@phdthesis{Andjelkovic2021,
  author    = {Andjelkovic, Marko},
  title     = {A methodology for characterization, modeling and mitigation of single event transient effects in CMOS standard combinational cells},
  doi       = {10.25932/publishup-53484},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-534843},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xxiv, 216},
  year      = {2021},
  abstract  = {With the downscaling of CMOS technologies, the radiation-induced Single Event Transient (SET) effects in combinational logic have become a critical reliability issue for modern integrated circuits (ICs) intended for operation under harsh radiation conditions. The SET pulses generated in combinational logic may propagate through the circuit and eventually result in soft errors. It has thus become an imperative to address the SET effects in the early phases of the radiation-hard IC design. In general, the soft error mitigation solutions should accommodate both static and dynamic measures to ensure the optimal utilization of available resources. An efficient soft-error-aware design should address synergistically three main aspects: (i) characterization and modeling of soft errors, (ii) multi-level soft error mitigation, and (iii) online soft error monitoring. Although significant results have been achieved, the effectiveness of SET characterization methods, accuracy of predictive SET models, and efficiency of SET mitigation measures are still critical issues. Therefore, this work addresses the following topics: (i) Characterization and modeling of SET effects in standard combinational cells, (ii) Static mitigation of SET effects in standard combinational cells, and (iii) Online particle detection, as a support for dynamic soft error mitigation. Since the standard digital libraries are widely used in the design of radiation-hard ICs, the characterization of SET effects in standard cells and the availability of accurate SET models for the Soft Error Rate (SER) evaluation are the main prerequisites for efficient radiation-hard design. This work introduces an approach for the SPICE-based standard cell characterization with the reduced number of simulations, improved SET models and optimized SET sensitivity database. It has been shown that the inherent similarities in the SET response of logic cells for different input levels can be utilized to reduce the number of required simulations. Based on characterization results, the fitting models for the SET sensitivity metrics (critical charge, generated SET pulse width and propagated SET pulse width) have been developed. The proposed models are based on the principle of superposition, and they express explicitly the dependence of the SET sensitivity of individual combinational cells on design, operating and irradiation parameters. In contrast to the state-of-the-art characterization methodologies which employ extensive look-up tables (LUTs) for storing the simulation results, this work proposes the use of LUTs for storing the fitting coefficients of the SET sensitivity models derived from the characterization results. In that way the amount of characterization data in the SET sensitivity database is reduced significantly. The initial step in enhancing the robustness of combinational logic is the application of gate-level mitigation techniques. As a result, significant improvement of the overall SER can be achieved with minimum area, delay and power overheads. For the SET mitigation in standard cells, it is essential to employ the techniques that do not require modifying the cell structure. This work introduces the use of decoupling cells for improving the robustness of standard combinational cells. By insertion of two decoupling cells at the output of a target cell, the critical charge of the cell's output node is increased and the attenuation of short SETs is enhanced. In comparison to the most common gate-level techniques (gate upsizing and gate duplication), the proposed approach provides better SET filtering. However, as there is no single gate-level mitigation technique with optimal performance, a combination of multiple techniques is required. This work introduces a comprehensive characterization of gate-level mitigation techniques aimed to quantify their impact on the SET robustness improvement, as well as introduced area, delay and power overhead per gate. By characterizing the gate-level mitigation techniques together with the standard cells, the required effort in subsequent SER analysis of a target design can be reduced. The characterization database of the hardened standard cells can be utilized as a guideline for selection of the most appropriate mitigation solution for a given design. As a support for dynamic soft error mitigation techniques, it is important to enable the online detection of energetic particles causing the soft errors. This allows activating the power-greedy fault-tolerant configurations based on N-modular redundancy only at the high radiation levels. To enable such a functionality, it is necessary to monitor both the particle flux and the variation of particle LET, as these two parameters contribute significantly to the system SER. In this work, a particle detection approach based on custom-sized pulse stretching inverters is proposed. Employing the pulse stretching inverters connected in parallel enables to measure the particle flux in terms of the number of detected SETs, while the particle LET variations can be estimated from the distribution of SET pulse widths. This approach requires a purely digital processing logic, in contrast to the standard detectors which require complex mixed-signal processing. Besides the possibility of LET monitoring, additional advantages of the proposed particle detector are low detection latency and power consumption, and immunity to error accumulation. The results achieved in this thesis can serve as a basis for establishment of an overall soft-error-aware database for a given digital library, and a comprehensive multi-level radiation-hard design flow that can be implemented with the standard IC design tools. The following step will be to evaluate the achieved results with the irradiation experiments.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Dehne2021,
  author    = {Dehne, Julian},
  title     = {M{\"o}glichkeiten und Limitationen der medialen Unterst{\"u}tzung forschenden Lernens},
  doi       = {10.25932/publishup-49789},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-497894},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xvii, 404},
  year      = {2021},
  abstract  = {Forschendes Lernen und die digitale Transformation sind zwei der wichtigsten Einfl{\"u}sse auf die Entwicklung der Hochschuldidaktik im deutschprachigen Raum. W{\"a}hrend das forschende Lernen als normative Theorie das sollen beschreibt, geben die digitalen Werkzeuge, alte wie neue, das k{\"o}nnen in vielen Bereichen vor. In der vorliegenden Arbeit wird ein Prozessmodell aufgestellt, was den Versuch unternimmt, das forschende Lernen hinsichtlich interaktiver, gruppenbasierter Prozesse zu systematisieren. Basierend auf dem entwickelten Modell wurde ein Softwareprototyp implementiert, der den gesamten Forschungsprozess begleiten kann. Dabei werden Gruppenformation, Feedback- und Reflexionsprozesse und das Peer Assessment mit Bildungstechnologien unterst{\"u}tzt. Die Entwicklungen wurden in einem qualitativen Experiment eingesetzt, um Systemwissen {\"u}ber die M{\"o}glichkeiten und Grenzen der digitalen Unterst{\"u}tzung von forschendem Lernen zu gewinnen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hecher2021,
  author    = {Hecher, Markus},
  title     = {Advanced tools and methods for treewidth-based problem solving},
  doi       = {10.25932/publishup-51251},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-512519},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xv, 184},
  year      = {2021},
  abstract  = {In the last decades, there was a notable progress in solving the well-known Boolean satisfiability (Sat) problem, which can be witnessed by powerful Sat solvers. One of the reasons why these solvers are so fast are structural properties of instances that are utilized by the solver's interna. This thesis deals with the well-studied structural property treewidth, which measures the closeness of an instance to being a tree. In fact, there are many problems parameterized by treewidth that are solvable in polynomial time in the instance size when parameterized by treewidth. In this work, we study advanced treewidth-based methods and tools for problems in knowledge representation and reasoning (KR). Thereby, we provide means to establish precise runtime results (upper bounds) for canonical problems relevant to KR. Then, we present a new type of problem reduction, which we call decomposition-guided (DG) that allows us to precisely monitor the treewidth when reducing from one problem to another problem. This new reduction type will be the basis for a long-open lower bound result for quantified Boolean formulas and allows us to design a new methodology for establishing runtime lower bounds for problems parameterized by treewidth. Finally, despite these lower bounds, we provide an efficient implementation of algorithms that adhere to treewidth. Our approach finds suitable abstractions of instances, which are subsequently refined in a recursive fashion, and it uses Sat solvers for solving subproblems. It turns out that our resulting solver is quite competitive for two canonical counting problems related to Sat.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hitz2021,
  author    = {Hitz, Michael},
  title     = {Modellierung und Generierung kombinierbarer Benutzungsschnittstellenvarianten und deren gemeinschaftliche Nutzung in Dienst-Ökosystemen},
  doi       = {10.25932/publishup-50022},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-500224},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {viii, 313},
  year      = {2021},
  abstract  = {Digitalisierung erm{\"o}glicht es uns, mit Partnern (z.B. Unternehmen, Institutionen) in einer IT-unterst{\"u}tzten Umgebung zu interagieren und T{\"a}tigkeiten auszuf{\"u}hren, die vormals manuell erledigt wurden. Ein Ziel der Digitalisierung ist dabei, Dienstleistungen unterschiedlicher fachlicher Dom{\"a}nen zu Prozessen zu kombinieren und vielen Nutzergruppen bedarfsgerecht zug{\"a}nglich zu machen. Hierzu stellen Anbieter technische Dienste bereit, die in unterschiedliche Anwendungen integriert werden k{\"o}nnen. Die Digitalisierung stellt die Anwendungsentwicklung vor neue Herausforderungen. Ein Aspekt ist die bedarfsgerechte Anbindung von Nutzern an Dienste. Zur Interaktion menschlicher Nutzer mit den Diensten werden Benutzungsschnittstellen ben{\"o}tigt, die auf deren Bed{\"u}rfnisse zugeschnitten sind. Hierzu werden Varianten f{\"u}r spezifische Nutzergruppen (fachliche Varianten) und variierende Umgebungen (technische Varianten) ben{\"o}tigt. Zunehmend m{\"u}ssen diese mit Diensten anderer Anbieter kombiniert werden k{\"o}nnen, um dom{\"a}nen{\"u}bergreifend Prozesse zu Anwendungen mit einem erh{\"o}hten Mehrwert f{\"u}r den Endnutzer zu verkn{\"u}pfen (z.B. eine Flugbuchung mit einer optionalen Reiseversicherung). Die Vielf{\"a}ltigkeit der Varianten l{\"a}sst die Erstellung von Benutzungsschnittstellen komplex und die Ergebnisse sehr individuell erscheinen. Daher werden die Varianten in der Praxis vorwiegend manuell erstellt. Dies f{\"u}hrt zur parallelen Entwicklung einer Vielzahl sehr {\"a}hnlicher Anwendungen, die nur geringes Potential zur Wiederverwendung besitzen. Die Folge sind hohe Aufw{\"a}nde bei Erstellung und Wartung. Dadurch wird h{\"a}ufig auf die Unterst{\"u}tzung kleiner Nutzerkreise mit speziellen Anforderungen verzichtet (z.B. Menschen mit physischen Einschr{\"a}nkungen), sodass diese weiterhin von der Digitalisierung ausgeschlossen bleiben. Die Arbeit stellt eine konsistente L{\"o}sung f{\"u}r diese neuen Herausforderungen mit den Mitteln der modellgetriebenen Entwicklung vor. Sie präsentiert einen Ansatz zur Modellierung von Benutzungsschnittstellen, Varianten und Kompositionen und deren automatischer Generierung f{\"u}r digitale Dienste in einem verteilten Umfeld. Die Arbeit schafft eine L{\"o}sung zur Wiederverwendung und gemeinschaftlichen Nutzung von Benutzungsschnittstellen {\"u}ber Anbietergrenzen hinweg. Sie f{\"u}hrt zu einer Infrastruktur, in der eine Vielzahl von Anbietern ihre Expertise in gemeinschaftliche Anwendungen einbringen k{\"o}nnen. Die Beitr{\"a}ge bestehen im Einzelnen in Konzepten und Metamodellen zur Modellierung von Benutzungsschnittstellen, Varianten und Kompositionen sowie einem Verfahren zu deren vollst{\"a}ndig automatisierten Transformation in funktionale Benutzungsschnittstellen. Zur Umsetzung der gemeinschaftlichen Nutzbarkeit werden diese erg{\"a}nzt um eine universelle Repr{\"a}sentation der Modelle, einer Methodik zur Anbindung unterschiedlicher Dienst-Anbieter sowie einer Architektur zur verteilten Nutzung der Artefakte und Verfahren in einer dienstorientierten Umgebung. Der Ansatz bietet die Chance, unterschiedlichste Menschen bedarfsgerecht an der Digitalisierung teilhaben zu lassen. Damit setzt die Arbeit Impulse f{\"u}r zuk{\"u}nftige Methoden zur Anwendungserstellung in einem zunehmend vielf{\"a}ltigen Umfeld.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Moebert2021,
  author    = {Moebert, Tobias},
  title     = {Zum Einfluss von Adaptivit{\"a}t auf die Wahrnehmung von Komplexit{\"a}t in der Mensch-Technik-Interaktion},
  doi       = {10.25932/publishup-49992},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-499926},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {449},
  year      = {2021},
  abstract  = {Wir leben in einer Gesellschaft, die von einem stetigen Wunsch nach Innovation und Fortschritt gepr{\"a}gt ist. Folgen dieses Wunsches sind die immer weiter fortschreitende Digitalisierung und informatische Vernetzung aller Lebensbereiche, die so zu immer komplexeren sozio-technischen Systemen f{\"u}hren. Ziele dieser Systeme sind u. a. die Unterst{\"u}tzung von Menschen, die Verbesserung ihrer Lebenssituation oder Lebensqualit{\"a}t oder die Erweiterung menschlicher M{\"o}glichkeiten. Doch haben neue komplexe technische Systeme nicht nur positive soziale und gesellschaftliche Effekte. Oft gibt es unerw{\"u}nschte Nebeneffekte, die erst im Gebrauch sichtbar werden, und sowohl Konstrukteur*innen als auch Nutzer*innen komplexer vernetzter Technologien f{\"u}hlen sich oft orientierungslos. Die Folgen k{\"o}nnen von sinkender Akzeptanz bis hin zum kompletten Verlust des Vertrauens in vernetze Softwaresysteme reichen. Da komplexe Anwendungen, und damit auch immer komplexere Mensch-Technik-Interaktionen, immer mehr an Relevanz gewinnen, ist es umso wichtiger, wieder Orientierung zu finden. Dazu m{\"u}ssen wir zuerst diejenigen Elemente identifizieren, die in der Interaktion mit vernetzten sozio-technischen Systemen zu Komplexit{\"a}t beitragen und somit Orientierungsbedarf hervorrufen. Mit dieser Arbeit soll ein Beitrag geleistet werden, um ein strukturiertes Reflektieren {\"u}ber die Komplexit{\"a}t vernetzter sozio-technischer Systeme im gesamten Konstruktionsprozess zu erm{\"o}glichen. Dazu wird zuerst eine Definition von Komplexit{\"a}t und komplexen Systemen erarbeitet, die {\"u}ber das informatische Verst{\"a}ndnis von Komplexit{\"a}t (also der Kompliziertheit von Problemen, Algorithmen oder Daten) hinausgeht. Im Vordergrund soll vielmehr die sozio-technische Interaktion mit und in komplexen vernetzten Systemen stehen. Basierend auf dieser Definition wird dann ein Analysewerkzeug entwickelt, welches es erm{\"o}glicht, die Komplexit{\"a}t in der Interaktion mit sozio-technischen Systemen sichtbar und beschreibbar zu machen. Ein Bereich, in dem vernetzte sozio-technische Systeme zunehmenden Einzug finden, ist jener digitaler Bildungstechnologien. Besonders adaptiven Bildungstechnologien wurde in den letzten Jahrzehnten ein großes Potential zugeschrieben. Zwei adaptive Lehr- bzw. Trainingssysteme sollen deshalb exemplarisch mit dem in dieser Arbeit entwickelten Analysewerkzeug untersucht werden. Hierbei wird ein besonderes Augenmerkt auf den Einfluss von Adaptivit{\"a}t auf die Komplexit{\"a}t von Mensch-Technik-Interaktionssituationen gelegt. In empirischen Untersuchungen werden die Erfahrungen von Konstrukteur*innen und Nutzer*innen jener adaptiver Systeme untersucht, um so die entscheidenden Kriterien f{\"u}r Komplexit{\"a}t ermitteln zu k{\"o}nnen. Auf diese Weise k{\"o}nnen zum einen wiederkehrende Orientierungsfragen bei der Entwicklung adaptiver Bildungstechnologien aufgedeckt werden. Zum anderen werden als komplex wahrgenommene Interaktionssituationen identifiziert. An diesen Situationen kann gezeigt werden, wo aufgrund der Komplexit{\"a}t des Systems die etablierten Alltagsroutinen von Nutzenden nicht mehr ausreichen, um die Folgen der Interaktion mit dem System vollst{\"a}ndig erfassen zu k{\"o}nnen. Dieses Wissen kann sowohl Konstrukteur*innen als auch Nutzer*innen helfen, in Zukunft besser mit der inh{\"a}renten Komplexit{\"a}t moderner Bildungstechnologien umzugehen.},
  language  = {de}
}
@misc{Reuss2021,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Reuß, Florian},
  title     = {Entwicklung eines Prototyps einer Lernumgebung f{\"u}r interaktive Funktionsanalyse-{\"U}bungen nach einem Gamification- Ansatz},
  doi       = {10.25932/publishup-51904},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-519041},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VII, 71},
  year      = {2021},
  abstract  = {In vielen Studieng{\"a}ngen kommt es durch die oft heterogenen Vorkenntnisse in der Studieneingangsphase zu mangelnder Motivation durch {\"U}ber- oder Unterforderung. Dieses Problem tritt auch in der musiktheoretischen Grundausbildung an Hochschulen auf. Durch Einsatz von Elementen, die aus dem Unterhaltungskontext gel{\"a}ufig sind, kann eine Steigerung der Motivation erreicht werden. Die Nutzung solcher Elemente wird als Gamification bezeichnet. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, am Fallbeispiel der musiktheoretischen Grundausbildung zu analysieren, ob Lerngelegenheiten durch einen gamifizierten interaktiven Prototyp einer Lernumgebung unterst{\"u}tzt werden k{\"o}nnen. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Inwieweit wirkt Gamification auf die Motivation bei den Lernenden zur Besch{\"a}ftigung mit dem Thema (musikalische) Funktionsanalyse? Um die Forschungsfragen zu beantworten, wurde zun{\"a}chst ein systematisches, theoriegeleitetes Vorgehensmodell zur Gamification von Lernumgebungen entwickelt und angewandt. Der so entstandene Prototyp wurde anschließend um alle Game-Design-Elemente reduziert und im Rahmen einer experimentellen Studie mit zwei unabh{\"a}ngigen Versuchsgruppen mit der gamifizierten Variante verglichen. Die Untersuchung zeigte, dass die Gamification einer Lernanwendung nach dem entwickelten Vorgehensmodell grunds{\"a}tzlich das Potenzial besitzt, manche Aspekte des Nutzungserlebnisses (UX) positiv zu beeinflussen. Insbesondere hatte die Gamification positive Effekte auf die Joy of Use und die Immersivit{\"a}t. Allerdings blieb das Ausmaß der beobachteten Effekte deutlich hinter den Erwartungen zur{\"u}ck, die auf Basis verschiedener Motivationstheorien getroffen wurden. Daher erscheint Gamification besonders in außeruniversit{\"a}ren Kontexten vielversprechend, in denen der Fokus auf einer Erh{\"o}hung der Joy of Use oder einer Steigerung der Immersivit{\"a}t liegt. Allerdings lassen sich durch die Untersuchung neue Erkenntnisse zur emotionalen Wirkung von Gamification und zu einem systematischen Vorgehen bei der Gamification von Lernanwendungen herausstellen. Weiterf{\"u}hrende Forschung k{\"o}nnte an diese Erkenntnisse ankn{\"u}pfen, indem sie die emotionale Wirkung von Gamification und deren Einfluss auf die Motivation n{\"a}her untersucht. Dar{\"u}ber hinaus sollte sie Gamification auch aus einer entscheidungstheoretischen Perspektive betrachten und Analysemethoden entwickeln, mit denen entschieden werden kann, ob der Einsatz von Gamification zur Motivationssteigerung in einem spezifischen Anwendungsfall zielf{\"u}hrend ist. Unter Verwendung des entwickelten Vorgehensmodells kann es sinnvoll sein, n{\"a}her zu untersuchen, welche Faktoren insgesamt f{\"u}r das Gelingen einer Gamification-Maßnahme in Bildungskontexten entscheidend sind. Die Erkenntnisse einer solchen Untersuchung k{\"o}nnten entscheidend zur Verbesserung und Validierung des Vorgehensmodells beitragen. },
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sahlmann2021,
  author    = {Sahlmann, Kristina},
  title     = {Network management with semantic descriptions for interoperability on the Internet of Things},
  doi       = {10.25932/publishup-52984},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-529846},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {x, 272},
  year      = {2021},
  abstract  = {The Internet of Things (IoT) is a system of physical objects that can be discovered, monitored, controlled, or interacted with by electronic devices that communicate over various networking interfaces and eventually can be connected to the wider Internet. [Guinard and Trifa, 2016]. IoT devices are equipped with sensors and/or actuators and may be constrained in terms of memory, computational power, network bandwidth, and energy. Interoperability can help to manage such heterogeneous devices. Interoperability is the ability of different types of systems to work together smoothly. There are four levels of interoperability: physical, network and transport, integration, and data. The data interoperability is subdivided into syntactic and semantic data. Semantic data describes the meaning of data and the common understanding of vocabulary e.g. with the help of dictionaries, taxonomies, ontologies. To achieve interoperability, semantic interoperability is necessary. Many organizations and companies are working on standards and solutions for interoperability in the IoT. However, the commercial solutions produce a vendor lock-in. They focus on centralized approaches such as cloud-based solutions. This thesis proposes a decentralized approach namely Edge Computing. Edge Computing is based on the concepts of mesh networking and distributed processing. This approach has an advantage that information collection and processing are placed closer to the sources of this information. The goals are to reduce traffic, latency, and to be robust against a lossy or failed Internet connection. We see management of IoT devices from the network configuration management perspective. This thesis proposes a framework for network configuration management of heterogeneous, constrained IoT devices by using semantic descriptions for interoperability. The MYNO framework is an acronym for MQTT, YANG, NETCONF and Ontology. The NETCONF protocol is the IETF standard for network configuration management. The MQTT protocol is the de-facto standard in the IoT. We picked up the idea of the NETCONF-MQTT bridge, originally proposed by Scheffler and Bonneß[2017], and extended it with semantic device descriptions. These device descriptions provide a description of the device capabilities. They are based on the oneM2M Base ontology and formalized by the Semantic Web Standards. The novel approach is using a ontology-based device description directly on a constrained device in combination with the MQTT protocol. The bridge was extended in order to query such descriptions. Using a semantic annotation, we achieved that the device capabilities are self-descriptive, machine readable and re-usable. The concept of a Virtual Device was introduced and implemented, based on semantic device descriptions. A Virtual Device aggregates the capabilities of all devices at the edge network and contributes therefore to the scalability. Thus, it is possible to control all devices via a single RPC call. The model-driven NETCONF Web-Client is generated automatically from this YANG model which is generated by the bridge based on the semantic device description. The Web-Client provides a user-friendly interface, offers RPC calls and displays sensor values. We demonstrate the feasibility of this approach in different use cases: sensor and actuator scenarios, as well as event configuration and triggering. The semantic approach results in increased memory overhead. Therefore, we evaluated CBOR and RDF HDT for optimization of ontology-based device descriptions for use on constrained devices. The evaluation shows that CBOR is not suitable for long strings and RDF HDT is a promising candidate but is still a W3C Member Submission. Finally, we used an optimized JSON-LD format for the syntax of the device descriptions. One of the security tasks of network management is the distribution of firmware updates. The MYNO Update Protocol (MUP) was developed and evaluated on constrained devices CC2538dk and 6LoWPAN. The MYNO update process is focused on freshness and authenticity of the firmware. The evaluation shows that it is challenging but feasible to bring the firmware updates to constrained devices using MQTT. As a new requirement for the next MQTT version, we propose to add a slicing feature for the better support of constrained devices. The MQTT broker should slice data to the maximum packet size specified by the device and transfer it slice-by-slice. For the performance and scalability evaluation of MYNO framework, we setup the High Precision Agriculture demonstrator with 10 ESP-32 NodeMCU boards at the edge of the network. The ESP-32 NodeMCU boards, connected by WLAN, were equipped with six sensors and two actuators. The performance evaluation shows that the processing of ontology-based descriptions on a Raspberry Pi 3B with the RDFLib is a challenging task regarding computational power. Nevertheless, it is feasible because it must be done only once per device during the discovery process. The MYNO framework was tested with heterogeneous devices such as CC2538dk from Texas Instruments, Arduino Y{\´u}n Rev 3, and ESP-32 NodeMCU, and IP-based networks such as 6LoWPAN and WLAN. Summarizing, with the MYNO framework we could show that the semantic approach on constrained devices is feasible in the IoT.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weise2021,
  author    = {Weise, Matthias},
  title     = {Auswahl von Selektions- und Manipulationstechniken f{\"u}r Virtual Reality-Anwendungen},
  doi       = {10.25932/publishup-53458},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-534586},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {iii, 218},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die stetige Weiterentwicklung von VR-Systemen bietet neue M{\"o}glichkeiten der Interaktion mit virtuellen Objekten im dreidimensionalen Raum, stellt Entwickelnde von VRAnwendungen aber auch vor neue Herausforderungen. Selektions- und Manipulationstechniken m{\"u}ssen unter Ber{\"u}cksichtigung des Anwendungsszenarios, der Zielgruppe und der zur Verf{\"u}gung stehenden Ein- und Ausgabeger{\"a}te ausgew{\"a}hlt werden. Diese Arbeit leistet einen Beitrag dazu, die Auswahl von passenden Interaktionstechniken zu unterst{\"u}tzen. Hierf{\"u}r wurde eine repr{\"a}sentative Menge von Selektions- und Manipulationstechniken untersucht und, unter Ber{\"u}cksichtigung existierender Klassifikationssysteme, eine Taxonomie entwickelt, die die Analyse der Techniken hinsichtlich interaktionsrelevanter Eigenschaften erm{\"o}glicht. Auf Basis dieser Taxonomie wurden Techniken ausgew{\"a}hlt, die in einer explorativen Studie verglichen wurden, um R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Dimensionen der Taxonomie zu ziehen und neue Indizien f{\"u}r Vor- und Nachteile der Techniken in spezifischen Anwendungsszenarien zu generieren. Die Ergebnisse der Arbeit m{\"u}nden in eine Webanwendung, die Entwickelnde von VR-Anwendungen gezielt dabei unterst{\"u}tzt, passende Selektions- und Manipulationstechniken f{\"u}r ein Anwendungsszenario auszuw{\"a}hlen, indem Techniken auf Basis der Taxonomie gefiltert und unter Verwendung der Resultate aus der Studie sortiert werden k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zoerner2021,
  author    = {Zoerner, Dietmar},
  title     = {F{\"o}rderung von Aufmerksamkeit und Motivationserhalt durch digitale spielbasierte Lernsysteme mit spezifischer Eignung bei Autismus},
  doi       = {10.25932/publishup-52372},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-523725},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xvi, 324},
  year      = {2021},
  abstract  = {Institutionelle Bildung ist f{\"u}r autistische Lernende mit vielgestaltigen und spezifischen Hindernissen verbunden. Dies gilt insbesondere im Zusammenhang mit Inklusion, deren Relevanz nicht zuletzt durch das {\"U}bereinkommen der Vereinten Nationen {\"u}ber die Rechte von Menschen mit Behinderung gegeben ist. Diese Arbeit diskutiert zahlreiche lernrelevante Besonderheiten im Kontext von Autismus und zeigt Diskrepanzen zu den nicht immer ausreichend angemessenen institutionellen Lehrkonzepten. Eine zentrale These ist hierbei, dass die ungew{\"o}hnlich intensive Aufmerksamkeit von Autist*innen f{\"u}r ihre Spezialinteressen daf{\"u}r genutzt werden kann, das Lernen mit fremdgestellten Inhalten zu erleichtern. Darauf aufbauend werden L{\"o}sungsans{\"a}tze diskutiert, welche in einem neuartigen Konzept f{\"u}r ein digitales mehrger{\"a}tebasiertes Lernspiel resultieren. Eine wesentliche Herausforderung bei der Konzeption spielbasierten Lernens besteht in der ad{\"a}quaten Einbindung von Lerninhalten in einen fesselnden narrativen Kontext. Am Beispiel von {\"U}bungen zur emotionalen Deutung von Mimik, welche f{\"u}r das Lernen von sozioemotionalen Kompetenzen besonders im Rahmen von Therapiekonzepten bei Autismus Verwendung finden, wird eine angemessene Narration vorgestellt, welche die st{\"o}rungsarme Einbindung dieser sehr speziellen Lerninhalte erm{\"o}glicht. Die Effekte der einzelnen Konzeptionselemente werden anhand eines prototypisch entwickelten Lernspiels untersucht. Darauf aufbauend zeigt eine quantitative Studie die gute Akzeptanz und Nutzerfreundlichkeit des Spiels und belegte vor allem die Verst{\"a}ndlichkeit der Narration und der Spielelemente. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der minimalinvasiven Untersuchung m{\"o}glicher St{\"o}rungen des Spielerlebnisses durch den Wechsel zwischen verschiedenen Endger{\"a}ten, f{\"u}r die ein innovatives Messverfahren entwickelt wurde. Im Ergebnis beleuchtet diese Arbeit die Bedeutung und die Grenzen von spielbasierten Ans{\"a}tzen f{\"u}r autistische Lernende. Ein großer Teil der vorgestellten Konzepte l{\"a}sst sich auf andersartige Lernszenarien {\"u}bertragen. Das daf{\"u}r entwickelte technische Framework zur Realisierung narrativer Lernpfade ist ebenfalls darauf vorbereitet, f{\"u}r weitere Lernszenarien, gerade auch im institutionellen Kontext, Verwendung zu finden.},
  language  = {de}
}