05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Emotion classification based on the emotion component model(2020) Heindl, AmelieThe term emotion is, despite its frequent use, still mysterious to researchers. This poses difficulties on the task of automatic emotion detection in text. At the same time, applications for emotion classifiers increase steadily in today's digital society where humans are constantly interacting with machines. Hence, the need for improvement of current state-of-the-art emotion classifiers arises. The Swiss psychologist Klaus Scherer published an emotion model according to which an emotion is composed of changes in the five components cognitive appraisal, physiological symptoms, action tendencies, motor expressions, and subjective feelings. This model, which he calls CPM gained reputation in psychology and philosophy, but has so far not been used for NLP tasks. With this work, we investigate, whether it is possible to automatically detect the CPM components in social media posts and, whether information on those components can aid the detection of emotions. We create a text corpus consisting of 2100 Twitter posts, that has every instance labeled with exactly one emotion and a binary label for each CPM component. With a Maximum Entropy classifier we manage to detect CPM components with an average F1-score of 0.56 and average accuracy of 0.82 on this corpus. Furthermore, we compare baseline versions of one Maximum Entropy and one CNN emotion classifier to extensions of those classifiers with the CPM annotations and predictions as additional features. We find slight performance increases of up to 0.03 for the F1-score for emotion detection upon incorporation of CPM information.Item Open Access Optimization of diffusive load-balancing for short-range molecular dynamics(2020) Hauser, SimonIn recent years, multi-core processors have become more and more important for manufacturers, which means that developers now have to think more about how to distribute a single application sensibly over several processes. This is where load balancing comes in, allowing us to move load from an overloaded process to an underloaded process. One way of load balancing is diffusive load balancing, which is a method of moving load in the local neighborhood and therefore no global communication is needed. The advantage of this is that processes that have completed the local communication and thus the load-balancing process can continue with the next calculations. This form of load balancing is found in librepa, a library that deals with the balancing of linked-cell grids and can be used in the simulation software ESPResSo. In the course of this thesis the library has been extended with the First and Second Order Diffusion. Furthermore, a feature was added that allows to keep the initial structure of the grid constant, which means that the neighborhood of each process does not change. This feature is necessary for the Second Order Diffusion. A comparison between the methods shows that both First and Second Order Diffusion distribute the load better in the system than librepa's default and prior to this work only diffusive variant. Furthermore, we show that there is no significant overhead in using the Preserving Structure Diffusion. With the use of flow iteration the imbalance values of First and Second Order Diffusion can be improved even further.Item Open Access Adaption des Systems XSTAMPP 4 an die Analysemethode STAMP/CAST in der Einzelplatzanwendung(2020) Zimmermann, EvaTäglich geschehen Unfälle, die analysiert werden müssen und für die Erklärungen gefunden warden sollten. Dazu gibt es einen Analyseprozess CAST, der auf STAMPP aufbauend, existierende Unfälle betrachtet und durch dessen Erkenntnisse weitere Unfälle verhindert werden sollen. Um diesen Prozess zu unterstützen, wird in dieser Bachelorarbeit eine Einzelplatzanwendung umgesetzt, die den Anwender bei der Analyse von Unfällen unterstützt. Dafür wurde aufbauend auf der Theorie und den existierenden Arbeiten, eine Anforderungsanalyse durchgeführt, auf dessen Grundlage dann die Einzelplatzanwendung implementiert wurde. Als Ergebnis der Arbeit wurde eine Software fertiggestellt, die es dem Analyst ermöglicht, alle Schritte von CAST durchzuführen.Item Open Access Webanwendung für Multiphysik-Simulationen mit opendihu(2020) Tompert, MatthiasOpendihu ist ein Software-Framework zum Lösen von Multi-Physik-Problemen mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode. Die Anwendungen von Opendihu sind hauptsächlich im Bereich der Skelett-Muskel-Simulationen. Das Erstellen einer Simulation in Opendihu erfolgt über eine C++-Datei, in welcher verschachtelte Löserstrukturen angegeben werden und über eine Python-Datei in welcher die Parameter der verwendeten Löser konfiguriert werden. Das Bearbeiten vorhandener Simulationen und das Erstellen neuer Simulationen mit Hilfe dieser Schnittstelle erfordern gute Kenntnisse über den Sourcecode, beziehungsweise die Struktur von Opendihu. Daher wäre es Sinnvoll Opendihu um eine Nutzerfreundlichere und auch für Einsteiger geeignete Nutzerschnittstelle zu erweitern. Im Rahmen dieser Arbeit habe Ich daher eine grafische Benutzeroberfläche für Opendihu implementiert, welche die Löserstruktur und die Parameter der einzelnen Löser einer Simulation visualisiert. Außerdem ist es mit der Anwendung möglich vorhandene Simulationen zu ändern und neue Simulationen mit Hilfe eines Baukastensystems zu erstellen. Diese Bachelorarbeit erläutert den Aufbau dieser Anwendung und erforscht mit Hilfe einer Nutzerstudie ob die entstandene Benutzerschnittstelle einen Mehrwert gegenüber der bereits vorhandenen Schnittstelle bietet. Das Bearbeiten und Erstellen neuer Simulationen mit Hilfe der Anwendung wurde von den Teilnehmern der Studie im Durchschnitt als einfacher empfunden, als das Bearbeiten und Erstellen neuer Simulationen mit Hilfe der bereits vorhandenen Schnittstelle. Die entstandene Anwendung bietet also einen Mehrwert beim Bearbeiten und Erstellen von Opendihu-Simulationen. Besonders beim Erstellen neuer Simulationen wurde das Baukastensystem als hilfreich bewertet.Item Open Access TOSCA Simple Profile Modellierungsunterstützung für Eclipse Winery(2020) Lieb, ClemensDie Erweiterung des TOSCA-Standard [OAS13] durch das Simple Profile in YAML [OAS20] ermöglicht eine vereinfachte Verwaltung und Verwendung von selbst definierten Datentypen bei der Modellierung von Cloudanwendungen [OAS20]. Diese Vereinfachungen müssen dazu in den relevanten Modellierungswerkzeugen implementiert werden. Die vorliegende Arbeit setzt diese weitreichenden Unterstützungen der neuen Modellierungsmöglichkeiten im existierenden Modellierungwerkzeug Eclipse Winery [Ecl20] um. Außerdem wird die in Winery zugrundeliegende Datenhaltung angepasst, um die Gleichbehandlung von beiden Standards durch die Entwickler in allen Verwendungsszenarien zu erlauben.Item Open Access Efficient sampling of transition constraints for motion planning under sliding contacts(2020) Khoury, Marie ThereseIn contact-based motion planning we consider for humanoid and multiped robots problems like going up a staircase, walking over an uneven surface or climbing a steep hill. Solving such tasks requires finding sequences of fixed and sliding contacts and planning the transition from one contact in the environment to another. However, most existing algorithms do not take sliding contacts into account for navigation problems or consider them only for manipulation scenarios. We propose an approach to contact-based planning that uses sliding contacts and exploits contact transitions. Such transitions are elementary operations required for whole contact sequences. To model sliding contacts, we develop a sliding contact constraint that permits the robot to slide on an object’s surface. To exploit contact transitions, we utilize three constraint modes to enable passage: contact with a start surface, no contact and contact with a goal surface. We develop a sampler that samples these transition modes uniformly. In this thesis we focus on the motion of one robot link’s end from an initial contact point toward a designated goal surface while the other end of the robot remains in sliding contact with the initial surface. Our method is evaluated by testing it on manipulator arms of two, three and seven degrees of freedom with different objects and various sampling-based planning algorithms. From the considered manipulator arm, it would be possible to transfer our concept to more complex robots and scenarios and extend it to a whole sequence of contacts.Item Open Access Improve content extraction in web pages for browser reader modes(2020) Berg, JanWeb content extraction is the process of extracting specific information on websites with the help of an algorithm. It is used for a variety of different applications. Search engines use it to find the relevant information on a website to help index the website. Browser read modes improve the user experience by only showing the main content of the website to the user and removing all the noise like advertisements and navigational elements. The problem with main content extraction is that there is no perfect solution to it. Algorithms try to guess the important content of a website and not always succeed with that. The most used main content extraction algorithms today work by analyzing the underlying HTML structure of the website based on hand tuned heuristics such as word count and the used HTML tags. They do not consider other aspects such as position and size of elements. In this work we try to improve the accuracy of main content extraction algorithms currently used with the help of visual features such as position and size of elements. To evaluate the results we implemented two versions of a main content extraction algorithm as a plugin for the Chromium web browser. The first version only used heuristics based on features from the website that can be read directly from the HTML source file. The second algorithm additionally takes the styling of the website into account which requires parsing the HTML and CSS files files of the website. Based on our measurements the visual based algorithm had a higher accuracy than the normal algorithm (80,1% instead of 73,2%).Item Open Access Visueller Vergleich von Klassifizierungen von verschiedenen Machine-Learning-Modellen(2020) Mohammadi, KomailÜber einen Command & Control-Channel kommunizieren Bots mit ihrem Botmaster, der ihnen über diesen Channel Befehle sendet. Um das Blockieren dieser Channels zu erschweren, werden Domain-Generation Algorithms (DGAs) verwendet. Diese Algorithmen erzeugen periodisch Domänennamen, über die ein neuer Channel aufgebaut wird, falls der Alte blockiert wurde. Zur automatisierten Erkennung und Klassifizierung solcher Domänennamen sind Machine-Learning-Modelle entwickelt worden. Die Verbesserung dieser Modelle erfordert den Vergleich ihrer Ergebnisse. Ein Hindernis hierbei ist die große Anzahl von Klassen bei den nicht binären ML-Modellen. Um den Vergleich zu vereinfachen, werden die Klassen anhand ihrer DGAs geclustert und die Ergebnisse durch Histogramme in Kombination mit Boxplots visualisiert. Das entwickelte Konzept ermöglicht die Analyse der Gesamt- und Klassenperformance sowie der Performance auf Intanzebene.Item Open Access Beschleunigung des Renderings Paralleler Koordinaten mittels Auflösungsskalierung und Temporaler Rekonstruktion(2020) Marmann, ThomasEine wichtige Visualisierung von hochdimensionalen Datensätzen sind Parallelen Koordinaten, bei denen die Daten als Linienzüge dargestellt werden, die parallele Achsen entsprechend ihrer Werte schneiden. Für große Datensätze kommt es hierbei jedoch zu sehr dichten Linienhaufen, welche durch Effekte wie Overdraw die Programmausführung verlangsamen können. Ein solches Problem tritt in der Visualisierungsumgebung MegaMol der Universität Stuttgart bei großen Datensätzen und Auflösungen auf. Zur Verbesserung dieser Echzeitinteraktion entsteht also Bedarf, den Rendervorgang, welcher auch im Wesentlichen die Reaktionszeit des Programms bestimmt, zu beschleunigen. In dieser Arbeit werden Verfahren vorgeschlagen, welche durch Nutzung von Auflösungsskalierung beim Rendern, Amortisieren der Renderkosten über mehrere Schritte und anschließender temporaler Rekonstruktion die Programmausführung beschleunigen. Es wird die Qualität der Anzeige unter Nutzung der Verfahren analysiert und die erzielte Beschleunigung in Hinblick auf Einflussfaktoren untersucht. Bildqualität wird anhand von Bildschirmschnappschüssen verglichen und bewertet. Ghosting-Artefakte, welche bei Bewegung der Szene bei amortisiertem Rendern entstehen können, werden durch Reprojektion der Abtastungen minimiert. Verbleibende Fehler werden aufgezeigt und deren Auswirkung auf den Bildeindruck untersucht. Zur Bewertung der Performanz der Verfahren wurden Messungen der Renderdauer unternommen und ausgewertet. Es wird gezeigt, dass die vorgeschlagenen Verfahren in vielen kritischen Situationen eine deutliche Beschleunigung des Rendervorgangs erreichen und ebenso die Grenzen der Verfahren aufgezeigt.Item Open Access Adaptives Testwerkzeug für IoT Applikationen(2020) Seber, KatjaDurch das Internet der Dinge (IoT) wird die Möglichkeit geboten, mit Hilfe von IoT- Applikationen Verbesserungen und Vorteile in diversen Anwendungsbereichen zu schaffen. Dabei werden mit Sensoren und Aktuatoren ausgestattete IoT-Geräte miteinander verknüpft, um die sich ständig ändernde Umgebung wahrzunehmen und auf diese möglichst ohne menschliches Eingreifen reagieren zu können. Die Stabilität und die korrekte Funktionsweise einer solchen Anwendung stellen dabei wichtige Anforderungen dar, welche besonders durch Ausnahmefälle (z.B. Ausreißer bei Sensorwerten) gefährdet werden. Aus diesem Grund sind Software-Tests bei der Entwicklung von IoT-Applikationen unabdinglich. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es daher, ein weitgehend automatisiertes Testwerkzeug bereitzustellen, um stabile und korrekt arbeitende Anwendungen zu schaffen. Um effektive Tests von verschiedenen Testfällen zu ermöglichen, sollte die Simulation von Sensoren und Aktuatoren ermöglicht werden. Zur Integration der Simulatoren und des Testwerkzeugs lag die IoT-Plattform Multi-purpose Binding and Provisioning Platform (MBP) zugrunde. Innerhalb der Literatur konnten keine Quellen gefunden werden, welche konkrete Lösungen, beziehungsweise bereits bestehende Tools zur Erfüllung der Ziele zur Verfügung stellen. Daher wurden das Testwerkzeug sowie die Simulatoren eigenständig innerhalb dieser Arbeit entwickelt. Dadurch können mit Hilfe dieser verschiedene Testfälle einer IoT-Applikation effektiv geprüft werden. Anhand der Ergebnisse eines Tests können bei detektiertem Fehlverhalten erforderliche Maßnahmen getroffen werden. Dadurch sind die Anforderungen einer stabilen und korrekten Funktionsweise einer IoT-Applikation erfüllbar.