Fakultät 10 / Advanced Media Institute
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Gestaltung eines digitalen Assistenzsystemes zur Nutzung von Innovationsräumen. Digitale Assistenten werden bereits schon
seit längerer Zeit eingesetzt, beispielsweise in der Industrie 4.0 (vgl. Perevalova (2022). Innovation stellt derweilen eine Grundlage für wirtschaftlichen und unternehmerischen Erfolg dar (vgl. Schumpeter (1939) und wird durch Innovationsräume (vgl. Klooker u. a. (2019) und Innovationsprozesse wie dem Design Thinking unterstützt. Diese Prozesse werden dabei häufig von Innovation Coaches unterstützt. Der Ansatz des Innovationscoachings wurde von Albers u. a. (2016) beschrieben. Darauf aufbauend identifizierten Niever u. a. (2019) bereits zwölf Kernkompetenzen, die für einen Innovation Coach in Zukunft wichtig sein werden. Ein Problem, was sich dabei darstellt ist, dass diese Coaches häufig durch externe Moderatoren gestellt werden, welche ein Team nicht dauerhaft begleiten. Ohne die Coaches fehlt den Laien auf diesem Gebiet die nötige Methodenkompetenz, um eigenständig und methodisch Innovationen und Kreativität zu fördern. Diese Arbeit versucht daher, das Innovationscoaching mit einem digitalen Assistenten zu verbinden, um die eigenständige Nutzung von Innovationsräumen zu erleichtern und die Effizienz von Innovationsprozessen zu steigern. Dafür konnten zunächst durch die Auswertung von fünf Experteninterviews 63 Aufgaben eines Coaches und Aspekte des Systems identifiziert werden, die bei der Entwicklung eines Assistenzsystems bearbeitet werden sollten. Außerdem konnten 22 technische Kriterien formuliert werden, die bei der Auswahl einer geeigneten Technologie helfen können. Darüber hinaus wurden Lösungsmöglichkeiten für die wichtigsten Aufgaben eines Assistenzsystems aufgezeigt. Diese unterstreichen beispielweise die Relevanz der Forschungsfelder Indoor-Lokalisierung und künstliche Intelligenz. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen dazu beitragen, das Potenzial von digitalen Assistenzsystemen im Kontext von Innovationsprozessen zu verdeutlichen. Dies kann Unternehmen dabei unterstützen, Innovationsprozesse effizienter zu gestalten, unabhängig von Ressourcen oder Fachkräftemangel. In weiteren Forschungen könnte die konkrete Entwicklung des Assistenzsystems fortgeführt werden. Dabei könnte der Fokus auf die Aspekte eines hybriden Meetings gelegt werden oder darauf, wie ein mobiles Assistenzsystem gestaltet werden kann, das in verschiedene Räume mitgenommen werden kann.
Aufgrund der voranschreitenden Digitalisierung sind neue Geschäftsmodelle entstanden, wozu unter anderem der Online-Handel (Electronic Commerce, E-Commerce) gehört. Dieser bietet Flexibilität beim Einkaufen, die verschiedenen Benutzergruppen zugutekommt. Dazu gehören auch Personen mit einer Sehbehinderung oder Erblindung. Allerdings existieren noch einige Hindernisse bzw. Barrieren im Online-Handel, die zu einer negativen Benutzerfreundlichkeit (User Experience, UX) und einer Benachteiligung der genannten Benutzergruppe führen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher die Untersuchung der digitalen Inklusion von sehbehinderten und blinden Personen im E-Commerce. Anhand einer ausführlichen Literaturrecherche und 16 halbstrukturierten Interviews mit der Zielgruppe wurden bestehende Barrieren im E-Commerce sowie Verbesserungsmöglichkeiten zur Schaffung eines barrierefreien Online-Handels gesammelt. Durch die Analyse eines Fallbeispiels wurden negative Implementierungen veranschaulicht und anhand der zuvor gesammelten Erkenntnisse beseitigt. Dadurch wurde aufgezeigt, wie ein barrierefreies User-Experience-Design für sehbehinderte und blinde Personen im E-Commerce geschaffen werden kann.
In der Arbeit stellte sich heraus, dass viele vorhandene Barrieren im E-Commerce erst durch die Interviews identifiziert werden konnten. Dadurch zeigt sich, dass eine Auseinandersetzung mit der Zielgruppe und eine Einbindung dieser in die Gestaltung und Evaluation von hoher Relevanz ist. Dies gewährleistet, dass Barrieren vermieden oder rechtzeitig entdeckt werden können und das System, Produkt oder die Dienstleistung den Anforderungen der Zielgruppe entspricht. Die Arbeit stellt somit ein erstes Konzept zur Schaffung eines barrierefreien UX-Designs im E-Commerce da. Um die Qualität der Ergebnisse je- doch überprüfen zu können, sind weitere Forschungen notwendig, die sich mit weiteren Benutzerbefragungen und Evaluationen der Verbesserungsmöglichkeiten beschäftigen.
Bei der Interaktion mit technischen und sozialen Systemen treten für Menschen mit und ohne Beeinträchtigungen Barrieren auf. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Identifikation dieser Barrieren. Dabei wird der wissenschaftliche Diskurs über die Ursachen von Barrieren als ein mehrdimensionales Handlungsfeld betrachtet. Der Bezug zur Mensch-Computer-Interaktion wird hergestellt und Philosophien zur Umsetzung von Barrierefreiheit im Gestaltungsprozess werden erläutert. Es wird ein grundlegender Vergleich von Barrierefreiheit und Usability gezogen. Der objekt- und subjektbasierte Ansatz zur Identifizierung von Barrieren wird ebenfalls vorgestellt.
Die gewonnenen Erkenntnisse werden im Kontext des ehrenamtlichen Musikvereins Junges Musical Leverkusen e. V. praktisch umgesetzt. Für den Kooperationspartner wird der Service rund um ein Ticketverkaufssystem auf mögliche Barrieren untersucht. Dazu wird die Domäne analytisch dargestellt und anschließend empirisch untersucht. Es werden Interviews mit fünf Personen mit unterschiedlichen Beeinträchtigungen geführt. Aus den daraus resultierenden identifizierten Barrieren werden Gestaltungsempfehlungen abgeleitet und deren Nutzen für den:die Benutzer:in und Umsetzbarkeit für den Kooperationspartner diskutiert.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu beantworten, wie Lehrmethoden durch die Anwendung von Gamification und Nudging verbessert werden können, um so die Motivation der Lernenden und die Anwendbarkeit der Lehrmethoden zu verbessern.
Dazu wird der Einfluss von Gamification auf die menschliche Motivation anhand von etablierten Literaturquellen analysiert.
Weiterführend erfolgt die Betrachtung der menschlichen Fehlbarkeiten und dem damit verbundenen Einsatz von Nudging zur Etablierung eines intendierten normativen Verhaltens.
Aufbauend auf dem Behavior Modell von B. J. Fogg wird im Anschluss daran ein einheitliches Vorgehen in Form eines Canvas entwickelt und beschrieben. Dieses bezieht sowohl den Kontext einer Lehrmethode als auch das aktuelle sowie das intendierte Verhalten einer fest definierten Zielgruppe ein. Ausgehend von dieser Grundlage können mögliche Ansätze für Befähigungen und Motivationen identifiziert und daraus resultierend geeignete Nudging- und Gamification-Ideen im Brainstorming-Verfahren generiert werden.
Die Nutzbarkeit des Canvas wird abschließend anhand von vier exemplarisch ausgewählten Lehrmethoden dargestellt, untersucht und die Ergebnisse reflektiert.
Dabei kann eine schnelle Identifizierung von Nudging- und Gamification-Ideen bezogen auf die betrachteten Lehrmethoden beobachtet werden.
Die Qualität der Ergebnisse gilt es jedoch noch in einer darauf aufbauenden Evaluation zu ermitteln.
In dieser Arbeit wird ein Vorgehensmodell entwickelt um eine Taxonomie für Spielmechaniken aufzubauen. Hierfür werden zwei Vorgehensmodelle miteinander verbunden: eines, das die Extraktion von Spielmechaniken aus Gesellschaftsspielen in verschiedenen Strategien ermöglicht sowie ein weiteres, das ein standardisiertes Vorgehen beschreibt, wie eine Taxonomie aufgebaut werden kann.
Innerhalb des Vorgehensmodell zum Taxonomieaufbau werden die Strategien zur Extraktion von Spielmechaniken zum Aufbau des Domänenverständnisses genutzt. Davon ausgehend werden Kategorien abstrahiert, welche im Nachgang verfeinert und zueinander in Bezug gesetzt werden. Anschließend werden die zusätzlich extrahierten Spielmechaniken in die neu aufgestellte Struktur anhand der identifizierten Kriterien integriert und auf Kohärenz geprüft.
Bevor mit der Entwicklung eines interaktiven Systems begonnen werden kann, müssen mehrere Technologieentscheidungen getroffen werden. In der Web-Frontend-Entwicklung wird durch die steigende Diversität von standardisierten Technologien und Drittanbieter-Frameworks bzw. Libraries diese Entscheidung erschwert. Für den Kooperationspartner Junges Musical Leverkusen e. V. ist es besonders wichtig, langlebige Software zu entwickeln. Der ehrenamtlich-arbeitende Verein hat eine geringe Ressourcenverfügbarkeit, um Entwicklungsprojekte kontinuierlich zu pflegen. Für ein Ticketverkaufssystem soll nun eine langlebige Technologieentscheidung getroffen werden.
In dieser Arbeit wird der Web Components Standard vorgestellt und auf seine Langlebigkeit untersucht. Dazu werden Standards im Web im Allgemeinen vorgestellt. Unterschiedliche Entscheidungsorgane und Standardisierungsprozesse werden erläutert. Um eine Aussage über die Lebenszeit von Standards in Web Browsern zu treffen, wird ein Paper des Google-Chrome-Teams vorgestellt, aus dem geschlossen werden kann, dass keine allgemeingültige Vorhersage über den Zeitpunkt des Verfalls von Standards getroffen werden kann. Dennoch werden Web Standards in Abhängigkeit von ihrer Verwendung im Web, Sicherheitsproblemen und anderen Faktoren als veraltet markiert.
Der komponenten-getriebene Ansatz von Software-Entwicklung wird vorgestellt, um Web Components im Kontext der Softwareentwicklung zu verstehen. Die Spezifikationen der Webtechnologien für den Web Components Standard werden im Detail vorgestellt, um im weiteren Verlauf der Arbeit Grenzen des Standards zu erörtern. Des Weiteren wird eine Auswahl von Drittanbieter-Frameworks nach einer gekürzten Liste von Metriken verglichen. Konzepte und Prinzipien dieser Frameworks werden erläutert.
Es werden allgemeingültige Konzepte und Prinzipien vorgestellt, die das Thema der Langlebigkeit von Software adressieren. Hierzu zählen Test-Driven Development und Coding Style. Der Diskurs um diese Konzepte wird angerissen. Als Konzept für die Langlebigkeit von Web-Frontendprojekten wird die Bewegung Lean Web vorgestellt.
Es wird damit abgeschlossen, dass die Verwendung des Web Component Standard diskutiert wird. Die Konzepte aus den untersuchten Frameworks und die Prinzipien zur Erreichung einer Langlebigkeit von Software werden in die Diskussion eingebracht. Es wird überprüft, inwieweit eine Bewertung des Standards möglich ist und ob dem Kooperationspartner die Verwendung der Technologie zu empfehlen ist.
Design Patterns im Kontext von mHealth-Anwendungen unter besonderer Berücksichtigung von Privacy
(2021)
Gesundheitsapps bzw. mHealth-Apps werden immer häufiger verwendet, um die Gesundheit aufrechtzuerhalten oder das eigene Gesundheitsverhalten zu verbessern. Vor allem die Corona-Pandemie im Jahr 2020 und die damit einhergehenden Kontaktbeschränkungen führten zu einem Anstieg der Nutzerzahlen. Für diese Forschungsarbeit sind Lifestyle-Apps von besonderem Interesse, da sich diese im Gegensatz zu anderen Arten von mHealth-Apps an Konsumenten als Zielgruppe richten.
Zunächst werden Design-Methoden ermittelt, die bei der Gestaltung von mHealth-Lösungen zum Einsatz kommen. Dabei liegt der Fokus auf Persuasive Technology, die darauf abzielt, Verhaltensweisen des Nutzers zu verändern. Es wird geklärt, auf welchen theoretischen Modellen solche Systeme basieren und mit welchen Vorteilen und Risiken die Nutzung von mHealth-Anwendungen verbunden ist. Die in Persuasive Technology vorkommenden Design-Methoden werden kritisch betrachtet, indem überprüft wird, ob mithilfe von Dark Patterns Schwachstellen der menschlichen kognitiven Fähigkeiten und Verhaltensweisen ausgenutzt werden können und ob es dadurch zur Verletzung der Privatsphäre oder zu einer Gefährdung des seelischen Wohlbefinden des Nutzers kommen kann.
Im empirischen Teil wird eine Umfrage durchgeführt, in der Probanden zu der Nutzung von bestimmten mHealth-Apps und dem Abbruch der Nutzung befragt werden. Bei der Umfrage wird ebenfalls erhoben, ob die Nutzung einen positiven oder negativen Eindruck auf mHealth hinterlassen hat und ob sich der Umgang der persönlichen Daten nach der Nutzung verändert hat.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit besteht in der Konzeption und Umsetzung eines CSS-Frameworks auf der Basis von Disneys zwölf Prinzipien der Animation. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Welche Relevanz haben Disneys zwölf Prinzipien der Animation im Kontext von UI-Animationen und wie lassen sie sich auf Elemente im Bereich Web umsetzen? Um diese Forschungsfrage zu beantworten, wurden die Prinzipien analysiert und in einem UI/UX-Kontext betrachtet. Dabei wurden potenzielle Einsatzmöglichkeiten für die Verwendung der Prinzipien und deren mögliche Auswirkungen auf die User Experience beschrieben. Um zu demonstrieren, wie eine Umsetzung der Prinzipien für gängigeElemente im Web aussehen könnte, wurde die Konzeption und Implementierung eines CSS-Frameworks durchgeführt. Dabei konnte festgestellt werden, welche Prinzipien für UI-Animationen geeignet oder ungeeignet sind und wie diese mithilfe von CSS und JavaScript implementiert werden köonnen. Schlagwörter: Animation, User Experience, Design, Web Development
Bildkompositionen können nach bestimmten Aspekten gestaltet werden und dadurch als Ausdrucksmittel fungieren. Dadurch können Bilder den Kontext einer Handlung visuell unterstützen und dem Zuschauer nonverbale Botschaften vermitteln. Infolgedessen beschäftigt sich diese Arbeit mit der Bildkomposition als filmisches Ausdrucksmittel. Das Ziel dieser Arbeit liegt darin, verschiedene Aspekte der Bildgestaltung zu untersuchen. Dabei sollen die Funktionsweisen der jeweiligen Aspekte erklärt und eine mögliche Begründung für die Wirkungsweise erörtert werden. Zusätzlich sollen mögliche unkonventionelle Anwendungen, in dieser Arbeit Regelbrüche genannt, identifiziert und die resultierende Effekte dargestellt werden.
Zu Beginn dieser Arbeit soll ein allgemeines Verständnis für die Bildkomposition geschaffen werden, sodass diese zunächst definiert und von anderen Themen abgegrenzt wird. Anschließend werden technische sowie künstlerische Aspekte der Bildgestaltung im Einzelnen thematisiert, die in den folgenden Unterkapiteln jeweils in ihrer Funktionsweise erklärt werden. Zusätzlich wird jeweils eine mögliche Begründung für die Wirkungsweise und einen Regelbruch genannt. Sowohl die konventionellen Anwendungen als auch die Regelbrüche werden mit Beispielen belegt. Danach werden selbstständig durchgeführte Experteninterviews mit professionellen Kameramännern berichtet, um die Anwendung von Bildkompositionen in der Praxis zu überprüfen.
Die Aspekte der Bildgestaltung haben jeweils eigene Funktionsweisen und Ziele. Dennoch liegt das das gemeinsame übergeordnete Ziel in der Lenkung der Aufmerksamkeit des Zuschauers und die Unterstützung des inhaltlichen Kontextes ist. Für eine erfolgreiche Wirkung beim Zuschauer greifen die Aspekte auf den menschlichen Erfahrungsschatz, Muster aus der Natur oder Wahrnehmungsprinzipien zurück. Regelbrüche gelten grundsätzlich als eigenständige Gestaltungsmöglichkeiten, welche aufgrund ihrer visuellen Seltenheit besonders markant sind und den Kontext entsprechend betonen.
Insgesamt konnte das Ziel der vorliegenden Arbeit erreicht werden, indem verschiedene Aspekte der Bildkomposition untersucht wurden. Diese Aspekte können einen hilfreichen Beitrag zur Gestaltung von Bildkompositionen leisten. Eine absolute Wirkung auf den Zuschauer kann jedoch nicht gewährleistet werden, da diese stark vom Kontext der Handlung sowie dem Zuschauer selbst abhängt. Deshalb müssen die Aspekte der Bildgestaltung bei jeder Anwendung detailliert geplant und auf den Kontext angepasst werden, um als Ausdrucksmittel fungieren zu können.
Immer mehr Mobile Augmented Reality Spiele werden entwickelt und gewinnen zunehmend an Beliebtheit. Zugleich können Smartphones überall und zu jeder Zeit für Mobiles Lernen genutzt werden. Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit einem auf Mobile Augmented Reality basierenden Serious Game.
Serious Games werden eingesetzt, um Fähigkeiten zu trainieren, Wissen anzueignen oder Einstellungen des Spielers zu ändern. Dabei lernen die Spieler in der Spielwelt Inhalte, die sie in die Realität übertragen und anwenden können. Es wird folgende Forschungsfrage beantwortet: Wie wird der Wissenserwerb eines Serious Game durch den Einsatz von Mobile Augmented Reality beeinflusst. Zum einen werden Theorien über das Lernen durch Serious Games und zum anderen Theorien über Lernen mit Augmented Reality anhand einer Literaturarbeit untersucht und kritisch eingeordnet. Der Vergleich dieser Theorien dient der Identifizierung von wichtigen Elementen für Augmented Reality Serious Games. Dazu wird das Potenzial von Mobile Augmented Reality anhand ihrer Vor- und Nachteile aufgezeigt. Die Ergebnisse dienen einem weiteren Modell, welches die Auswirkungen der Serious Game Elemente und Augmented Reality Elemente auf den Spieler verknüpft. Ebenso werden spezifische Merkmale über den Spieler und dem Kontext des Spiels identifiziert.
Im Anschluss an die Darstellung der einzelnen Serious Games und Mobile Augmented Reality Elemente wird ein Spiel über den Ausbruch des Virus COVID-19 entwickelt. Es werden Informationen über die Pandemie und die gesetzlich vorgeschriebenen Schutzmaßnahmen integriert.
Es wird deutlich, dass sich die Elemente auf den Spieler und sein Spielerlebnis auswirken, als auch einen Einfluss auf den Lerneffekt haben. Dennoch kann nicht einzeln begründet werden, für welchen Zweck bestimmte Elemente eingesetzt werden müssen. Es werden die Bedingungen zusammengefasst, die sich individuell auf das Spielerlebnis und den Lerneffekt auswirken.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich im übergeordneten Kontext mit den Bounding Volume Hierarchies zur Veinfachung des Intersection Testings beim Raytracing. Die derzeitige Problematik besteht vor allem in der immer noch zu optimierenden Laufzeit. Dementsprechend wird trotz der bereits bestehenden Beschleunigungsdatenstrukturen wie unter anderem der Bounding Volume Hierarchy versucht, effizientere Strukturen oder Erstellungsprozeduren zu entwickeln. Für die Bounding Volume Hierarchy bedeutet dies, dass vor allem hinsichtlich verschiedener Splitting-Methoden und Möglichkeiten für die Baumoptimierung geforscht wird. Explizit wird daher innerhalb dieser Arbeit untersucht, wie die Bounding Volume Hierarchy durch die Verwendung der Hauptkomponentenanalyse bei der Erstellung optimiert werden kann und wie effizient der daraus resultierende Ansatz gegenüber der klassischen Bounding Volume Hierarchy sowie deren Splitting-Methoden ist. Eine Evaluation anhand 12 verschiedener Szenen zeigte, dass der vorliegende Ansatz unter Verwendung der SAH-Methode wie auch mit der Middle-Methode 17.70% respektive 13.14% geringere Renderlaufzeiten als der distanzbasierte Ansatz aufweist. Des Weiteren konnte mittels der kombinierten Verwendung aus klassischer SAH-Methode und PCA-basierter SAH-Methode eine weitere Verbesserung um 6.65% gegenüber der SAH-Methode der PCA-BVH erreicht werden.
Das Suchen ist eine der, wenn nicht die am häufigsten durchgeführte Tätigkeit im Internet. Täglich werden Suchmaschinen mit Problemen aus aller Welt und aller Domänen befragt, in der Hoffnung, dass das Internet eine Lösung bereitstellt. Neben dem Web der Dokumente, welches überwiegend die großen Suchmaschinenhersteller wie Google und Microsoft durchsuchen, existiert auch das weniger bekannte Web der Daten. In diesem Teil des Internets werden Daten, keine Dokumente, in einem festen Format kodiert.
Dadurch soll die Möglichkeit geschaffen werden, dass nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen, diese Daten verarbeiten können. Die Daten enthalten untereinander Verlinkungen, weswegen man auch von Linked Data spricht. Mit der vom W3C standardisierten Abfragesprache SPARQL ist es möglich, diese Daten nach selbst definierten Kriterien abzufragen.
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer SPARQL Abfrage zur Ermittlung von Sehenswürdigkeiten in Köln. Anhand dieses Anwendungsbeispiels soll beschrieben werden, inwieweit Linked Data in der Lage ist, mit Problemen und Fragestellungen des Alltags umzugehen. Es wird sich zeigen, dass es grundsätzlich möglich ist, derartige Anwendungsszenarien mit Linked Data zu lösen. Ein umfassendes Suchergebnis, welches beispielsweise Reiseführer geben, konnte jedoch nicht erzielt werden. Grund dafür sind hauptsächlich, wie in dieser Arbeit dargelegt wird, inkonsistente Daten. Um diese Beobachtung aufstellen zu können, wurden präzisere Suchkriterien für Sehenswürdigkeiten spezifiziert.Weitere Auffälligkeiten, die während der Entwicklung bemerkt wurden, wurden entsprechend dokumentiert.
In den letzten Jahren haben sich die öffentlichen Verwaltungen in Deutschland im Zuge von „Open Government” immer weiter gegenüber den Bürgern geöffnet. Durch die Digitalisierung bieten sich vielfältige Möglichkeiten, wie Kommunen ihr Handeln transparent gestalten und gleichzeitig Bürger dazu ermächtigen, sich an politischen Problemlösungsprozessen zu beteiligen. Die fortschreitende Vernetzung der Menschen und das größer werdende Angebot an Daten, mit denen die Verwaltung arbeitet, führt zu großen Herausforderungen und Fragen, zur zukünftigen Politik auf kommunaler Ebene. Aus diesem Grund untersucht diese Thesis die aktuellen Internetkonzepte ausgewählter Kommunen hinsichtlich der Frage, wie die Prinzipien von Open Government bisher umgesetzt wurden. Durch die allgemeine Forschung auf dem Gebiet des Crowdsourcings, der Analyse von Studien und der Durchführung von Interviews mit Experten werden zusätzliche Erkenntnisse gewonnen. Das Ergebnis zeigt, dass die Kommunen sich noch am Anfang der Nutzung digitaler Bürgerbeteiligung stehen. Sowohl die Initiierung von Kollaborationsmodellen findet bislang nur in geringem Maße statt, als auch der Umgang mit offenen Daten, die von der Verwaltung erhoben werden ist wenig erfolgsversprechend: Der eingeschränkte Zugang für eine breite Zielgruppe sowie die fehlende Nutzung der Daten zu Auswertungszwecken sind Beispiele dafür. Zur Adressierung dieser Herausforderungen wurde ein Framework entwickelt, das seinen Schwerpunkt auf die Interaktion zwischen Bürger und Kommune bei der Entwicklung von Lösungen zu öffentlichen Problemen legt. Dadurch soll einerseits alle möglichen Formen der Interaktion zwischen den beiden Akteuren gefördert und andererseits der Wert von offenen Daten als Kommunikationsgrundlage hervorgehoben werden.
Diese Bachelorarbeit "CloudRun - Analyse und Erweiterung" von Andreas Pahlen behandelt die Analyse der Software "CloudRun" sowie dessen Einbindung in eine Programmiersprache am Beispiel von Python.
Ziel der Analyse ist Herauszufinden, ob und in welchem Maße sich CloudRun für den produktiven Einsatz eignet, bzw. welche Änderungen nötig sind um einen sicheren und effizienten Einsatz zu ermöglichen.
Die Einbindung CloudRuns in die Programmiersprache Python dient als Beispielund Referenz zur Erstellung weiterer Frameworks und ermöglicht zugleich den Einsatz eines CloudRun-Servers für produktive Zwecke.
Zentraler Punkt der Verkehrsproblematik ist die hohe Staubelastung, vor allem im Berufsverkehr. Diese Situation ließe sich durch eine Erhöhung des Besetzungsgrades pro PKW verbessern. Eine Vielzahl der Pendler fährt alleine, obwohl besonders in diesem Kontext viele Personen regelmäßig denselben oder einen ähnlichen Weg fahren und dadurch Fahrgemeinschaften möglich wären. Zur Lösung dieser Problematik wird ein persuasive System namens Route Match zur Unterstützung der Bildung von Fahrgemeinschaften geplant. Im Laufe des Dokumentes werden eine Literaturrecherche, eine Kontextanalyse, zwei empirische Erhebungen und eine Anforderungsspezifizierung für Route Match durchgeführt. Darauf aufbauend wird ein sutainability analysis Framework angewendet und erste Prototypen erstellt. Das Ergebnis sind 138 Requirements, Qualitätsanforderungen und einige Protoypen. Route Match ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit den Autoverkehr zu reduzieren und dadurch die Umwelt positiv zu beeinflussen. Die meisten anderen Ansätze beruhen auf der Entwicklung von neuen Transportmitteln oder dem Ausbau der öffentlichen Verkehrsnetze und des Straßennetzes.
Um einen zuverlässigen kontext-sensitiven Sicherheitsdienst bereitzustellen, ist die Vollständigkeit des zur Bewertung genutzten Sicherheitskontextes von wesentlicher Bedeutung. Der Anwendungskontext leistet dazu einen fundamentalen Beitrag. Aufgrund der fehlenden Interpretationslogik ist allerdings der Anwendungskontext von aussen nicht ermittelbar. Die Integration einer den Sicherheitsdienst unterstützenden Komponente in die Anwendung schafft hierzu auf zweierlei Weise Abhilfe. Sie stellt Anwendungskontextinformationen zur Verfügung und gewährleistet effektiv eine kontext-sensitive Sicherheitsadaption.
Bei der Zusammenarbeit zwischen Menschen kommt immer häufiger auch unterstützende Software zum Einsatz. Diese Kollaborationswerkzeuge werden oftmals in Form von Webapplikationen im Browser realisiert. Webapplikationen bieten entscheidende Vorteile, darunter eine einfache Einrichtung und kaum notwendige Konfiguration. Sie müssen nicht fest auf dem System eines Nutzers installiert werden und haben daher eine niedrigere Einstiegshürde, was vor allem bei spontaner Zusammenarbeit wichtig ist. Gleichzeitig stehen viele Menschen Webapplikationen kritisch gegenüber, vor allem weil bei ihrer Nutzung Daten auf zentralen Servern verarbeitet und gespeichert werden, die in der Regel nicht unter der Kontrolle des Nutzers stehen.
Neue Webtechnologien, wie WebRTC und IndexedDB, ermöglichen es Webapplikationen, Daten über eine direkte Verbindung untereinander auszutauschen und lokal zu speichern. Daraus ergibt sich das Potential, die Abhängigkeit von zentralen Servern zu reduzieren und somit einige Nachteile von Webapplikationen aufzuheben. Die vorliegende Arbeit untersucht die Machbarkeit von Kollaborationsanwendungen für die lokale Zusammenarbeit auf der Grundlage dieser neuen Webtechnologien. Basierend auf vorher in einer Kontextanalyse erhobenen Kriterien, wird eine Softwarearchitektur für eine Kollaborationsplattform im Webbrowser entworfen, die in weiten Teilen auf zentrale Infrastruktur verzichten kann. Anhand einer prototypischen Implementierung dieser Architektur wird ein Nachweis für die generelle Machbarkeit des Konzepts erbracht und es werden Herausforderungen bei dessen Realisierung identifiziert.
Das Internet birgt schier endlose Informationen. Ein zentrales Problem besteht heutzutage darin diese auch zugänglich zu machen. Es ist ein fundamentales Domänenwissen erforderlich, um in einer Volltextsuche die korrekten Suchanfragen zu formulieren. Das ist jedoch oftmals nicht vorhanden, so dass viel Zeit aufgewandt werden muss, um einen Überblick des behandelten Themas zu erhalten. In solchen Situationen findet sich ein Nutzer in einem explorativen Suchvorgang, in dem er sich schrittweise an ein Thema heranarbeiten muss.
Für die Organisation von Daten werden mittlerweile ganz selbstverständlich Verfahren des Machine Learnings verwendet. In den meisten Fällen bleiben sie allerdings für den Anwender unsichtbar.
Die interaktive Verwendung in explorativen Suchprozessen könnte die menschliche Urteilskraft enger mit der maschinellen Verarbeitung großer Datenmengen verbinden.
Topic Models sind ebensolche Verfahren. Sie finden in einem Textkorpus verborgene Themen, die sich relativ gut von Menschen interpretieren lassen und sind daher vielversprechend für die Anwendung in explorativen Suchprozessen. Nutzer können damit beim Verstehen unbekannter Quellen unterstützt werden.
Bei der Betrachtung entsprechender Forschungsarbeiten fiel auf, dass Topic Models vorwiegend zur Erzeugung statischer Visualisierungen verwendet werden. Das Sensemaking ist ein wesentlicher Bestandteil der explorativen Suche und wird dennoch nur in sehr geringem Umfang genutzt, um algorithmische Neuerungen zu begründen und in einen umfassenden Kontext zu setzen. Daraus leitet sich die Vermutung ab, dass die Verwendung von Modellen des Sensemakings und die nutzerzentrierte Konzeption von explorativen Suchen, neue Funktionen für die Interaktion mit Topic Models hervorbringen und einen Kontext für entsprechende Forschungsarbeiten bieten können.
Ein Problem unserer heutigen Informationsgesellschaft ist, dass Ärzte neuen technischen Systemen immer mit großem Argwohn begegnen und dies nicht zu unrecht. Denn immer wieder wird unser Vertrauen in Systeme durch große Missbrauchsskandale erschüttert. Doch sind technische Systeme wie medizinische Semantic Web Anwendungen ein nächster Schritt zu einer verbesserten medizinischen Versorgung.
Deshalb ist das Ziel dieser Arbeit für medizinische Semantic Web Anwendungen Ansätze für Normen und Architekturen zur Schaffung von Vertrauen zu finden. Hierzu wird erst das Vertrauen aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet und danach medizinische Semantic Web Anwendungen als sozio-technisches System. Dazu wird der der soziale Kontext des deutschen Gesundheitswesens betrachtet. Zusätzlich wird untersucht wie ein technisches System diesen Kontext verändern könnte.
Aus diesen drei Kategorien werden Normen definiert. Auf diesen Normen aufbauend werden Ansätze für Architekturen formuliert, welche das Vertrauen steigern sollen. Dazu werden schon vorhandene medizinische Ontologien beleuchtet, um den Ansätzen eine Basis zu geben.
Diese Ansätze für Architekturen werden als einzelne Bausteine zu einem größeren Ansatz zusammengefügt. Zuerst wird dieser größere Zusammenhang vorgestellt und danach werden einige Bausteine im Folgenden weiter beschrieben. Unter diese Bausteine fallen Kontrollinstanzen und deren Services sowie Zertifizierungsstellen mit unterschiedlichen Arten von Zertifikaten. Die meisten dieser Bausteine
sind jedoch Agenten mit den verschiedensten Aufgaben, auf welche genauer eingegangen wird. Die Qualität der Ontologien sollen diese einerseits als wichtigen Aspekt des Vertrauens verbessern und überwachen. Andererseits dienen weitere Agenten wiederum der Kommunikation untereinander oder der üblichen Akquisition von Informationen.
DesWeiteren bauen diese Agenten ein Vertrauensnetzwerk untereinander auf. Das Vertrauen zu anderen Agenten wird dabei mit unterschiedlichen Attributen dargestellt und liegt dezentral bei jedem Agenten oder kann ebenfalls von zentralen Services erfragt werden. Ein Austausch der Informationen unter den Agenten ist ebenso möglich. Diese Architektur mit einer Vielzahl von Agenten und das daraus
resultierende Vertrauensnetzwerk soll schließlich ein grundlegendes Vertrauen schaffen, auf welchem medizinische Semantic Web Anwendungen aufbauen können.
CAPTCHAs (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart), auch HIPs (Human Interaction Proof) genannt, sind weit verbreitete Sicherheitsmaßnahmen im World Wide Web, die Online-Dienste vor dem Missbrauch durch automatisierte Programme schützen sollen. Dazu werden die Benutzer aufge-fordert, eine Aufgabe zu lösen, welche von Computern nicht gelöst werden kann, wie beispielsweise das Entziffern von verkrümmten Buchstaben. Durch die immer weiter verbesserten Fähigkeiten der Computerprogramme auf diesen Gebieten, wird es für die Entwickler der HIPs immer anspruchsvoller eine ausreichende Sicherheit zu garantieren. Daraus resultiert ein Zielkonflikt zwischen der Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit der HIPs. Da die Sicherheit garantiert werden muss, leidet die Gebrauchstauglichkeit und die Benutzer sind oftmals nicht in der Lage das HIP zu lösen. Dies führte bereits in der Vergangenheit zu einer Abneigung gegenüber diesen Systemen.
In dieser Arbeit wurde überprüft ob diese Abneigung durch die Verwendung von Gamifizierung, also Spielelementen, in einem neu entwickelten HIP verringert werden kann. Zusätzlich sollte geprüft werden, ob anstelle der Tastatur die Sensoren mobiler Endgeräte als Eingabe-medium dienen können.
Dazu wurde durch eine Analyse von durchgeführten Angriffen auf bestehende HIPs sowie Studien zur Gebrauchs-tauglichkeit derselben ein Rahmenwerk erstellt. Dieses Rahmenwerk definiert Anforderungen, die ein sicheres und zugleich benutzerfreundliches HIP erfüllen muss. Anhand dieser Anforderungen wurde ein neues spielbasiertes HIP in Form eines Kugellabyrinths auf Basis von JavaScript und HTML5 implementiert. Der Benutzer muss durch die Neigung des Geräts eine Kugel steuern und diese innerhalb der vorge-gebenen Zeit in das Loch lenken. Die Gebrauchstauglichkeit dieses HIPs konnte durch eine Onlineumfrage bestätigt werden. Dies gilt jedoch nicht für die Sicherheit, welche durch den lesbaren Quellcode stark beeinträchtigt wird. Für diese Schwach-stelle konnte eine Lösung in Form einer Browsererweiterung durch eine Public-Key-Signatur konzipiert werden. Durch diese Erweiterung könnte auf den Einsatz von HIPs in vielen Bereichen verzichtet und andere Webanwendungen sicherer gestaltet werden.
Soziale Netzwerke decken ein breites Spektrum an Anwendungsfällen ab und bieten somit eine Vielzahl an Funktionen, bei denen die Teilnehmer mit ihrem sozialen Umfeld interagieren und mit anderen Informationen teilen können. Die dabei aufkommenden Informationen über die Teilnehmer müssen teilweise erfasst und gespeichert werden, um die Funktionalität und die Gebrauchstauglichkeit des sozialen Netzwerkes zu sichern und Missbrauch vorzubeugen. Dies jedoch hat den Nachteil, dass die entstandenen Daten und somit eine Reihe von Aktivitäten der Teilnehmer durch den Anbieter eines sozialen Netzwerkes beobachtet werden können. Um die Privatsphäre der Teilnehmer zu schützen oder auch um eine bessere Skalierbarkeit der sozialen Netzwerke zu erreichen, konzentrieren sich aktuelle Forschungsarbeiten auf die Dezentralisierung sozialer Netzwerke. Dies führt zu neuen Herausforderungen, da die Aufgaben der zentralen Organisationseinheit auf mehrere Komponenten ver-
teilt werden müssen. Eine dieser Aufgaben ist es, die Authentizität und Integrität der Daten für die Teilnehmer sicher zustellen. Die Vernachlässigung dieser beiden Schutzziele kann zu Missbrauch und verschiedenen Angriffen auf ein soziales Netzwerk und dessen Teilnehmer führen.
Um an diese Problemstellung heranzugehen, soll innerhalb dieser Arbeit geklärt werden, wann und welche Mechanismen für die Erfüllung der beiden Schutzziele in sozialen Netzwerken ohne zentrale Organisationseinheit geeignet sind. Hierfür werden die Angriffe zur Verletzung dieser beiden Schutzziele in soziale Netzwerken und der darunter liegenden Infrastruktur betrachtet. Des Weiteren wird geklärt, welchen Einfluss die Dezentralisierung auf die die Teilnehmerdaten hat und was die relevanten Kriterien für authentische Teilnehmerdaten sind.