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- 03 Mathematik / Naturwissenschaften / Informatik (115) (remove)
Durch Genexpressionsexperimente anModellorganismen versucht man das Genomund die Reaktion des Genoms auf äußere Einflüsse zu erforschen.
Chemikalien sind in der Lage die Expression des Genoms zu beeinflussen. Durch die Experimente ist es möglich Rückschlüsse auf die Wirkweisen der Chemikalien auf genomischer Ebene zu ziehen. Durch derartige Chemikalienexperimente wurden in der Vergangenheit bereits große Mengen an Genexpressionsdaten erzeugt. Ein beliebter Modellorganismus für solche Versuche ist der Zebrabärbling Danio rerio, der in seiner embryonalen Entwicklung optimale Vorrausetzungen mit sich bringt. Bei ihm kann man phänotypische und genotypische Effekte der Chemikalien sehr gut beobachten, da er in diesem Zeitraum transparent ist und diese Phase nur fünf Tage anhält.
Anhand des Zebrabärblings soll erforscht werden, ob gleichartige Chemikalien auf genomischer Ebene ähnliche Wirkweisen besitzen und sich in Gruppen zusammenfassen lassen. Desweiteren stellt sich die Frage, ob es eine allgemeine (Gegen)Reaktion auf den Einfluss der Chemikalien gibt, welche auf genomischer Ebene sichtbar wird. Dazu werden Genexpressionsdaten aus cDNA-Microarrayexperimenten verwendet, die in den Datenbanken des NCBI und EBI abgespeichert sind. Nachdem geeigenete Experimentaldaten ausgewählt wurden und auf ihre Qualität geprüft, wurden diese einer vereinheitlichten statistischen Analyse unterzogen. Die Ergebnisse dieser statistischen Analyse wurden untereinander auf identisch differentiell exprimierte Gene verglichen.
Durch vereinheitlichte, allgemeine Analyse konnten Hinweise erbracht werden, dass es auf genomischer Ebene eine Antwort- und Gegenreaktion auf die Chemikalien gibt. Durch den Vergleich konnten 22 Gene ermittelt werden, die für das Binden und den Abbau der eingesetzten Chemikalie verantwortlich sind und experiementübergreifend auftraten.
Die Ingenieure der Abteilung Außengeräusch der BMW AG sind für die Kontrolle und Überwachung gesetzlicher Ziele des Außengeräuschs für Serienfahrzeuge und für neue, in der Entwicklung befindliche, Fahrzeuge verantwortlich. Dafür
werden derzeit aufwendige Vorbeifahrtmessungen durchgeführt. Da die Abgasanlage eine der Hauptgeräuschquellen am Fahrzeug darstellt, kann über Änderungen Einfluss auf das Vorbeifahrtgeräusch genommen werden. In Zukunft sollen die zeit- und kostenaufwendigen Vorbeifahrtmessungen auf ein
Minimum reduziert und Änderungen an Abgasanlagen im Prüfstand mit Blick auf die Vorbeifahrt bewertet werden.
In dieser Arbeit werden die grundsätzlichen Randbedingungen und Eigenschaften eines solchen Prüfstandes geklärt und bewertet.
A variety of methods have been used to describe natural systems and cellular functions. Most use continuous systems with differential equations. Based upon the neighbourhood relations in graphs and the complex interactions in cellular automata a mathematical model was designed and implemented as an application user interface. This discrete approach called graph automata was utilised to simulate diffusion processes and chemical kinetics. The progression of diffusion in cellular environments was described and resulted in a discrepancy of 20% in comparison to experimental results. Different chemical kinetics were simulated and found to be as accurate as their continuous counterparts. The proposed model appears to be a highly scalable and modular
approach to simulate natural systems.
In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern die Strahlformung von Femtosekundenlaserstrahlung im Zusammenhang mit der Maskenprojektion möglich ist. Es werden die etablierten Strahlformer anhand einheitlicher Kriterien untersucht und bewertet. Zusätzlich werden erste Abtragsversuche durchgeführt, bei denen verschiedene Strahlformer zur Beleuchtung der Maskenebene verwendet werden.
Biconnected reliability
(2015)
Computer communication networks play a mayor role to manage data transfer and information processing. However, the components of the network may fail - by targeted attacks or by wearout. While targeted attacks are non-random, it seems appropriate to consider wearout effects as random. Further we can assume that the components fail independently. The task of network reliability is to analyze networks in respect to the functionality of the network with consideration of wearout of its components. In most cases a network is considered as functional if a selected set of terminals can communicate. ...
Ziel der Masterarbeit ist es einen Überblick über die freie Bibliothek „BioJava“ zu erstellen und diese dann exemplarisch in einen Tool für die Forschung und Lehre darzustellen. Die Reduzierung des Arbeitsaufwandes bei der Verarbeitung biologischer Daten soll durch das entstehende Tool minimiert werden. Durch den Einsatz in der Lehre sollen die Studentinnen und Studenten eine Grundlage erhalten für den Umgang mit wissenschaftlichen Daten. Der Einsatz moderner Technolgien soll zudem gewährleisten, dass das Tool viele Jahre eingesetzt werden kann.
In der vorliegenden Arbeit werden SAOS-2 Zellen, welche auf mikrostrukturierten und ta-C beschichteten Objektträgern adhärierten, anhand von Fluoreszenzmessungen untersucht. Die Identifizirung möglicher Einflussfaktoren auf die Proliferation und Adhäsion der Zelllinie durch mikrostrukturierte undteilbeschichtete Glasobjektträger wird unter Verwendung des Cell Titer Blue Assays und der digitalen Bildverarbeitungs-software CellProfiler untersucht.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die molekularbiologische Untersuchung des loss of heterozygosity (LOH) in drei Tumorsuppressorgene der Fanconi Anämie (Fanc G, Fanc F und Fanc J). Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Prüfung einer prognostischen Relevanz dieser Gene, um in Zukunft den Weg für die Entwicklung eines verbesserten kausalen Therapiekonzeptes für Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom in der Mundhöhle zu ebnen. Mit Hilfe einer Mikrosatellitenanalyse wird eine Multiplex-PCR zur Feststellung eines LOH etabliert. Die daraus resultierenden Amplifikate werden anschließend einer kapillarelektro-phoretischen Fragmentanalyse unterzogen, sodass im Folgenden die für die LOH-Berechnung wichtigen Elektropherogramme ausgewertet werden können. Unter Verwendung von statistischen Analyseverfahren liefert ein LOH in den Genen Fanc G und Fanc F möglicherweise das Potential, als prognostischer Marker zu dienen. Auch der Ansatz der Verwendung der Mikrosatelliteninstabilität als prognostischen Marker könnte eine potentielle Relevanz besitzen. Weiterführende Analysen sind allerdings erforderlich.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem relativ jungen Gebiet innerhalb der angewandten Mathematik, dem Compressed Sensing. Darin geht es zum einen um die Frage, wie man einen dünn besetzten, hochdimensionalen Vektor durch lineare Projektionen in seiner Dimension reduzieren kann, ohne dass dabei Information verloren geht. Dieses "Sensing"-Verfahren ist nicht-adaptiv, d.h. es soll für jeden dünn besetzten Vektor mit der gleichen Anzahl von null verschiedener Elemente gleichermaßen funktionieren und auch nicht während des Prozesses auf bereits berechnete Projektionen zurückgreifen. Zum anderen geht es um die Rekonstruktion des dünn besetzten Vektors aus diesen Projektionen, welche wesentlich weniger in der Zahl sind, als die Dimension des gesuchten Vektors. Das führt auf ein unterbestimmtes lineares Gleichungssystem, das zunächst unendlich viele Lösungen hat. Zusammen mit der Forderung der Dünnbesetztheit an die Lösung führt dies auf ein NP-schweres kombinatorisches Optimierungsproblem. Die Theorie von Compressed Sensing bietet nun Antworten auf die Fragen, wann dieses Problem l¨osbar ist und wie man es mit effizienten Verfahren der Optimierung praktisch lösen kann. Ziel dieser Arbeit ist es, einen einführenden Überblick in das Sparse Reconstruction Problem zu geben und eine Auswahl wichtiger theoretischer Resultate zu präsentieren. Dabei wird zum einen die konvexe Relaxation des NP-schweren Problems betrachtet, welche mit Methoden der konvexen Optimierung effizient gelöst werden kann. Zum anderen werden schnelle Approximationsverfahren betrachtet, welche das kombinatorische Problem direkt approximativ lösen. Dabei wird sich auf eine Auswahl beschränkt, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, da es kurz nach Etablierung der Theorie eine wahre Explosion an Veröffentlichungen auf diesem Gebiet gab. Dennoch werden die wichtigsten Resultate und Ansätze präsentiert und durch simulative Berechnungen bestätigt und illustriert, wobei die präsentierten Verfahren zum großen Teil selbst implementiert wurden.
Die Altersbestimmung von Blutspuren kann wichtige Hinweise zum Tathergang und dessen Rekonstruktion liefern. Gegenwärtige Methoden dafür sind oft aufwändig und teuer. In dieser Arbeit wird eine Laborstudie vorgestellt, welche die Grundlage für eine neue computergestützte Methodik bereitstellt. Dabei dienen die Konzentrationen verschiedener Blutbestandteile, die morphologischen Veränderungen und die variierenden Farbinformation der Blutspur über die Zeit als Datengrundlage. Der ermittlungsrelevante Alterungsprozess wurde in dieser Studie mittels mikroskopischer und spektroskopischer Aufnahmen untersucht. Die zeitkorrelierten Merkmalsänderungen sollen zukünftig für die computergestützte Auswertung einen sogenannten Featurevektor zur Verfügung stellen, der als Grundlage für einen Altersbestimmungsschlüssel dienen soll. Die Suche nach diesen Features ist Kern dieser Arbeit. Es konnte beobachtet werden, dass es in den ersten eineinhalb Stunden vor allem morphologische Veränderungen gibt. Danach tritt die Farbänderung des Blutes als entscheidendes Merkmal in den Vordergrund, die bis zu einem Zeitraum von mindestens 3 Wochen nachweißbar ist. Als bestgeeignetes Feature hat sich jedoch das Verhältnis der Hämoglobinderivate über die Zeit herausgestellt, dass in darauf aufbauenden Experimenten weiter untersucht werden soll. So kann die nach dem Zurücklassen eines Blutfleckes verstrichene Zeit schon vor Ort ohne die Hilfe von Labormaterial bestimmt werden.
There are a lot of people taking part in more than one competition. The competitions are also of a different kind. From local events with a small number of participants to international tournaments watched by many viewers. Naturally it becomes necessary a system to assess and compare the success in various competitions.
The existing ranking systems are usually specialized to fit their application area. More general ranking methods also exist. They can be applied to a wide spectrum of competition fields. However these ranking methods are still not universal and don't cover some important features of the competitions.
A totally new ranking system has been developed within the present master thesis. Its primary purpose is to evaluate and measure prestige gained by participants in competitions. The main contribution of the thesis consists of an original mathematical model that makes the ranking system unique.
The developed ranking system claims to be universal and interdisciplinary. It is based on the fundamental element that distinguishes the competition from the non-competition areas, namely standings that rank the participants according to their performance. The universality and the interdisciplinarity of the ranking system make available cross-disciplinary comparisons, which is usually very subjective and difficult for implementation.
The contribution of the master thesis extends beyond the theoretical area. A ranking software that fully implements this novel ranking system has been designed and developed. The software makes the practical benefits of the ranking system immediately available to potential application areas such as sports clubs and universities.
And finally, the developed ranking system offers a new viewpoint to the competitions – as a way of gaining prestige, rather than the traditional viewpoint of demonstrating mastery.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der hierarchischen Partitionierung von Hypergraphen, die im Prozess der Chipentwicklung durch Netzlisten einer integrierten Schaltung entstehen. Das Problem der Partitionierung ist dabei NP-schwer, sodass Heuristiken für die entsprechende Partitionierung verwendet werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Hypergraphen meist eine große Ordnung, mehr als 10^5 Knoten, aufweisen. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Modell für eine derartige Partitionierung zu erstellen, welches Resultate aus vorangegangenen Arbeiten berücksichtigt und die Platzierung der Elemente des integrierten Schaltkreises im Fokus hat. Des Weiteren wird die Tauglichkeit vorhandener Algorithmen auf die erwähnte Modellierung geprüft, weiter werden vorhandene Algorithmen modifiziert und eigene Algorithmen konzipiert. Dabei wird darauf geachtet, dass die Algorithmen auf Hypergraphen mit großer Ordnung anwendbar sind. Diese Algorithmen werden dazu auf Hypergraphen des Benchmarks "ISPD 05/06" angewandt.
Diese Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Knowledge Base für die Integration von biologischen Daten des Forschungsprojekts CyanoFactory. Ziel des Projekts ist die Verbesserung der Wasserstoffproduktion von Cyanobakterien, speziell vom Modellorganismus Synechocystis sp. PCC 6803. Als Basis für diese Knowledge Base soll ein Data Warehouse verwendet werden. Mehrere existierende Data Warehouse-Systeme für biologische Daten werden vorgestellt, evaluiert und eines für die Anforderungen von CyanoFactory angepasst.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Ising-Polynom, einem Graphenpolynom, das von einem physikalischen Modell abgeleitet ist. Es werden verschiedene Darstellungen des Polynoms, seine Beziehungen zu anderen Graphenpolynomen und in ihm enthaltene Grapheninvarianten vorgestellt. Weiter werden, insbesondere für spezielle Graphenklassen, Berechnungsmöglichkeiten beschrieben und der Rechenaufwand betrachtet.
Diese Masterarbeit befasst sich mit der Datenvisualisierung innerhalb der CyanoFactory Knowledge Base. Die CyanoFactory Knowledge Base ist dabei eine Webanwendung für die Speicherung, Verarbeitung und Visualisierung von Informationen bezüglich der Daten aus dem europäischen Forschungsprojekt CyanoFactory. Innerhalb der Arbeit wurden dabei die interaktiven Visualisierungen von Protein-Protein-Interaktionen und Protein-Chemikalien-Interaktionen des Modellorganismus Synechocystis sp. PCC 6803 umgesetzt und als Webtool in die CyanoFactory Knowledge Base integriert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde auch eine visuelle Ausgabe für Flux-Balance-Analysen erstellt. Neben der Visualisierung der Interaktionen innerhalb von Synechocystis sp. PCC 6803 wurde eine Analyse von dessen Protein-Interaktionsnetzwerk durchgeführt.