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Interactive Distributed Rendering of 3D Scenes on Multiple Xbox 360 Systems and Personal Computers
(2012)
Die Forschung zur kontrovers diskutierten Robotik in der Pflege und Begleitung von Personen mit Demenz steht noch am Anfang, wenngleich bereits erste Systeme auf dem Markt sind. Der Beitrag gibt entlang beispielhafter, fallbezogener Auszüge Einblicke in das laufende multidisziplinäre Projekt EmoRobot, das sich explorativ und interpretativ mit der Erkundung des Einsatzes von Robotik in der emotionsorientierten Pflege und Versorgung von Personen mit Demenz befasst. Fokussiert werden dabei die je eigenen Relevanzen der Personen mit Demenz.
Graph drawing with spring embedders employs a V x V computation phase over the graph's vertex set to compute repulsive forces. Here, the efficacy of forces diminishes with distance: a vertex can effectively only influence other vertices in a certain radius around its position. Therefore, the algorithm lends itself to an implementation using search data structures to reduce the runtime complexity. NVIDIA RT cores implement hierarchical tree traversal in hardware. We show how to map the problem of finding graph layouts with force-directed methods to a ray tracing problem that can subsequently be implemented with dedicated ray tracing hardware. With that, we observe speedups of 4x to 13x over a CUDA software implementation.
We describe a systematic approach for rendering time-varying simulation data produced by exa-scale simulations, using GPU workstations. The data sets we focus on use adaptive mesh refinement (AMR) to overcome memory bandwidth limitations by representing interesting regions in space with high detail. Particularly, our focus is on data sets where the AMR hierarchy is fixed and does not change over time. Our study is motivated by the NASA Exajet, a large computational fluid dynamics simulation of a civilian cargo aircraft that consists of 423 simulation time steps, each storing 2.5 GB of data per scalar field, amounting to a total of 4 TB. We present strategies for rendering this time series data set with smooth animation and at interactive rates using current generation GPUs. We start with an unoptimized baseline and step by step extend that to support fast streaming updates. Our approach demonstrates how to push current visualization workstations and modern visualization APIs to their limits to achieve interactive visualization of exa-scale time series data sets.
We present GEM-NI -- a graph-based generative-design tool that supports parallel exploration of alternative designs. Producing alternatives is a key feature of creative work, yet it is not strongly supported in most extant tools. GEM-NI enables various forms of exploration with alternatives such as parallel editing, recalling history, branching, merging, comparing, and Cartesian products of and for alternatives. Further, GEM-NI provides a modal graphical user interface and a design gallery, which both allow designers to control and manage their design exploration. We conducted an exploratory user study followed by in-depth one-on-one interviews with moderately and highly skills participants and obtained positive feedback for the system features, showing that GEM-NI supports creative design work well.
We present a new interface for interactive comparisons of more than two alternative documents in the context of a generative design system that uses generative data-flow networks defined via directed acyclic graphs. To better show differences between such networks, we emphasize added, deleted, (un)changed nodes and edges. We emphasize differences in the output as well as parameters using highlighting and enable post-hoc merging of the state of a parameter across a selected set of alternatives. To minimize visual clutter, we introduce new difference visualizations for selected nodes and alternatives using additive and subtractive encodings, which improve readability and keep visual clutter low. We analyzed similarities in networks from a set of alternative designs produced by architecture students and found that the number of similarities outweighs the differences, which motivates use of subtractive encoding. We ran a user study to evaluate the two main proposed difference visualization encodings and found that they are equally effective.
The increasing complexity of tasks that are required to be executed by robots demands higher reliability of robotic platforms. For this, it is crucial for robot developers to consider fault diagnosis. In this study, a general non-intrusive fault diagnosis system for robotic platforms is proposed. A mini-PC is non-intrusively attached to a robot that is used to detect and diagnose faults. The health data and diagnosis produced by the mini-PC is then standardized and transmitted to a remote-PC. A storage device is also attached to the mini-PC for data logging of health data in case of loss of communication with the remote-PC. In this study, a hybrid fault diagnosis method is compared to consistency-based diagnosis (CBD), and CBD is selected to be deployed on the system. The proposed system is modular and can be deployed on different robotic platforms with minimum setup.
This work presents the preliminary research towards developing an adaptive tool for fault detection and diagnosis of distributed robotic systems, using explainable machine learning methods. Autonomous robots are complex systems that require high reliability in order to operate in different environments. Even more so, when considering distributed robotic systems, the task of fault detection and diagnosis becomes exponentially difficult.
To diagnose systems, models representing the behaviour under investigation need to be developed, and with distributed robotic systems generating large amount of data, machine learning becomes an attractive method of modelling especially because of its high performance. However, with current day methods such as artificial neural networks (ANNs), the issue of explainability arises where learnt models lack the ability to give explainable reasons behind their decisions.
This paper presents current trends in methods for data collection from distributed systems, inductive logic programming (ILP); an explainable machine learning method, and fault detection and diagnosis.
In diesem Artikel wird darüber berichtet, ob die Glaubwürdigkeit von Avataren als mögliches Modulationskriterium für die virtuelle Expositionstherapie von Agoraphobie in Frage kommt. Dafür werden mehrere Glaubwürdigkeitsstufen für Avatare, die hypothetisch einen Einfluss auf die virtuelle Expositionstherapie von Agoraphobie haben könnten sowie ein potentielles Expositionsszenario entwickelt. Die Arbeit kann innerhalb einer Studie einen signifikanten Einfluss der Glaubwürdigkeitsstufen auf Präsenz, Kopräsenz und Realismus aufzeigen.
Structure-activity relationships of thiostrepton derivatives: implications for rational drug design
(2014)
Bei der Übertragung und Speicherung von Daten ist es eine wesentliche Frage, inwieweit die Daten komprimiert werden können, ohne dass deren Informationsgehalt verloren geht.
Ein Maß für den Informationsgehalt von Daten ist also von grundlegender Bedeutung. Vor etwa siebzig Jahren hat C. E. Shannon ein solches Maß eingeführt und damit das Lehr- und Forschungsgebiet der Informationstheorie begründet, welches seit dem bis heute hin wesentlich zur Konzeption und Realisierung von Informationsund Kommunikationstechnologien beigetragen hat. Etwa zwanzig Jahre später hat A. N. Kolmogorov ein anderes Maß für den Informationsgehalt von Daten eingeführt. Während die Shannonsche Informationstheorie zum Curriculum von mathematischen, informatischen und elektrotechnischen Studiengängen gehört, ist die Algorithmische Informationstheorie von Kolmogorov weit weniger bekannt und eher Gegenstand von speziellen Lehrveranstaltungen.
Seit einigen Jahren nimmt allerdings die Beschäftigung mit dieser Theorie zu, zumal in der einschlägigen Literatur von erfolgreichen praktischen Anwendungen der Theorie berichtet wird. Die vorliegende Arbeit gibt eine Einführung in grundlegende Ideen dieser Theorie und beschreibt deren Anwendungsmöglichkeiten bei einigen ausgewählten Problemstellungen der Theoretischen Informatik.
Die Ausarbeitung kann als Skript für einführende Lehrveranstaltungen in die Algorithmische Informationstheorie sowie als Lektüre zur Einarbeitung in die Thematik als Ausgangspunkt für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten verwendet werden.
Warum beeinträchtigen bestimmte Kratzer auf einer CD nicht die Wiedergabequalität? Wie können Datenübertragungen gegen Informationsverlust gesichert werden? Warum und wie funktionieren öffentliche Verschlüsselungssysteme? Worin ist deren Sicherheit begründet? Auf welcher Grundlage werden Routing-Tabellen in Netzwerkknoten erstellt? Wie wird eine optimale Kompression von Daten erreicht?
Diese und viele andere Fragen müssen zufriedenstellend beantwortet werden können, um bestimmte Qualitäten von Informations- und Kommunikationstechnologien zu erreichen. Informatikerinnen und Informatiker aller Studienrichtungen müssen in der Lage sein, diese Technologien erfolgreich einzusetzen und weiterzuentwickeln. Dazu müssen sie die Grundlagen kennen, auf denen diese Technologien basieren.