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Maskenentwurf parametrisierbarer optoelektronischer Bauelemente einschließlich Entwurfsregelprüfung
(2017)
In diesem Projekt wird die Erstellung eines Satzes lithographischer Masken für die Halbleiterbearbeitung behandelt. Als Basis dient ein gut verstandenes Bauelement aus dem Bereich der Optoelektronik, eine Fotodiode. Diese wird im Rahmen des Diplomprojektes parametrisierbar entwickelt und entworfen sowie programmiert. Der Entwurf wird dann auf der Grundlage zu definierender Regeln einer Entwurfsregelprüfung unterzogen. Ziel dieser Arbeit ist es, die technologischen sowie funktionalen Regeln im Programm abzubilden.
In bioinformatics one important task is to distinguish between native and mirror protein models based on the structural information. This information can be obtained from the atomic coordinates of the protein backbone. This thesis tackles the problem of distinction of these conformations, looking at the statistics of the dihedral angles’ distribution regarding the protein backbone. This distribution is visualized in Ramachandran plots. By means of an interpretable machine learning classification method – Generalized Matrix Learning Vector Quantization – we are able to distinguish between native and mirror protein models with high accuracy. Further, the classifier model supplies supplementary information on the important distributional regions for distinction, like α-helices and β-strands.
The games industry has significantly grown over the last 30 years. Projects are getting bigger and more expensive, making it essential to plan, structure and track them more efficiently.
The growth of projects has increased the administrative workload for producers, project managers and leads, as they have to monitor and control the progress of the project in order to keep a permanent overview of the project. This is often accompanied by a lack of insight into the project and basic communication within the team. Therefore, the goal of this thesis is to enhance conventional project management methods with process structures that occur frequently in game development.
This thesis initially elaborates on what project management in the game industry actually is: Here, methods are considered, especially agile methods and progress tracking prac-tices, which were created for software development and have become a standard in game development. Subsequently, an example is used to demonstrate how process management can function within the development of video games. Based on this, the ideal is depicted, which is implemented and used in a tool at the German games studio KING Art GmbH. This ideal is compared with expert interviews in order to verify its gen-eral validity in the industry.
By integrating process structures, the administrative effort can be reduced, communica-tion within game development can be simplified, while the current project status can be permanently presented. This benefits both project management and leads, as well as the entire team. Further application tests of this theory would have to be organized to check scalability and to draw comparisons to other applications.
Brassica oleracea like all crucifers plants have a defense mechanism against natural enemies, which are chemical compounds formed form the enzymatic degradation of glucosinolates. In the presence of epithiospecifier proteins (ESP), the hydrolysis of glucosinolates will form epithionitriles or nitriles depending on the glucosinolate structure, This research proved that three predicted sequences (ESP) taken from NCBI database has a role in the enzymatic hydrolysis of glucosinolates in Brassica oleracea.
Diese Arbeit behandelt die Wirkungsweise von optischen Reizen in Videospielen, sowie deren Einfluss auf instinktive Handlungen von Spielern. Es soll dabei untersucht werden, ob sich diese Reize von elementaren Prinzipien erfolgreicher Level Design Ansätze ableiten lassen. Hierfür wird auf Grundlage einer umfassenden Recherche eine modulare Testkammer im Stil eines Puzzlespiels konzipiert und umgesetzt. Die Probanden werden bei der Lösung acht verschiedener Bereiche beobachtet und protokolliert sowie zu einzelnen Aspekten befragt. Bei der Auswertung dieser stellen sich Farbunterschiede und starke Farbkonstraste als wirksamste optische Reize heraus.
Für eine akkurate Analyse der Auswirkungen auf instinktive Handlungsmuster, sind umfangreichere Vor-Untersuchungen in Bereichen der Psychologie von Instinkten und visuellen Wahrnehmung notwendig.
Innerhalb dieser Arbeit wurde geprüft, ob die Sensorgröße einer digitalen Kamera einen Einfluss auf Umfang und Qualität von photogrammetrisch erstellter 3D Modelle besitzt. Konkret wurden die Kameras Lumix GC91-M und Nikon D7500 für diese Arbeit verwendet. Dafür wurden zwei verschiedene Versuchsaufbauten entworfen. Im ersten Versuchsaufbau wurde geprüft, wie zuverlässig die Wiedergabe von dreidimensionalen Objekten auf großflächigen Strukturen ist. Im zweiten Versuchsaufbau wurde die Wiedergabe von komplexen dreidimensionalen Strukturen überprüft. Mit der Software "Agisoft Metashape" wurden automatisiert 3D Modelle erstellt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Sensorgröße einen geringen Einfluss auf die Modelle besitzt. Dieser zeigt sich vor allem bei geringen Abständen (einen Meter) zu dem fotografierten Objekt.
The emerging Internet of Things (IoT) technology interconnects billions of embedded devices with each other. These embedded devices are internet-enabled, which collect, share, and analyze data without any human interventions. The integration of IoT technology into the human environment, such as industries, agriculture, and health sectors, is expected to improve the way of life and businesses. The emerging technology possesses challenges and numerous
security threats. On these grounds, it is a must to strengthen the security of IoT technology to avoid any compromise, which affects human life. In contrast to implementing traditional cryptosystems on IoT devices, an elliptic curve cryptosystem (ECC) is used to meet the limited resources of the devices. ECC is an elliptic curve-based public-key cryptography which provides equivalent security with shorter key size compared to other cryptosystems such as Rivest–Shamir–Adleman (RSA). The security of an ECC hinges on the hardness to solve the elliptic curve discrete logarithm problem (ECDLP). ECC is faster and easier to implement and also consumes less power and bandwidth. ECC is incorporated in internationally recognized standards for lightweight applications due to the
benefits ECC provides.
Die Digitalisierung überschreitet jedes Jahr neue Grenzen, besonders in Zeiten von Covid-19. Dadurch werden vermehrt Privatcomputer für die Arbeit genutzt und vice versa. Durch die Vermischung von Privat- und Unternehmensdaten gewinnen immer mehr Cyberkriminelle Zugang zu sensiblen Daten mit welchen sie Unternehmen und Privatpersonen angreifen könnten. Zusätzlich professionalisieren sich die Täter und verwenden sich stetig verbessernde Schadsoftwaren. Um mögliche Angriffsvektoren zu simulieren wird eine Testumgebung erstellt, zum Testen solcher Attacken. Diese Arbeit wird zur Erschaffung einer möglichst sicheren Arbeitsumgebung erstellt. Schlussendlich sollen mit dem Wissen von Angriffsvektoren Leser, Studierende und Fachpersonal weitergebildet werden.
Untersuchungen zu Chancen und Limits von Texture Maps im Umfeld der Entwicklung digitaler 3D Spiele
(2017)
Der Fortschritt in Computerhard- und software ermöglicht der Spieleindustrie, immer technisch versiertere digitale Spiele zu entwickeln. Besonders der Bereich des 3D und 2D Designs profitiert davon, obgleich immer noch Grenzen vorzufinden sind, welche in Hinsicht auf die Generierung von Game Assets zu berücksichtigen sind. Die vorliegende Arbeit untersucht dabei den aktuellen Forschungsstand und analysiert diesbezüglich Chancen und Limits sogenannter Texture Maps zur Erzeugung von Detail auf dreidimensionalen Objekten. Die Resultate dieser Untersuchung sollen am ausgewählten Beispiel der Videospielreihe Tomb Raider aufgezeigt werden.
Innerhalb dieser Bachelorarbeit werden Adaptive Musik, unterschiedliche Techniken der Videospielmusik und Elemente der Musiktheorie vorgestellt. Um die adaptiven und klanglichen Fähigkeiten der unterschiedlichen Techniken, welche sich während der Entwicklung der Videospiele etabliert haben, aufzuzeigen, wird final eine Übersicht darüber erstellt.
In the following study we evaluated capabilities of how a simple autoencoder can be used to trainGeneralized Learning Vector Quantization classifier. Specifically, we proved that the bottlenecks of an autoencoder serve as an "information filter" which tries to best represent the desired output in that particular layer in the statistical sense of mutual information.
Autoencoder model was trained for purely unsupervised task and leveraged the advantages by learning feature representations. As a result, the model got the significant value of the accuracy. Implementation and tuning of the model was carried out using Tensor Flow [1].
An extra study has been dedicated to improve traditional GLVQ algorithm taken from sklearn-lvg [2] using the bottleneck from an autoencoder.
The study has revealed potential of bottlenecks of an autoencoder as pre-processing tool in improving the accuracy of GLVQ. Specifically, the model was capable to identify 75% improvements of accuracy in GLVQ comparing to original one, which has about 62%. Consequently, the research exposed the need for further improvement of the model in the present problem case.
A Protein is a large molecule that consists of a vast number of atoms; one can only imagine the complexity of such a molecule. Protein is a series of amino acids that bind to each other to form specific sequences known as peptide chains. Proteins fold into three-dimensional conformations (or so-called protein’s native structure) to perform their functions. However, not every protein folds into a correct structure as a result of mutations occurring in their amino acid sequences. Consequently, this mutation causes many protein misfolding diseases. Protein folding is a severe problem in the biological field. Predicting changes in protein stability free energy in relation to the amino acid mutation (ΔΔG) aids to better comprehend the driving forces underlying how proteins fold to their native structures. Therefore, measuring the difference in Gibbs free energy provides more insight as to how protein folding occurs. Consequently, this knowledge might prove beneficial in designing new drugs to treat protein misfolding related diseases. The protein-energy profile aids in understanding the sequential, structural, and functional relationship, by assigning an energy profile to a protein structure. Additionally, measuring the changes in the protein-energy profile consequent to the mutation (ΔΔE) by using an approach derived from statistical physics will lead us to comprehend the protein structure thoroughly. In this work, we attempt to prove that ΔΔE values will be approximate to ΔΔG values, which can lead the future studies to consider that the energy profile is a good predictor of protein binding affinity as Gibbs free energy to solve the protein folding problem.
Probabilistic Micropayments
(2022)
Probabilistic micropayments are important cryptography research topics in electronic commerce. The Probabilistic micropayments have the potential to be researched in order to obtain efficient algorithms with low transaction costs and high speeding computer power. To delve into the topic, it is vital to scrutinize the cryptographic preliminaries such as hash functions and digital signatures. This thesis investigates the important probabilistic methods based on a centralized or decentralized network. Firstly, centralized networks such as lottery-based tickets, Payword, coin-flipping, and MR2 are described, and an approach based on blind signatures is also discussed. Then, decentralized network methods such as MICROPAY3, a transferable scheme on the blockchain network, along with an efficient model for cryptocurrencies, are explained. Then we compare the different probabilistic micropayment methods by improving their drawback with a new technique. To set the results from the theoretical analysis of different methods into some context, we analyze the attacks that reduce the security and, therefore, the system’s efficiency. Particularly, we discuss various methods for detecting double-spending and eclipse attacks occurrence
Digital data is rising day by day and so is the need for intelligent, automated data processing in daily life. In addition to this, in machine learning, a secure and accurate way to classify data is important. This holds utmost importance in certain fields, e.g. in medical data analysis. Moreover, in order to avoid severe consequences, the accuracy and reliability of the classification are equally important. So if the classification is not reliable, instead of accepting the wrongly classified data point, it is better to reject such a data point. This can be done with the help of some strategies by using them on top of a trained model or including them directly in the objective function of the desired training model. We discuss such strategies and analyze the results on data sets in this thesis.
Die hochschuleigene Veranstaltungsreihe beta (Base of Technology, Entertainment and Arts) ist eine studentisch organisierte Fachkonferenz, welche seit 2015 von den Medieninformatik-Studenten des fünften Semesters im Rahmen des Abschlussprojekts des Moduls Game Development organisiert wird. Begleitet durch einen vergleichsweise kurzen Projektzeitraum von ca. 5 Monaten und einem zu erwartenden kleinen Eventmanagement-Team stehen die verantwortlichen Organisatoren dabei in jedem Jahr vor der anspruchsvollen Aufgabe, neben vielen anderen Tätigkeitsfeldern seine Öffentlichkeitsarbeit zu leiten.
Der Fokus dieser Abschlussarbeit besteht darin, einen Leitfaden zu konzipieren, der zukünftige Eventmanagement-Teams in dieser Aufgabe unterstützt. Dabei erarbeitet der Verfasser wirtschaftsnahe Methoden zur Entwicklung einer Public-Relations-Strategie sowie konkrete Vorgehensweisen zur Vorbereitung, Durchführung sowie Nachbereitung der PR eines Events. Die Etablierung von strategischen Evaluationsplänen strebt die Möglichkeit zur effektiven (stark begrenzten) Ressourcenplanung an.
The application described in this thesis has been created, built and designed to help nurses or any medical personnel all around the world in being able to access a real-time database to store patient records like Patient Name, Patient ID, Patient Age and Date of Birth, and the Symptoms that the patient is experiencing. A real-time database is a live database where all changes made to it are reflected across all devices accessing it. This application will be beneficial especially in countries where access to a computer or medical equipment is not always possible. A phone is always ready use and at the reach of the hand, users of this application will always be able to access the data at any given time and place. We will be able to add a new patient or search for existing patients. In addition, this application allows us to take RAW medical images that can be used to identify anomalies in the blood sample. RAW images are important for this application because they’re uncompressed, which means, they do not lose any quality or details. The users of this application are the medical personnel that will be taking care of the patients. These users will have to create a profile on the database in order to use the application, since their data, like user ID, will be used in order to control the behaviour of the data retrieved and stored. We will also discuss the current and future features of this application, as well as, the benefits of this application when it comes to the medical personnel, as well as patients. Finally, we will also go
over the implementation of such application from a hardware perspective, as well as a software one.
Die ubiquitäre, anthropogene Ausbreitung von pharmazeutischen Substanzen in der Umwelt, stellt ein weitreichendes Problem für alle Lebewesen dar. Hormone, die auf unterschiedlichsten Wegen in den aquatischen Lebensraumgelangen, sind unter anderem verantwortlich für das Fischsterben. Da sich die Anwesenheit dieser Stoffe allgemein und besonders bei Hormonen in der Umwelt nur auf geringe Konzentrationen begrenzt und sie dabei dennoch ein großes Risiko darstellen, sind geeignete Methoden zum Nachweis und zur Entfernung dieser Stoffe aus dem aquatischen System notwendig. Diezbezüglich sollen bereits etablierte biosensorische Detektionsmethoden unter Einsatz von Aptameren untersucht werden, um niedermolekulare Substanzen zu detektieren. Das Zielmolekül stellt dabei das Hormon 17ß-Estradiol, dass auf der Beobachtungsliste der EU Wasserrahmenrichtlinie steht und zu welchem bereits spezifische Aptamere veröffentlich sind, dar.
Several algorithms have been proposed for the testing of series-parallel graphs in linear time. We give our alternate algorithms for testing series-parallel graphs, their tree decompositions, and the independence number when the input is undirected biconnected series-parallel graphs, which run (approximately) linearly in polynomial time.
Digitale 3D-Modelle finden zunehmend auch im Bereich der Kriminalistik Anwendung, da sie nicht nur zur dauerhaften Dokumentation eines Tatortes beitragen, sondern auch wertvolle Erkenntnisse hinsichtlich des Tatherganges liefern können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Überprüfung des Generierungsprozesses derartiger 3D-Modelle hinsichtlich der in der IT-Forensik geltenden Richtlinien für die Reproduzierbarkeit und Dokumentation. Diese Untersuchung ist von Bedeutung, da die digitale 3D Tatortrekonstruktion nicht nur für die Ermittler selbst Hinweise liefert, sondern auch vor Gericht maßgebliche Beweiskraft haben kann, insofern sie die Anforderungen erfüllt. Für die Überprüfung wurden die beiden Softwarelösungen Agisoft Metashape und Meshroom genutzt, um zahlreiche Modelle unterschiedlicher Parametersets zu generieren. Anschließend wurden die mit gleichen Ausgangsbedingungen generierten Modelle hinsichtlich ihrer Ähnlichkeit verglichen, um so die Reproduzierbarkeit zu untersuchen. Mithilfe der Handbücher wurden zudem die einzelnen Prozessschritte näher betrachtet und somit die Möglichkeiten der Dokumentation überprüft.