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Start date: 2023 × Publisher: Hannover : Technische Informationsbibliothek ×

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    Genealogical properties of spatial models in Population Genetics
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2023-09) Wirtz, Johannes
    At the interface between Phylo- and Population Genetics, and recently heavily inspired by Epidemonology, the discipline of Phylogeography comprises modelling techniques from classical theoretical biology and combines them with a spatial (2D or 3D) aspect, with the purpose of utilizing geographical information in the analysis to understand the evolutionary history of a biological system or aspects of virology such as directionality and seasonality in pandemic outbreaks [1, 2, 3, 4]. An prime example of this are datasets that take into account the sampling locations of its components (geo-referenced genomic data). In this project, we have focused on the model called "spatial Lambda-Fleming-Viot process" ( V [5, 6]) and analzed its statistical properties forward in time as well as in the ancestral (dual) process, with results that may be used for parameter inference. Of particlar interest was the spatial variance, denoted , a parameter controlling the speed at which genetic information is spread across space and therefore an analog of the reproduction number (R0) used in epidemonology e.g. to assess the infectiousness of differing viral strains. We explored the relation of this parameter to the time to coalescence between lineage pairs in this model and described methods of estimating it from sampled data under different circumstances. We have furthermore investigated similarities and differences between this model and classical models in Population Genetics, particularly Birth-Death processes, which are heavily used for all kinds of biological inference problems, but do not by themselves feature a spatial component. We compared the Vto a variant of the Birth-Death process where the location of a live individual changes over the course of its lifetime according to a Brownian motion. This process is not as easily viewed backward in time as the V, but the genalogical process is accessible by Markov-Chain Monte Carlosimulation, as the likelihoods of ancestral positions and branch lengths are easily calculated, making this model easily applicable to data. Our analysis highlights the analogy between the two processes forward in time as well as backward in time; on the other hand, we also observed a divergent behavior of the two models when no prior on the phylogenetic time scale was assumed. Lastly, this project has given rise to a study of combinatorial properties of tree shapes relevant to the V, the Birth-Death and other biological processes. In particular, we were able to identify the combinatorial class genealogical trees generated from these processes belong to and verify a conjecture regarding their enumeration. Preliminary versions of software tools for the aforementioned inference have also been provided.
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    Bridging the Gap Between (AI-) Services and Their Application in Research and Clinical Settings Through Interoperability: the OMI-Protocol
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-02) Sigle, Stefan; Werner, Patrick; Schweizer, Simon; Caldeira, Liliana; Hosch, René; Dyrba, Martin; Fegeler, Christian; Sigle, Stefan; Werner, Patrick; Schweizer, Simon; Caldeira, Liliana; Hosch, René; Dyrba, Martin; Fegeler, Christian; Grönke, Ana; Seletkov, Dmitrii; Kotter, Elmar; Nensa, Felix; Wehrle, Julius; Kaufmes, Kevin; Scherer, Lucas; Nolden, Marco; Boeker, Martin; Schmidt, Marvin; Pelka, Obioma; Braren, Rickmer; Stump, Shura-Roman; Graetz, Teresa; Pogarell, Tobias; Susetzky, Tobias; Wieland, Tobias; Parmar, Vicky; Wang, Yuanbin
    Artificial Intelligence (AI) in research and clinical contexts is transforming the areas of medical and life sciences permanently. Aspects like findability, accessibility, interoperability, and reusability are often neglected for AI-based inference services. The Open Medical Inference (OMI) protocol aims to support remote inference by addressing the aforementioned aspects. Key component of the proposed protocol is an interoperable registry for remote inference services, which addresses the issue of findability for algorithms. It is complemented by information on how to invoke services remotely. Together, these components lay the basis for the implementation of distributed inference services beyond organizational borders. The OMI protocol considers prior work for aspects like data representation and transmission standards wherever possible. Based on Business Process Modeling of prototypical use cases for the service registry and common inference processes, a generic information model for remote services was inferred. Based on this model, FHIR resources were identified to represent AI-based services. The OMI protocol is first introduced using AI-services in radiology but is designed to be generalizable to other application domains as well. It provides an accessible, open specification as blueprint for the introduction and implementation of remote inference services.
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    Lebensqualität bei Krebserkrankungen – Integration in die Versorgung (working paper von Versorgern und Betroffenen)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Beutter, C. N. L.; Block, N.; Berger, S.; Edo-Ferrando, P.; Heinz, B.; Läufer, K.; Lang, B.; Mächtlen, K.; Münkel, S.; Rannert, D.; Zwerenz-Kopp, F.; Fegeler, C.
    Im Rahmen einer Projektgruppe haben sich sowohl Versorger (ÄrztInnen, KrebsberatungsstellenmitarbeiterInnen oder PsychoonkologInnen) sowie Betroffene mit einer regulären Integration von Lebensqualitätsdaten in der Versorgung befasst. Dabei wurde ein digitales System konzipiert, dass eine alltagsnahe und longitudinale Erhebung ermöglicht. Im working paper wurde über alle Teilnehmenden hinweg eine Problemidentifikation der derzeitigen IST-Situation integriert, um anhand dieser Probleme und Hemmschwellen ein übergreifendes Lösungskonzept zu erarbeiten. Im Lösungsraum wurden sowohl spezifische Anforderungen seitens der Versorger als auch PatientInnen zusammengefasst und gegenübergestellt. Dabei wurde ebenfalls die Vernetzung der einzelnen Akteure untereinander beleuchtet sowie die Thematik der Datenspende angerissen.
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    Potenziale und Herausforderungen von Building Information Modeling im Facility Management : Eine Fallstudie zur Untersuchung ausgewählter BIM-Anwendungsfälle mit Power BI
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Ernstorfer, Elena
    Despite the potential benefits that Building Information Modelling (BIM) can offer in the operation and maintenance phase of buildings, BIM has so far mainly been used in the design and construction phase in the construction industry. Until now the use of BIM methods in FM inhibited by a lack of standards and uniform processes, among other things. Many companies are deterred by the high upfront costs for software, hardware and staff training. In order to promote the acceptance of BIM-based FM, low-threshold solutions are necessary. This thesis investigates the approach of using Power BI to facilitate targeted access to FM-relevant data of a BIM model and to link these with further data sources. With the help of a plug-in called Tracer, any data up to floor plan and 3D views can be extracted from a BIM model and integrated into Power BI dashboards. The case study conducted as part of this work shows that Power BI offers a solution approach to BIM integration that addresses some of the identified challenges. An expert survey confirms the user-friendliness, functionality and optimisation potential of the Power BI Dashboard solution for the processes considered.
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    Dimensionsanalyse für Ingenieure : Dimensionstheoretische Grundlagen und Anwendungsbeispiele
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2023) Kleinschmidt, Walter
    Der vorliegende Text stellt eine Überarbeitung und Erweiterung der Vorlesungsunterlagen dar, die der Verfasser während seiner früheren Lehrtätigkeit im Fachbereich Maschinentechnik der Universität Siegen erstellt hat. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den für Ingenieure interessanten vielfältigen und teilweise umfänglichen Anwendungsbeispielen zur Dimensionsanalyse. Diese zweite Version v2 des Textes enthält einige Präzisierungen und weitere Anwendungsbeispiele.
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    Offene Bildungsinfrastrukturen : Anforderungen an eine OER-förderliche IT-Infrastruktur
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2023) Wannemacher, Klaus; Stein, Mathias; Kaemena, Alena
    Offene Bildungsinfrastrukturen sollen den freien Zugang zu (Hochschul-)Bildung unterstützen. Sie ermögli-chen Studierenden den uneingeschränkten Zugriff auf frei verfügbare Lehr- und Lernmaterialien (OER Open Educational Resources), erweitern hochschuldidaktische Möglichkeiten und tragen zur Sichtbarkeit von Lehrexpertise bei. Zudem leisten sie einen Beitrag zur Qualitätsförderung von Studium und Lehre und unterstützen den Kompetenzaufbau bei Lehrenden und Studierenden. Die Gesamtheit der offenen Bildungsinfrastrukturen differenziert sich weiter aus. Angesichts der vielfältigen Landschaft der OER-förderlichen IT-Infrastrukturen für die Hochschulen und der unzureichenden Integration von OER-Portalen, -Plattformen und -Tools erscheinen verstärkte Bemühungen um bessere Voraussetzungen zur Herstellung von Interoperabilität zwischen Informations- und Weiterbildungsportalen im Bereich der Hochschullehre geboten. Zu diesem Zweck führten das nordrhein-westfälische OER-Portal ORCA.nrw und das HIS-Institut für Hochschulentwicklung (HIS-HE) in Kooperation mit der Stiftung Innovation in der Hochschullehre eine Untersuchung durch, die auf Grundlage einer Erhebung des gegenwärtigen Entwicklungsstands Anregungen zur Herstellung von Interoperabilität zwischen Informations- und Weiterbildungsportalen im Hochschulkontext ge-ben möchte. Mittels einer Literaturanalyse, eines hybriden Expert:innen-Workshops sowie leitfadengestützter Expert:innen-Interviews wurde eine überblicksartige Darstellung OER-förderlicher IT-Infrastrukturen für den Hochschulbereich unter besonderer Berücksichtigung lehrbezogener und didaktischer Implikationen er-arbeitet. Zudem wurden Anforderungen an eine offene Bildungsinfrastruktur aus technischer, hochschuldidaktischer und bildungsorganisatorischer Perspektive ermittelt und potenzielle künftige Entwicklungsschritte definiert. Im Rahmen der durchgeführten Erhebungsschritte zeigte sich, dass sich die Landschaft der offenen Bildungsinfrastrukturen im Hochschulsektor kontinuierlich ausdifferenziert und durch ein hohes Maß an Vielfalt geprägt ist. Sie umfasst Vernetzungseinrichtungen, OER-Repositorien und -Referatorien, Informations- und Weiterbildungsportale sowie Stand-alone-Lösungen wie lokale Installationen von Lernmanagementsystemen (LMS) an Hochschulen. Das Bestreben zum Schaffen von Aggregationsmechanismen für OER (vgl. OERSI, Digitale Vernetzungsinfrastruktur Bildung u. ä.) befindet sich in einem frühen Stadium. Die dezentrale Verortung offener Bildungsinfrastrukturen scheint dem Ziel der leichten Auffindbarkeit und ausgiebigen Weiternutzung offener Lehr- und Lernmaterialien teilweise entgegenzustehen. Als zentrale Herausforderung erweist sich daher die Vernetzung bestehender Portale und Tools durch die Nutzung eines allgemein anerkannten Metadatenprofils und Standardvokabulars für Lehr- und Lernmaterialien, eine stärkere Vernetzung bestehender Infrastrukturen durch einen Aggregationsmechanismus für digitale Lernressourcen sowie eine verbesserte Interoperabilität entsprechender Infrastrukturen durch das Schaffen von Schnittstellen und das Nutzen von Plugins. Zugleich wurde deutlich, dass technische, organisatorische und didaktische Unterstützungsdienste für eine ausgiebige Nutzung von OER bislang noch zurück-haltend angeboten werden. Es bedarf mittelfristig einer stärkeren Automatisierung im Bereich der Veröffentlichung von OER sowie einer stärkeren Einbeziehung von Communitys of Practice in die weitere Ausdifferenzierung der Infrastrukturen. Auch mangelt es bislang an empirischen Erhebungen zu der Praxis und den Bedarfslagen der Produzent:innen und Nutzer:innen von OER. Zudem wird die Entwicklung OER-förderlicher IT-Infrastrukturen bislang noch zu selten auf einer strategischen Ebene adressiert und forciert. Eine Analyse gängiger Anwendungsfälle für die Entwicklung und Nutzung von OER wurde bislang noch kaum geleistet. Zugleich zeigen sich vielversprechende Bestrebungen zur Etablierung eines auf die spezifischen Belange offener Lehre an den Hochschulen zugeschnittener Metadatenprofile. Auf einer organisationalen Ebene könnten künftig neben OER-Plattformen und Hochschulen mit lokalen Installationen von LMS auch Hochschulbibliotheken als Betreiber und Dienstleister für OER-förderliche IT-Infrastrukturen auftreten.
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    QuaMath – A Large-scale Implementation Program to improve Mathematics Education
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-06-11) Hallemann, Svea
    This Mini-Review introduces the QuaMath program (“Developing Quality in Mathematics classrooms and teacher professional development”). The national 10-year program aims to develop the quality of mathematics instruction and teacher professional development in collaboration with the federal states. QuaMath is conducted within the framework of the DZLM (Deutsches Zentrum für Lehrkräftebildung Mathematik (German Center for Mathematics Teacher Education, a network of 12 German universities collaborated with the IPN Leibniz-Institute for Science and Mathematics Education)). Working with teachers and practitioners, the DZLM develops, implements, and researches effective training and support programs in mathematics for teachers and early childhood educators. I address the special role of the 400 facilitators in the implementation and success of the QuaMath program. They themselves receive intense training from the Consortium of Mathematics Education Professors (DZLM).
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    Abschlussbericht für die Deutsche Forschungsgemeinschaft zum DFG-Forschungsvorhaben DE 447/184-1: Einsatzverhalten sintermetallischer Diamantschleifscheiben mit chemisch angebundenen Schleifkörnern
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2023-10-23) Lang, Roman; Bergmann, Benjamin; Denkena, Berend
    [no abstract available]
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    Analysis of Knowledge Tracing performance on synthesised student data
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Pagonis, Panagiotis; Hartung, Kai; Wu, Di; Georges, Munir; Gröttrup, Sören
    Knowledge Tracing (KT) aims to predict the future performance of students by tracking the development of their knowledge states. Despite all the recent progress made in this field, the application of KT models in education systems is still restricted from the data perspectives: 1) limited access to real life data due to data protection concerns, 2) lack of diversity in public datasets, 3) noises in benchmark datasets such as duplicate records. To resolve these problems, we simulated student data with three statistical strategies based on public datasets and tested their performance on two KT baselines. While we observe only minor performance improvement with additional synthetic data, our work shows that using only synthetic data for training can lead to similar performance as real data.
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    Webinar Science-Tracking : Ad-hoc Arbeitsgruppe der Deutschen Forschungsgemeinschaft zum Datentracking in den Wissenschaften
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Ludwig, Judith; Altschaffel, Robert; Dittmann, Jana; Beurskens, Michael; Mittermaier, Bernhard
    Die Ad-hoc Arbeitsgruppe zum Datentracking in den Wissenschaften des Ausschusses für Wissenschaftliche Bibliotheken und Informationssysteme (AWBI) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im Rahmen eines Webinars am 11. März 2024 von 15:00-17:00 Uhr die Ergebnisse ihrer Arbeit vorgestellt.