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The demand for explainable and transparent models increases with the continued success of reinforcement learning. In this article, we explore the potential of generating shallow decision trees (DTs) as simple and transparent surrogate models for opaque deep reinforcement learning (DRL) agents. We investigate three algorithms for generating training data for axis-parallel and oblique DTs with the help of DRL agents (“oracles”) and evaluate these methods on classic control problems from OpenAI Gym. The results show that one of our newly developed algorithms, the iterative training, outperforms traditional sampling algorithms, resulting in well-performing DTs that often even surpass the oracle from which they were trained. Even higher dimensional problems can be solved with surprisingly shallow DTs. We discuss the advantages and disadvantages of different sampling methods and insights into the decision-making process made possible by the transparent nature of DTs. Our work contributes to the development of not only powerful but also explainable RL agents and highlights the potential of DTs as a simple and effective alternative to complex DRL models.
Kategorisierung und Bewertung plattformübergreifender Ansätze für die Auswahl eines Frameworks
(2023)
Die plattformübergreifende Entwicklung ist eine populäre Art der Anwendungsentwicklung, die in der Forschung und Industrie immer weiter an Relevanz gewinnt. Dabei wird eine Codebasis geschrieben, die auf mehreren Betriebssystemen lauffähig ist. Das Ziel dieses Ansatzes ist es unter anderem, die Zeit- und Kosteneffizienz zu optimieren. Es gibt verschiedene Ansätze der plattformübergreifenden Entwicklung. Die einzelnen Frameworks lassen sich wiederum in diese Ansätze einteilen. Durch die steigende Akzeptanz dieser Art der Entwicklung herrscht eine zu große Auswahl an Frameworks, von denen jedes eigene Stärken und Schwächen aufweist. Dies ist ein Problem, da Entwickelnde keine Übersicht und Einordnung der Frameworks für ihre individuellen Bedürfnisse haben. Um diesem Problem entgegen zu wirken, wird in dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt, mit dem das passende Framework für die Rahmenbedingungen des jeweiligen Projekts ermittelt werden kann. Dazu werden die Frameworks Kotlin Multiplatform, Flutter, React Native und Vue.js, das zur Umsetzung einer PWA genutzt wird, für eine mobile Anwendung getestet, die auf Android und iOS Geräten laufen soll. Zusätzlich werden 44 Kriterien ermittelt, anhand derer die Frameworks bewertet werden. Mit dem resultierenden Verfahren kann sowohl eine objektive, als auch eine subjektive Auswertung der Frameworks erfolgen, um eine geeignete Auswahl zu treffen.
More and more often, spoken information must and should be available in written form. For this purpose, various transcription programs try to support the user with various conveniences when transcribing the source material. A variety of online services go one step further and provide a ready-to-use, automatically generated transcription for a fee. Since the fees can be very expensive for the individual user and the online services may not always be used for privacy reasons, the goal of this work is to implement an open offline alternative. This alternative should be an open source editor based on the open speech-to-text-engine DeepSpeech and should on one hand provide the user with an offline transcription and on the other hand support him in correcting it. To achieve this goal, first the traditional speech recognition and eventually DeepSpeech will be described. This is followed by the conception and implementation of the editor. Since this project is explicitly intended to be an open source project, the last part will take a closer look at the release.
Ziel dieser Diplomarbeit war die Neuentwicklung eines bereits bestehenden Softwareprodukts, welches in einem firmeneigenen Intranet als Backend-System zum Einsatz kommt. Es werden die Konzeptplanung, die verwendeten Technologien und die Phasen der Programmierung bis hin zur Einbindung ins System erläutert. Zur schnellen Orientierung, folgt zuerst eine kurze Kapitelübersicht.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es, eine Datenbankanwendung für eine öffentliche Stiftung aufzubauen, in der Projektideen erfasst und bewertet werden können. Da bei der Stiftung caesar die Anwendung Oracle Applications eingesetzt wird, werden für die Realisierung der Datenbankanwendung Oracle-Werkzeuge verwendet. Diese werden im Kapitel 5: Entwicklungswerkzeuge und Kapitel 6: Oracle Applications beschrieben.
Das Internet of Things (IoT) ist aktuell eines der trendgebenden Themen der Infor-mationstechnik. Dem Thema werden dabei viele Versprechungen, aber auch Erwar-tungen auf staatlicher, wirtschaftlicher und alltäglicher Ebene zugeordnet. Dabei besteht die Frage, was ist Hype und was ist Realität? Motivation und Zielsetzung dieser Arbeit ist es, dieses Thema zu untersuchen und Aspekte daraus in einem Smart Home System umzusetzen. Klare Zielsetzung ist die lauffähige Ver-sion eines Prototyps zu produzieren. Dieser soll den technischen Durchstich ver-schiedener Werkzeuge, Technologien und Services, als integratives Ziel dieser Arbeit, durchführen. Eine Verknüpfung mit realen Anwendungsfällen ist zur besse-ren Veranschaulichung wünschenswert, aber für die Zielerreichung nicht zwangsläu-fig erforderlich. Gleichzeitig soll der Prototyp ein stabiles Fundament für weitere Entwicklungen auf dessen Basis bereitstellen. Der Einsatz von Technologien im Be-ta-Stadium ist dadurch aber nicht ausgeschlossen, wie der Einsatz des aktuell noch in der Entwicklervorschau befindlichen Android Things zeigt.
Immer kürzer werdende Technologielebenszyklen, sich schnell ändernde gesetzliche Anforderungen und der ständig wachsende Wettbewerb führen dazu, dass Unternehmen dem Zwang unterliegen sich schnell auf diese veränderten äußeren Bedingungen anzupassen. Die Optimierung der eigenen Geschäftsprozesse ist diesbezüglich eine wesentliche Aufgabe, da diese so gestaltet werden müssen, dass Anpassungen möglichst schnell und minimal invasiv erfolgen können. Eine Optimierungsmöglichkeit ist Geschäftsprozesse mit Hilfe von Prozessbeschreibungssprachen wie BPEL (Business Process Execution Language) oder BPMN (Business Process Modelling Notation) automatisiert ablauffähig zu machen. Diese Automatisierung trägt zum einen dazu bei, dass Fach- und IT-Abteilung über das Gleiche nämlich über Geschäftsprozesse reden. Zum anderen hilft die Automatisierung dabei, klassische Probleme wie beispielweise Medienbrüche zu vermeiden. Eine Vollautomatisierung ist dabei jedoch meist nicht möglich und auch nicht sinnvoll, da es in Geschäftsprozessen Entscheidungen beziehungsweise Aufgaben gibt, welche das Eingreifen eines menschlichen Akteurs erfordern. Diesen Sachverhalt haben auch die Plattform-Hersteller erkannt und Möglichkeiten bereitgestellt, welche die Integration menschlicher Interaktion in einen automatisiert ablaufenden Prozess ermöglichen. Die Integration mit Hilfe so genannter Tasks, welche von einer Task-Engine erzeugt und Akteuren oder Gruppen von Akteuren zugeordnet werden. Diese Tasks können über eine Tasklist-oder Inbox-Applikation durch entsprechend berechtigte Benutzer bearbeitet werden. Solche Applikationen werden in der Regel von den Plattformherstellern zur Verfügung gestellt (z.B. Oracle Worklist Application oder Activiti Explorer), oder können über ein mitgeliefertes API (Application Programming Interface) individuell programmiert werden. Die APIs sind allerdings häufig proprietär und unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller. Für die Anwenderunternehmen heißt dies, dass entweder die mitgelieferte Anwendung verwendet oder eine eigene erstellt werden muss. Die erste Variante bringt das Problem mit sich, dass die mitgelieferten Anwendungen meist nicht ins Corporate Design passen und sich nicht ohne weiteres in bestehende Unternehmensportale, oder ähnliches einfügen lassen. Die zweite Variante ist aufwendig, da in der Regel nicht zu unterschätzende zeitliche und damit auch monetäre Aufwände anfallen. Zudem machen sich Anwenderunternehmen abhängig vom Hersteller der Workflow-Engine, weil ein Wechsel der verwendeten Plattform auch die Re-Implementierung der Inbox-Anwendung bedeutet. Zusammenfassend betrachtet bestehen im Bereich der menschlichen Interaktion also Probleme in den Bereichen Portabilität und Interoperabilität. Zudem entsteht eine enge Kopplung zwischen Task-Engine und den Inbox-Applikationen. Im Bereich der menschlichen Interaktion liegt bei der OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) seit einigen Jahren die WS-HT Spezifikation vor, welche eine standardisierte Integration menschlicher Interaktion in Service-orientierten Architekturen gewährleisten soll. Hierüber könnten die angesprochenen Probleme beseitigt werden. Problem dabei ist, dass die WS-HT Spezifikation von aktuellen Task-Engine Implementierungen nicht berücksichtigt wird. Um dennoch die bestehenden Probleme adressieren zu können, soll ein Adapterframework, basierend auf den Vorgaben der WS-HT Spezifikation definiert werden, konzipiert und implementiert werden, das die Funktionalitäten verschiedener Task-Engines über eine standardisierte Schnittstelle anbietet. Mit Hilfe diese Frameworks soll die enge Kopplung zwischen einer spezifischen Task-Engine und den Inbox-Applikationen aufgehoben werden.