlebte in den letzten 60 Jahren einen fortlaufenden Wandel. Der anfänglich rein unterstützende Charakter entwickelte sich immer mehr zu einem wichtigen Bestandteil der Aufbau- und Ablauforganisation im Unternehmen. Ein definiertes IT-Servicemanagement im Unternehmen sieht sich mittlerweile gleichgeordnet mit den restlichen Fachabteilungen, tritt mit seinen Leistungen als Dienstleister auf und betrachtet die Fachabteilungen als „Kunde“. Neue Technologien und Innovationen und die daraus resultierenden Neudefinitionen bestehender Anforderungen sollen im Rahmen der Digitalisierung in Unternehmen positive Effekte zeigen. IT Infrastructure Library (ITIL) wird als Framework für IT-Servicemanagement in der Industrie und im öffentlichen Dienst genutzt. Der Ansatz von ITIL unterstützte den Kulturwandel und sensibilisierte das Management und die Mitarbeiter darin, serviceorientiert zu denken. Da dieser Ansatz einen vordefinierten, zyklischen Ablauf hat, könnten schnell eintreffende Kundenanforderungen nicht fristgerecht umgesetzt werden, weshalb agile Methoden wie der DevOpsAnsatz in den Vordergrund rücken. Die Herausforderung besteht darin, den Kulturwandel bei der Einführung von DevOps in bestehenden ITIL-Strukturen in Unternehmen zu fördern.


IT-Sicherheit in Unternehmen – State of the Art, Gefahren und Trends

Die IT-Sicherheit ist ein wichtiges Thema für Unternehmen. Leider kommt es trotzdem immer wieder zu Vorfällen, in denen Firmen durch Angriffe großen Schaden nehmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Übersicht über die wichtigsten IT-Sicherheitstechniken erstellt, die aktuell in Unternehmen eingesetzt werden. Außerdem wurde auf Basis von Sicherheitsreports der BSI ermittelt, welche Angriffsmethoden im Jahr 2017 die größte Relevanz besaßen. Dabei wird ersichtlich, dass Unternehmen oft nicht ausreichend abgesichert sind. Im dritten Teil der Arbeit wurde ermittelt, welche Trends SicherheitExperten für die nächsten Jahre als die wichtigsten erachten.


Social Crowd Simulationen zur Belebung virtueller Welten

Die Simulation menschlichen Gruppenverhaltens kann bei der Kapazitäten-, Risikound Evakuierungs-Planung von Gebäuden hilfreich sein, bei der Produktion von Filmen für eindrucksvolle Massen-Szenen eingesetzt werden oder virtuelle Schauplätze in Echtzeit-Anwendungen beleben. Die Herausforderungen liegen vor allem in einem realistischen Erscheinungsbild der virtuellen Crowd, glaubwürdigem Verhalten innerhalb eines sozialen Verbundes, realitätsnahen Animationen und der Wahrung der Echtzeitfähigkeit interaktiver Anwendungen. Im Rahmen dieser Arbeit wird der aktuelle Stand der Technik vorgestellt, Technologien evaluiert und ein Crowd Simulation Pro.


Entwicklung eines Prototypingkonzepts für die multimodale Navigation mit dem E-Bike

Die Navigation mit dem E-Bike soll eine positive Nutzerfahrung sein. Deshalb wurde im Zuge dieser Arbeit im Rahmen von Bosch E-Bike Systems ein multimodales smart User Interface (MSUI) entwickelt. Das Konzept umfasst visuelle Turn-by-Turn Signale, taktile Vibrationssignale im Lenker und eine auditive Sprachausgabe. Ziel der Arbeit ist ein Prototyp, der sich für die Evaluation von Nutzerbedürfnissen in Bezug auf verschiedene multimodale Rückmeldemöglichkeiten eignet.


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.


Konzeption zur Detektion von sich öffnenden Fahrzeugtüren

Über die letzten Jahre nehmen die Verkehrsunfälle zwischen Fahrzeugen und Fahrrädern und Motorrädern immer weiter zu. Die Ursache ist meistens eine unachtsam geöffnete Fahrzeugtür, mit der ein anfahrender Zweiradfahrer kollidiert. Diese Unfälle können verheerende Folgen für alle Beteiligten haben. Aus diesem Grund soll der technologische Fortschritt, welcher sich durch die gesamte Automobilbranche zieht, um eine zusätzliche Komponente erweitert werden. Hierbei handelt es sich um ein System für Zweiradfahrer, welches eine sich öffnende Fahrzeugtür frühzeitig erkennen soll, den Fahrer somit frühzeitig warnen kann und gegebenenfalls Strategien zur Unfallvermeidung einleiten kann. Dieses Konzept soll die Entwicklung des Systems vorgeben und grundlegend erläutern.


Konzept einer Motion-Capture basierten Simulationsumgebung zur Untersuchung von Interaktionen zwischen Passanten und autonomen Fahrzeugen

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Software-Architektur entwickelt, mit der sich Interaktionen zwischen autonomen Fahrzeugen und Passanten im Straßenverkehr in einer simulierten Umgebung untersuchen lassen. Hierbei wird das autonome Fahrzeug durch einen externen Fahrsimulator gesteuert. Der Einsatz eines MotionCapture-Systems ermöglicht dabei die Aufzeichnung und Übertragungen der Bewegungsdaten von Passant und Fahrer in die virtuelle Umgebung. Durch den Einsatz von Head-Mounted Displays sollen Akteure die virtuelle Umgebung möglichst als real emp- finden. Auf Basis der entwickelten SoftwareArchitektur wurde eine Simulationsumgebung realisiert, in der Interaktionen zwischen einem Passant und einem autonomem Fahrzeug untersucht werden können. Das Projekt soll das Potential von Motion-Capture gestützten Simulationsumgebungen für die Konzeption und Entwicklung von autonomen Fahrsystemen aufzeigen.


Das Masterprojekt CaMed -Computerassistierte Medizin

Das Projekt CaMed des Masterstudiengangs Human-Centered Computing bewegt sich im Umfeld der computerassistierten Medizin. Im Rahmen dessen entstehen unterschiedliche Projekte zur Unterstützung des klinischen Personals und der Prozesse vor, während und nach einer OP. In diesem Artikel werden die aktuellen Projekte MRT-Schnittebenen Wahl mittels Scanner Remote Control Projekt und die Einführung einer Krankenhausinfrastruktur vorgestellt.


Masterprojekt: Neue Welt 9 – interaktive Vergangenheitsreise

In der virtuellen Welt des Masterprojekts „neue Welt 9“, können Spieler durch die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft reisen und dabei Geschichten und Entwicklungen durch Interaktionen und Zeitsprünge erfahren. Dazu bedarf es als Vorbereitung ein strukturiertes Konzept, damit die Vergangenheit korrekt erlebbar gemacht werden kann.


Masterprojekt Internet of Things

Dieses Paper stellt die aktuellen Projekte des Masterprojekts Internet of Things (IoT), das im Rahmen des Masterstudiengangs HumanCentered Computing an der Hochschule Reutlingen durchgeführt wird, vor. Das Projekt Tigo befasst sich hierbei mit dem Thema Gamification in der Medizintechnik am Beispiel des Thera Trainers. Mit dem Projekt BLEEP soll ein EKG-Signal über Bluetooth Low Energy (BLE) übertragen werden. Bei den Projekten EARP und BLEC handelt es sich um eine Android App, die eine Verbindung mit mehreren BLE Geräten herstellen und die von diesen Gerä- ten gestreamten Daten speichern und mit dem Backend des Projektes HoGa synchronisieren kann. Das Projekt IPBAS soll eine Raum- überwachung mittels einer IP-Kamera realisieren. UNICOM beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Moduls, welches die Anbindung eigens entwickelter Smart-HomeDienste an eine bestehende IOT-Infrastruktur ermöglichen soll. HoGa stellt Schnittstellen für EARP, IPBAS und Unicom bereit und erlaubt das Speichern von Daten in einer Datenbank. Die zuletzt genannten Projekte sollen im Ambient Assisted Living Labor zum Einsatz kommen, um den medizinischen Zustand einer Person zu überwachen.


Masterprojekt Virtual Reality Labor

Innerhalb des Masterprojekts VR Lab werden von Studierenden Projekte rund um die virtuelle oder erweiterte Realität durchgeführt. Das vorliegende Shortpaper dient als eine Übersicht der bereits beendeten oder aktuell bearbeiteten Projekte. Zu diesem Zweck werden vier studentische Projekte näher skizziert.


Poster- und Projektpräsentation

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

  • Masterprojekt: Neue Welt 9 – interaktive Vergangenheitsreise
  • Masterprojekt: Internet of Things
  • Masterprojekt : Virtual Reality Lab
  • Masterprojekt CaMed – Computerassistierte Medizin
  • Auslandssemster in Paisley
  • Venga! Erasmus an der ULPGC in Las Palmas de Gran Canaria
  • An approach for a sleep tracking system
  • Validierung eines low-cost Alkoholsensors

Posterawards


Die Konferenz 2018 wurde unterstützt von:

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