TY - JOUR A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Woltran, Stefan T1 - Answer set programming unleashed! JF - Künstliche Intelligenz N2 - Answer Set Programming faces an increasing popularity for problem solving in various domains. While its modeling language allows us to express many complex problems in an easy way, its solving technology enables their effective resolution. In what follows, we detail some of the key factors of its success. Answer Set Programming [ASP; Brewka et al. Commun ACM 54(12):92–103, (2011)] is seeing a rapid proliferation in academia and industry due to its easy and flexible way to model and solve knowledge-intense combinatorial (optimization) problems. To this end, ASP offers a high-level modeling language paired with high-performance solving technology. As a result, ASP systems provide out-off-the-box, general-purpose search engines that allow for enumerating (optimal) solutions. They are represented as answer sets, each being a set of atoms representing a solution. The declarative approach of ASP allows a user to concentrate on a problem’s specification rather than the computational means to solve it. This makes ASP a prime candidate for rapid prototyping and an attractive tool for teaching key AI techniques since complex problems can be expressed in a succinct and elaboration tolerant way. This is eased by the tuning of ASP’s modeling language to knowledge representation and reasoning (KRR). The resulting impact is nicely reflected by a growing range of successful applications of ASP [Erdem et al. AI Mag 37(3):53–68, 2016; Falkner et al. Industrial applications of answer set programming. K++nstliche Intelligenz (2018)] Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0550-z SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 105 EP - 108 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - GEN A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Woltran, Stefan T1 - Special issue on answer set programming T2 - Künstliche Intelligenz Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0554-8 SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 101 EP - 103 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Baier, Thomas A1 - Di Ciccio, Claudio A1 - Mendling, Jan A1 - Weske, Mathias T1 - Matching events and activities by integrating behavioral aspects and label analysis JF - Software and systems modeling N2 - Nowadays, business processes are increasingly supported by IT services that produce massive amounts of event data during the execution of a process. These event data can be used to analyze the process using process mining techniques to discover the real process, measure conformance to a given process model, or to enhance existing models with performance information. Mapping the produced events to activities of a given process model is essential for conformance checking, annotation and understanding of process mining results. In order to accomplish this mapping with low manual effort, we developed a semi-automatic approach that maps events to activities using insights from behavioral analysis and label analysis. The approach extracts Declare constraints from both the log and the model to build matching constraints to efficiently reduce the number of possible mappings. These mappings are further reduced using techniques from natural language processing, which allow for a matching based on labels and external knowledge sources. The evaluation with synthetic and real-life data demonstrates the effectiveness of the approach and its robustness toward non-conforming execution logs. KW - Process mining KW - Event mapping KW - Business process intelligence KW - Constraint satisfaction KW - Declare KW - Natural language processing Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s10270-017-0603-z SN - 1619-1366 SN - 1619-1374 VL - 17 IS - 2 SP - 573 EP - 598 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Przybylla, Mareen A1 - Romeike, Ralf T1 - Empowering learners with tools in CS education BT - physical computing in secondary schools JF - it - Information Technology N2 - In computer science, computer systems are both, objects of investigation and tools that enable creative learning and design. Tools for learning have a long tradition in computer science education. Already in the late 1960s, Papert developed a concept which had an immense impact on the development of informal education in the following years: his theory of constructionism understands learning as a creative process of knowledge construction that is most effective when learners create something purposeful that they can try out, show around, discuss, analyse and receive praise for. By now, there are numerous learning and programming environments that are based on the constructionist ideas. Modern tools offer opportunities for students to learn in motivating ways and gain impressive results in programming games, animations, implementing 3D models or developing interactive objects. This article gives an overview of computer science education research related to tools and media to be used in educational settings. We analyse different types of tools with a special focus on the categorization and development of tools for student adequate physical computing activities in the classroom. Research around the development and evaluation of tools and learning resources in the domain of physical computing is illustrated with the example of "My Interactive Garden", a constructionist learning and programming environment. It is explained how the results from empirical studies are integrated in the continuous development of the learning material. KW - tools KW - media KW - resources KW - computer science education KW - physical computing Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1515/itit-2017-0032 SN - 1611-2776 SN - 2196-7032 VL - 60 IS - 2 SP - 91 EP - 101 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - GEN A1 - Frank, Mario A1 - Kreitz, Christoph T1 - A theorem prover for scientific and educational purposes T2 - Electronic proceedings in theoretical computer science N2 - We present a prototype of an integrated reasoning environment for educational purposes. The presented tool is a fragment of a proof assistant and automated theorem prover. We describe the existing and planned functionality of the theorem prover and especially the functionality of the educational fragment. This currently supports working with terms of the untyped lambda calculus and addresses both undergraduate students and researchers. We show how the tool can be used to support the students' understanding of functional programming and discuss general problems related to the process of building theorem proving software that aims at supporting both research and education. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.4204/EPTCS.267.4 SN - 2075-2180 IS - 267 SP - 59 EP - 69 PB - Open Publishing Association CY - Sydney ER - TY - GEN A1 - Schäpers, Björn A1 - Niemueller, Tim A1 - Lakemeyer, Gerhard A1 - Gebser, Martin A1 - Schaub, Torsten H. T1 - ASP-Based Time-Bounded Planning for Logistics Robots T2 - Twenty-Eighth International Conference on Automated Planning and Scheduling (ICAPS 2018) N2 - Manufacturing industries are undergoing a major paradigm shift towards more autonomy. Automated planning and scheduling then becomes a necessity. The Planning and Execution Competition for Logistics Robots in Simulation held at ICAPS is based on this scenario and provides an interesting testbed. However, the posed problem is challenging as also demonstrated by the somewhat weak results in 2017. The domain requires temporal reasoning and dealing with uncertainty. We propose a novel planning system based on Answer Set Programming and the Clingo solver to tackle these problems and incentivize robot cooperation. Our results show a significant performance improvement, both, in terms of lowering computational requirements and better game metrics. Y1 - 2018 SN - 2334-0835 SN - 2334-0843 SP - 509 EP - 517 PB - ASSOC Association for the Advancement of Artificial Intelligence CY - Palo Alto ER - TY - CHAP A1 - Kiy, Alexander A1 - Knoth, Alexander Henning A1 - Müller, Ina ED - Harris-Huemmert, Susan ED - Pohlenz, Philipp ED - Mitterauer, Lukas T1 - ReflectUP-App Situative und kontextbezogene Evaluation des Studieneinstiegs T2 - Digitalisierung der Hochschullehre Neue Anforderungen an die Evaluation? Y1 - 2018 SN - 978-3-8309-3807-1 SP - 85 EP - 102 PB - Waxmann CY - Münster ER - TY - GEN A1 - Bordihn, Henning A1 - Nagy, Benedek A1 - Vaszil, György T1 - Preface: Non-classical models of automata and applications VIII T2 - RAIRO-Theoretical informatics and appli and applications Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1051/ita/2018019 SN - 0988-3754 SN - 1290-385X VL - 52 IS - 2-4 SP - 87 EP - 88 PB - EDP Sciences CY - Les Ulis ER - TY - GEN A1 - Afantenos, Stergos A1 - Peldszus, Andreas A1 - Stede, Manfred T1 - Comparing decoding mechanisms for parsing argumentative structures T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Parsing of argumentative structures has become a very active line of research in recent years. Like discourse parsing or any other natural language task that requires prediction of linguistic structures, most approaches choose to learn a local model and then perform global decoding over the local probability distributions, often imposing constraints that are specific to the task at hand. Specifically for argumentation parsing, two decoding approaches have been recently proposed: Minimum Spanning Trees (MST) and Integer Linear Programming (ILP), following similar trends in discourse parsing. In contrast to discourse parsing though, where trees are not always used as underlying annotation schemes, argumentation structures so far have always been represented with trees. Using the 'argumentative microtext corpus' [in: Argumentation and Reasoned Action: Proceedings of the 1st European Conference on Argumentation, Lisbon 2015 / Vol. 2, College Publications, London, 2016, pp. 801-815] as underlying data and replicating three different decoding mechanisms, in this paper we propose a novel ILP decoder and an extension to our earlier MST work, and then thoroughly compare the approaches. The result is that our new decoder outperforms related work in important respects, and that in general, ILP and MST yield very similar performance. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1062 KW - argumentation structure KW - argument mining KW - parsing Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-470527 SN - 1866-8372 IS - 1062 ER - TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Obermeier, Philipp A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Ratsch-Heitmann, Michel A1 - Runge, Mario T1 - Routing driverless transport vehicles in car assembly with answer set programming JF - Theory and practice of logic programming N2 - Automated storage and retrieval systems are principal components of modern production and warehouse facilities. In particular, automated guided vehicles nowadays substitute human-operated pallet trucks in transporting production materials between storage locations and assembly stations. While low-level control systems take care of navigating such driverless vehicles along programmed routes and avoid collisions even under unforeseen circumstances, in the common case of multiple vehicles sharing the same operation area, the problem remains how to set up routes such that a collection of transport tasks is accomplished most effectively. We address this prevalent problem in the context of car assembly at Mercedes-Benz Ludwigsfelde GmbH, a large-scale producer of commercial vehicles, where routes for automated guided vehicles used in the production process have traditionally been hand-coded by human engineers. Such adhoc methods may suffice as long as a running production process remains in place, while any change in the factory layout or production targets necessitates tedious manual reconfiguration, not to mention the missing portability between different production plants. Unlike this, we propose a declarative approach based on Answer Set Programming to optimize the routes taken by automated guided vehicles for accomplishing transport tasks. The advantages include a transparent and executable problem formalization, provable optimality of routes relative to objective criteria, as well as elaboration tolerance towards particular factory layouts and production targets. Moreover, we demonstrate that our approach is efficient enough to deal with the transport tasks evolving in realistic production processes at the car factory of Mercedes-Benz Ludwigsfelde GmbH. KW - automated guided vehicle routing KW - car assembly operations KW - answer set programming Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1017/S1471068418000182 SN - 1471-0684 SN - 1475-3081 VL - 18 IS - 3-4 SP - 520 EP - 534 PB - Cambridge Univ. Press CY - New York ER - TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Kaminski, Roland A1 - Kaufmann, Benjamin A1 - Lühne, Patrick A1 - Obermeier, Philipp A1 - Ostrowski, Max A1 - Romero Davila, Javier A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Schellhorn, Sebastian A1 - Wanko, Philipp T1 - The Potsdam Answer Set Solving Collection 5.0 JF - Künstliche Intelligenz N2 - The Potsdam answer set solving collection, or Potassco for short, bundles various tools implementing and/or applying answer set programming. The article at hand succeeds an earlier description of the Potassco project published in Gebser et al. (AI Commun 24(2):107-124, 2011). Hence, we concentrate in what follows on the major features of the most recent, fifth generation of the ASP system clingo and highlight some recent resulting application systems. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0528-x SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 181 EP - 182 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Haubelt, Christian A1 - Neubauer, Kai A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Wanko, Philipp T1 - Design space exploration with answer set programming JF - Künstliche Intelligenz N2 - The aim of our project design space exploration with answer set programming is to develop a general framework based on Answer Set Programming (ASP) that finds valid solutions to the system design problem and simultaneously performs Design Space Exploration (DSE) to find the most favorable alternatives. We leverage recent developments in ASP solving that allow for tight integration of background theories to create a holistic framework for effective DSE. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0530-3 SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 205 EP - 206 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - GEN A1 - Lifschitz, Vladimir A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Woltran, Stefan T1 - Interview with Vladimir Lifschitz T2 - Künstliche Intelligenz N2 - This interview with Vladimir Lifschitz was conducted by Torsten Schaub at the University of Texas at Austin in August 2017. The question set was compiled by Torsten Schaub and Stefan Woltran. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0552-x SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 213 EP - 218 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - GEN A1 - Brewka, Gerhard A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Woltran, Stefan T1 - Interview with Gerhard Brewka T2 - Künstliche Intelligenz N2 - This interview with Gerhard Brewka was conducted by correspondance in May 2018. The question set was compiled by Torsten Schaub and Stefan Woltran. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0549-5 SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 219 EP - 221 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Prescher, Denise A1 - Bornschein, Jens A1 - Köhlmann, Wiebke A1 - Weber, Gerhard T1 - Touching graphical applications BT - bimanual tactile interaction on the HyperBraille pin-matrix display JF - Universal Access in the Information Society N2 - Novel two-dimensional tactile displays enable blind users to not only get access to the textual but also to the graphical content of a graphical user interface. Due to the higher amount of information that can be presented in parallel, orientation and exploration can be more complex. In this paper we present the HyperBraille system, which consists of a pin-matrix device as well as a graphical screen reader providing the user with appropriate presentation and interaction possibilities. To allow for a detailed analysis of bimanual interaction strategies on a pin-matrix device, we conducted two user studies with a total of 12 blind people. The task was to fill in .pdf forms on the pin-matrix device by using different input methods, namely gestures, built-in hardware buttons as well as a conventional PC keyboard. The forms were presented in a semigraphic view type that not only contains Braille but also tactile widgets in a spatial arrangement. While completion time and error rate partly depended on the chosen input method, the usage of special reading strategies seemed to be independent of it. A direct comparison of the system and a conventional assistive technology (screen reader with single-line Braille device) showed that interaction on the pin-matrix device can be very efficient if the user is trained. The two-dimensional output can improve access to .pdf forms with insufficient accessibility as the mapping of input controls and the corresponding labels can be supported by a spatial presentation. KW - Planar tactile display KW - Blind users KW - pdf forms KW - Screen reader KW - Gesture input KW - Key input Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s10209-017-0538-8 SN - 1615-5289 SN - 1615-5297 VL - 17 IS - 2 SP - 391 EP - 409 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Afantenos, Stergos A1 - Peldszus, Andreas A1 - Stede, Manfred T1 - Comparing decoding mechanisms for parsing argumentative structures JF - Argument & Computation N2 - Parsing of argumentative structures has become a very active line of research in recent years. Like discourse parsing or any other natural language task that requires prediction of linguistic structures, most approaches choose to learn a local model and then perform global decoding over the local probability distributions, often imposing constraints that are specific to the task at hand. Specifically for argumentation parsing, two decoding approaches have been recently proposed: Minimum Spanning Trees (MST) and Integer Linear Programming (ILP), following similar trends in discourse parsing. In contrast to discourse parsing though, where trees are not always used as underlying annotation schemes, argumentation structures so far have always been represented with trees. Using the ‘argumentative microtext corpus’ [in: Argumentation and Reasoned Action: Proceedings of the 1st European Conference on Argumentation, Lisbon 2015 / Vol. 2, College Publications, London, 2016, pp. 801–815] as underlying data and replicating three different decoding mechanisms, in this paper we propose a novel ILP decoder and an extension to our earlier MST work, and then thoroughly compare the approaches. The result is that our new decoder outperforms related work in important respects, and that in general, ILP and MST yield very similar performance. KW - Argumentation structure KW - argument mining KW - parsing Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.3233/AAC-180033 SN - 1946-2166 SN - 1946-2174 VL - 9 IS - 3 SP - 177 EP - 192 PB - IOS Press CY - Amsterdam ER - TY - GEN A1 - Neubauer, Kai A1 - Haubelt, Christian A1 - Wanko, Philipp A1 - Schaub, Torsten H. T1 - Utilizing quad-trees for efficient design space exploration with partial assignment evaluation T2 - 2018 23rd Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC) N2 - Recently, it has been shown that constraint-based symbolic solving techniques offer an efficient way for deciding binding and routing options in order to obtain a feasible system level implementation. In combination with various background theories, a feasibility analysis of the resulting system may already be performed on partial solutions. That is, infeasible subsets of mapping and routing options can be pruned early in the decision process, which fastens the solving accordingly. However, allowing a proper design space exploration including multi-objective optimization also requires an efficient structure for storing and managing non-dominated solutions. In this work, we propose and study the usage of the Quad-Tree data structure in the context of partial assignment evaluation during system synthesis. Out experiments show that unnecessary dominance checks can be avoided, which indicates a preference of Quad-Trees over a commonly used list-based implementation for large combinatorial optimization problems. Y1 - 2018 SN - 978-1-5090-0602-1 U6 - https://doi.org/10.1109/ASPDAC.2018.8297362 SN - 2153-6961 SP - 434 EP - 439 PB - IEEE CY - New York ER - TY - GEN A1 - Bosser, Anne-Gwenn A1 - Cabalar, Pedro A1 - Dieguez, Martin A1 - Schaub, Torsten H. T1 - Introducing temporal stable models for linear dynamic logic T2 - 16th International Conference on Principles of Knowledge Representation and Reasoning N2 - We propose a new temporal extension of the logic of Here-and-There (HT) and its equilibria obtained by combining it with dynamic logic over (linear) traces. Unlike previous temporal extensions of HT based on linear temporal logic, the dynamic logic features allow us to reason about the composition of actions. For instance, this can be used to exercise fine grained control when planning in robotics, as exemplified by GOLOG. In this paper, we lay the foundations of our approach, and refer to it as Linear Dynamic Equilibrium Logic, or simply DEL. We start by developing the formal framework of DEL and provide relevant characteristic results. Among them, we elaborate upon the relationships to traditional linear dynamic logic and previous temporal extensions of HT. Y1 - 2018 UR - https://www.dc.fi.udc.es/~cabalar/del.pdf SP - 12 EP - 21 PB - ASSOC Association for the Advancement of Artificial Intelligence CY - Palo Alto ER - TY - GEN A1 - Sahlmann, Kristina A1 - Schwotzer, Thomas T1 - Ontology-based virtual IoT devices for edge computing T2 - Proceedings of the 8th International Conference on the Internet of Things N2 - An IoT network may consist of hundreds heterogeneous devices. Some of them may be constrained in terms of memory, power, processing and network capacity. Manual network and service management of IoT devices are challenging. We propose a usage of an ontology for the IoT device descriptions enabling automatic network management as well as service discovery and aggregation. Our IoT architecture approach ensures interoperability using existing standards, i.e. MQTT protocol and SemanticWeb technologies. We herein introduce virtual IoT devices and their semantic framework deployed at the edge of network. As a result, virtual devices are enabled to aggregate capabilities of IoT devices, derive new services by inference, delegate requests/responses and generate events. Furthermore, they can collect and pre-process sensor data. These tasks on the edge computing overcome the shortcomings of the cloud usage regarding siloization, network bandwidth, latency and speed. We validate our proposition by implementing a virtual device on a Raspberry Pi. KW - Internet of Things KW - Edge Computing KW - oneM2M Ontology KW - M2M KW - Semantic Interoperability KW - MQTT Y1 - 2018 SN - 978-1-4503-6564-2 U6 - https://doi.org/10.1145/3277593.3277597 SP - 1 EP - 7 PB - Association for Computing Machinery CY - New York ER - TY - GEN A1 - Böhne, Sebastian A1 - Kreitz, Christoph T1 - Learning how to prove BT - from the coq proof assistant to textbook style T2 - Electronic proceedings in theoretical computer science N2 - We have developed an alternative approach to teaching computer science students how to prove. First, students are taught how to prove theorems with the Coq proof assistant. In a second, more difficult, step students will transfer their acquired skills to the area of textbook proofs. In this article we present a realisation of the second step. Proofs in Coq have a high degree of formality while textbook proofs have only a medium one. Therefore our key idea is to reduce the degree of formality from the level of Coq to textbook proofs in several small steps. For that purpose we introduce three proof styles between Coq and textbook proofs, called line by line comments, weakened line by line comments, and structure faithful proofs. While this article is mostly conceptional we also report on experiences with putting our approach into practise. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.4204/EPTCS.267.1 SN - 2075-2180 IS - 267 SP - 1 EP - 18 PB - Open Publishing Association CY - Sydney ER - TY - JOUR A1 - Banbara, Mutsunori A1 - Inoue, Katsumi A1 - Kaufmann, Benjamin A1 - Okimoto, Tenda A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Soh, Takehide A1 - Tamura, Naoyuki A1 - Wanko, Philipp T1 - teaspoon BT - solving the curriculum-based course timetabling problems with answer set programming JF - Annals of operation research N2 - Answer Set Programming (ASP) is an approach to declarative problem solving, combining a rich yet simple modeling language with high performance solving capacities. We here develop an ASP-based approach to curriculum-based course timetabling (CB-CTT), one of the most widely studied course timetabling problems. The resulting teaspoon system reads a CB-CTT instance of a standard input format and converts it into a set of ASP facts. In turn, these facts are combined with a first-order encoding for CB-CTT solving, which can subsequently be solved by any off-the-shelf ASP systems. We establish the competitiveness of our approach by empirically contrasting it to the best known bounds obtained so far via dedicated implementations. Furthermore, we extend the teaspoon system to multi-objective course timetabling and consider minimal perturbation problems. KW - Educational timetabling KW - Course timetabling KW - Answer set programming KW - Multi-objective optimization KW - Minimal perturbation problems Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s10479-018-2757-7 SN - 0254-5330 SN - 1572-9338 VL - 275 IS - 1 SP - 3 EP - 37 PB - Springer CY - Dordrecht ER - TY - JOUR A1 - Giannini, Paola A1 - Richter, Tim A1 - Servetto, Marco A1 - Zucca, Elena T1 - Tracing sharing in an imperative pure calculus JF - Science of computer programming N2 - We introduce a type and effect system, for an imperative object calculus, which infers sharing possibly introduced by the evaluation of an expression, represented as an equivalence relation among its free variables. This direct representation of sharing effects at the syntactic level allows us to express in a natural way, and to generalize, widely-used notions in literature, notably uniqueness and borrowing. Moreover, the calculus is pure in the sense that reduction is defined on language terms only, since they directly encode store. The advantage of this non-standard execution model with respect to a behaviorally equivalent standard model using a global auxiliary structure is that reachability relations among references are partly encoded by scoping. (C) 2018 Elsevier B.V. All rights reserved. KW - Imperative calculi KW - Sharing KW - Type and effect systems Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1016/j.scico.2018.11.007 SN - 0167-6423 SN - 1872-7964 VL - 172 SP - 180 EP - 202 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - THES A1 - Ostrowski, Max T1 - Modern constraint answer set solving T1 - Moderne Constraint Antwortmengenprogrammierung N2 - Answer Set Programming (ASP) is a declarative problem solving approach, combining a rich yet simple modeling language with high-performance solving capabilities. Although this has already resulted in various applications, certain aspects of such applications are more naturally modeled using variables over finite domains, for accounting for resources, fine timings, coordinates, or functions. Our goal is thus to extend ASP with constraints over integers while preserving its declarative nature. This allows for fast prototyping and elaboration tolerant problem descriptions of resource related applications. The resulting paradigm is called Constraint Answer Set Programming (CASP). We present three different approaches for solving CASP problems. The first one, a lazy, modular approach combines an ASP solver with an external system for handling constraints. This approach has the advantage that two state of the art technologies work hand in hand to solve the problem, each concentrating on its part of the problem. The drawback is that inter-constraint dependencies cannot be communicated back to the ASP solver, impeding its learning algorithm. The second approach translates all constraints to ASP. Using the appropriate encoding techniques, this results in a very fast, monolithic system. Unfortunately, due to the large, explicit representation of constraints and variables, translation techniques are restricted to small and mid-sized domains. The third approach merges the lazy and the translational approach, combining the strength of both while removing their weaknesses. To this end, we enhance the dedicated learning techniques of an ASP solver with the inferences of the translating approach in a lazy way. That is, the important knowledge is only made explicit when needed. By using state of the art techniques from neighboring fields, we provide ways to tackle real world, industrial size problems. By extending CASP to reactive solving, we open up new application areas such as online planning with continuous domains and durations. N2 - Die Antwortmengenprogrammierung (ASP) ist ein deklarativer Ansatz zur Problemlösung. Eine ausdrucksstarke Modellierungssprache erlaubt es, Probleme einfach und flexibel zu beschreiben. Durch sehr effiziente Problemlösungstechniken, konnten bereits verschiedene Anwendungsgebiete erschlossen werden. Allerdings lassen sich Probleme mit Ressourcen besser mit Gleichungen über Ganze oder Reelle Zahlen lösen, anstatt mit reiner Boolescher Logik. In dieser Arbeit erweitern wir ASP mit Arithmetik über Ganze Zahlen zu Constraint Answer Set Programming (CASP). Unser Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Erweiterung der Modellierungssprache mit Arithmetik, ohne Performanz oder Flexibilität einzubüßen. In einem ersten, bedarfsgesteuertem, modularen Ansatz kombinieren wir einen ASP Solver mit einem externen System zur Lösung von ganzzahligen Gleichungen. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass zwei verschiedene Technologien Hand in Hand arbeiten, wobei jede nur ihren Teil des Problems betrachten muss. Ein Nachteil der sich daraus ergibt ist jedoch, dass Abhängigkeiten zwischen den Gleichungen nicht an den ASP Solver kommuniziert werden können. Das beeinträchtigt die Lernfähigkeit des zu Grunde liegenden Algorithmus. Der zweite von uns verfolgte Ansatz übersetzt die ganzzahligen Gleichungen direkt nach ASP. Durch entsprechende Kodierungstechniken erhält man ein sehr effizientes, monolithisches System. Diese Übersetzung erfordert eine explizite Darstellung aller Variablen und Gleichungen. Daher ist dieser Ansatz nur für kleine bis mittlere Wertebereiche geeignet. Die dritte Methode, die wir in dieser Arbeit vorstellen, vereinigt die Vorteile der beiden vorherigen Ansätze und überwindet ihre Kehrseiten. Wir entwickeln einen lernenden Algorithmus, der die Arithmetik implizit lässt. Dies befreit uns davon, eine möglicherweise riesige Menge an Variablen und Formeln zu speichern, und erlaubt es uns gleichzeitig dieses Wissen zu nutzen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, durch die Kombination hochmoderner Technologien, industrielle Anwendungsgebiete für ASP zu erschliessen. Die verwendeten Techniken erlauben eine Erweiterung von CASP mit reaktiven Elementen. Das heißt, dass das Lösen des Problems ein interaktiver Prozess wird. Das Problem kann dabei ständig verändert und erweitert werden, ohne dass Informationen verloren gehen oder neu berechnet werden müssen. Dies eröffnet uns neue Möglichkeiten, wie zum Beispiel reaktives Planen mit Ressourcen und Zeiten. KW - ASP (Answer Set Programming) KW - CASP (Constraint Answer Set Programming) KW - constraints KW - hybrid KW - SMT (SAT Modulo Theories) KW - Antwortmengenprogrammierung KW - hybrides Problemlösen Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-407799 ER - TY - JOUR A1 - Damnik, Gregor A1 - Gierl, Mark A1 - Proske, Antje A1 - Körndle, Hermann A1 - Narciss, Susanne T1 - Automatische Erzeugung von Aufgaben als Mittel zur Erhöhung von Interaktivität und Adaptivität in digitalen Lernressourcen JF - E-Learning Symposium 2018 N2 - Digitale Medien enthalten bislang vor allem Inhalte in verschiedenen Darstellungsformen. Dies allein erzeugt jedoch nur einen geringen Mehrwert zu klassischen Lernressourcen, da die Kriterien der Interaktivität und Adaptivität nicht mit einbezogen werden. Dies scheitert jedoch oft an dem damit verbundenen Erstellungsaufwand. Der folgende Beitrag zeigt, wie durch die automatische Erzeugung von Aufgaben ein hochwertiger Wissenserwerb mit digitalen Medien ermöglicht wird. Ferner werden Vor- und Nachteile der automatischen Erstellung von Aufgaben erörtert. KW - Lernaufgaben KW - Adaptivität KW - Interaktivität KW - digitale Medien KW - Automatic Item Generation Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421842 SP - 5 EP - 16 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Mariani, Ennio A1 - Jaisli, Isabel T1 - Didaktische Herausforderungen bei der Erstellung eines frei verfügbaren Onlinekurses JF - E-Learning Symposium 2018 N2 - Die Veröffentlichung eines global frei verfügbaren Onlinekurses abseits der großen MOOC Plattformen bringt spezielle Herausforderungen mit sich. Neben technischen Herausforderungen sind eine effiziente Wissensvermittlung und die Erhaltung der Lernmotivation zentral. Der folgende Beitrag stellt Techniken zur Steigerung der Lerneffizienz und -motivation anhand des ARCS Modells vor. Er zeigt auf, wie die verschiedenen Techniken in der Entwicklung des Onlinekurses „Designing Sustainable Food Systems“ umgesetzt wurden und inwieweit sie erfolgreich waren. KW - E-Learning KW - Didaktik KW - Lernmotivation KW - ARCS Modell KW - open learning Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421924 SP - 29 EP - 40 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Tscherejkina, Anna A1 - Morgiel, Anna A1 - Moebert, Tobias T1 - Computergestütztes Training von sozio-emotionalen Kompetenzen durch Minispiele JF - E-Learning Symposium 2018 N2 - Das Training sozioemotionaler Kompetenzen ist gerade für Menschen mit Autismus nützlich. Ein solches Training kann mithilfe einer spielbasierten Anwendung effektiv gestaltet werden. Zwei Minispiele, Mimikry und Emo-Mahjong, wurden realisiert und hinsichtlich User Experience evaluiert. Die jeweiligen Konzepte und die Evaluationsergebnisse sollen hier vorgestellt werden. KW - Computergestützes Training KW - User Experience KW - Digital Game Based Learning KW - Autismus Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421937 SP - 41 EP - 52 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Herbstreit, Stephanie A1 - Mäker, Daniela A1 - Szalai, Cynthia T1 - Einsatz einer mobilen Lern-App - Ein Werkzeug zur Verbesserung von klinisch-praktischem Unterricht BT - Nutzbarkeit und Zufriedenheit bei Medizin-Studierenden JF - E-Learning Symposium 2018 N2 - Der Unterricht am Krankenbett ist im Medizinstudium eine wertvolle Möglichkeit klinisch-praktische Fertigkeiten zu erlernen. Eine optimale Vorbereitung der Studierenden ist dabei Voraussetzung. Eine mobile Lern-App wurde entwickelt, die den Studierenden, neben Lernzielen, Kursinhalte und Anleitungen zu Untersuchungstechniken bietet, um die Vorbereitung auf einen klinisch-praktischen Kurs zu fördern und Kurzinformationen auch während des Kurses zur Verfügung zu stellen. 175 Studierende hatten die Möglichkeit die App parallel zu einem klinischen Untersuchungs-Kurs im Semester zu nutzen. Im Anschluss beantworteten die Studierenden einen Fragebogen zur Nützlichkeit und Vielseitigkeit der App und zur Zufriedenheit mit der App unter Verwendung eine 5-Punkt-Likert-Skala und zwei offenen Fragen. In diesem Beitrag wird das Kurskonzept zusammen mit der Lern-App, die Ergebnisse aus dem Fragebogen und unsere Schlussfolgerungen daraus vorgestellt. Studierende bewerteten die App grundsätzlich als hilfreich. Sie sollte dabei gründlich eingeführt werden. Patienten sollten über die Nutzung von Smartphones im Studentenunterricht zu Lernzwecken informiert werden. KW - mobiles Lernen KW - Lern-App KW - klinisch-praktischer Unterricht Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421942 SP - 53 EP - 63 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Braun, Iris A1 - Kapp, Felix A1 - Hara, Tenshi A1 - Kubica, Tommy T1 - Erfolgsfaktoren beim Einsatz von Audience Response Systemen in der universitären Lehre BT - Erfahrungen aus dem ARS-Projekt "Auditorium Mobile Classroom Service" JF - E-Learning Symposium 2018 N2 - Der vorliegende Beitrag berichtet auf der Grundlage von Erfahrungen mit dem Audience Response System (ARS) „Auditorium Mobile Classroom Service“ von Erfolgsfaktoren für den Einsatz in der universitären Lehre. Dabei werden sowohl die technischen Rahmenbedingungen und Herausforderungen der Anwendungen berücksichtigt, als auch die unterschiedlichen didaktischen Konzepte und Ziele der beteiligten Akteure (Studierende, Lehrende und Institution). Ziel ist es, Einflussfaktoren für den erfolgreichen Einsatz sowohl für die Praxis als auch die wissenschaftliche Untersuchung und Weiterentwicklung der Systeme zu benennen und ein heuristisches Framework für Chancen und Herausforderungen beim Einsatz von ARS anzubieten. KW - Audience Response Systeme KW - technische Rahmenbedingungen KW - didaktisches Konzept Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421959 SP - 65 EP - 67 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Stumpf, Sarah T1 - Digitale Kompetenzen im Lehramtsstudium BT - Entwicklung eines Frameworks für angehende Lehrkräfte JF - E-Learning Symposium 2018 N2 - Der Beitrag skizziert ein Modell, das die Entwicklung digitaler Kompetenzen im Lehramtsstudium fördern soll. Zwar wird das Kompetenzmodell aus der Deutschdidaktik heraus entwickelt, nimmt aber auch fachübergreifende Anforderungen in den Bereichen Informationskompetenz, medientechnischer Kompetenzen, Fähigkeiten der Medienanalyse und -reflexion sowie Sprachhandlungskompetenz in den Blick. Damit wird das Ziel verfolgt, die besonderen Anforderungen angehender Lehrkräfte als Mediator*innen digitaler Kompetenzen darzustellen. Das beschriebene Modell dieser Vermittlungskompetenz dient der Verankerung digitaler Lehr-Lernkonzepte als wesentlicher Bestandteil der modernen Lehrer*innenbildung. KW - Lehrer*innenbildung KW - Kompetenzerwerb KW - digitale Bildung Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421968 SP - 69 EP - 71 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Przybylla, Mareen T1 - From Embedded Systems to Physical Computing: Challenges of the “Digital World” in Secondary Computer Science Education T1 - Von Eingebetteten Systemen zu Physical Computing: Herausforderungen der “Digitalen Welt” in der informatischen Bildung im Sekundarbereich N2 - Physical computing covers the design and realization of interactive objects and installations and allows learners to develop concrete, tangible products of the real world, which arise from their imagination. This can be used in computer science education to provide learners with interesting and motivating access to the different topic areas of the subject in constructionist and creative learning environments. However, if at all, physical computing has so far mostly been taught in afternoon clubs or other extracurricular settings. Thus, for the majority of students so far there are no opportunities to design and create their own interactive objects in regular school lessons. Despite its increasing popularity also for schools, the topic has not yet been clearly and sufficiently characterized in the context of computer science education. The aim of this doctoral thesis therefore is to clarify physical computing from the perspective of computer science education and to adequately prepare the topic both content-wise and methodologically for secondary school teaching. For this purpose, teaching examples, activities, materials and guidelines for classroom use are developed, implemented and evaluated in schools. In the theoretical part of the thesis, first the topic is examined from a technical point of view. A structured literature analysis shows that basic concepts used in physical computing can be derived from embedded systems, which are the core of a large field of different application areas and disciplines. Typical methods of physical computing in professional settings are analyzed and, from an educational perspective, elements suitable for computer science teaching in secondary schools are extracted, e. g. tinkering and prototyping. The investigation and classification of suitable tools for school teaching show that microcontrollers and mini computers, often with extensions that greatly facilitate the handling of additional components, are particularly attractive tools for secondary education. Considering the perspectives of science, teachers, students and society, in addition to general design principles, exemplary teaching approaches for school education and suitable learning materials are developed and the design, production and evaluation of a physical computing construction kit suitable for teaching is described. In the practical part of this thesis, with “My Interactive Garden”, an exemplary approach to integrate physical computing in computer science teaching is tested and evaluated in different courses and refined based on the findings in a design-based research approach. In a series of workshops on physical computing, which is based on a concept for constructionist professional development that is developed specifically for this purpose, teachers are empowered and encouraged to develop and conduct physical computing lessons suitable for their particular classroom settings. Based on their in-class experiences, a process model of physical computing teaching is derived. Interviews with those teachers illustrate that benefits of physical computing, including the tangibility of crafted objects and creativity in the classroom, outweigh possible drawbacks like longer preparation times, technical difficulties or difficult assessment. Hurdles in the classroom are identified and possible solutions discussed. Empirical investigations in the different settings reveal that “My Interactive Garden” and physical computing in general have a positive impact, among others, on learner motivation, fun and interest in class and perceived competencies. Finally, the results from all evaluations are combined to evaluate the design principles for physical computing teaching and to provide a perspective on the development of decision-making aids for physical computing activities in school education. N2 - Physical Computing ist die Gestaltung interaktiver Objekte und Installationen und ermöglicht Lernenden, konkrete, greifbare Produkte der realen Welt zu schaffen, die ihrer eigenen Vorstellung entsprechen. Dies kann in der informatischen Bildung genutzt werden, um Lernenden einen interessanten und motivierenden Zugang zu den verschiedenen Themengebieten des Lerngegenstandes in konstruktionistischen und kreativen Lernumgebungen anzubieten. Bisher wurde Physical Computing allerdings, wenn überhaupt, vorrangig in Nachmittagsaktivitäten und anderen extracurricularen Kontexten unterrichtet. Daher hat ein Großteil aller Schülerinnen und Schüler bisher keine Gelegenheit, im Rahmen von Schulunterricht selbst gestalterisch tätig zu werden und interaktive Objekte herzustellen. Trotz zunehmender Popularität, auch in Schulen, wurde das Thema bisher im Kontext der informatischen Bildung nicht hinreichend klar charakterisiert. Ziel dieser Dissertation ist es daher, Physical Computing aus informatikdidaktischer Sicht zu klären und sowohl inhaltlich als auch methodisch adäquat für den Schulunterricht in den Sekundarstufen aufzubereiten. Dazu werden Unterrichtsbeispiele, -aktivitäten, -materialien und -empfehlungen entwickelt, in Schulen eingesetzt und evaluiert. Im theoretischen Teil der Arbeit wird das Thema zunächst aus fachlicher Perspektive untersucht. Eine strukturierte Literaturanalyse zeigt, dass grundlegende Konzepte des Physical Computings aus dem Fachgebiet Eingebettete Systeme abgeleitet werden können, welches den Kern diverser Anwendungsgebiete und Disziplinen bildet. Typische Methoden des Physical Computings werden analysiert und geeignete Elemente für den Informatikunterricht der Sekundarstufen werden aus didaktischer Perspektive herausgearbeitet, beispielsweise Tinkering und Prototyping. Bei der Untersuchung und Klassifikation geeigneter Werkzeuge für den Schulunterricht kristallisieren sich Mikrocontroller und Mini-Computer, oft mit Erweiterungen zur deutlichen Vereinfachung der Handhabung zusätzlicher Komponenten, als besonders attraktive Werkzeuge für die Sekundarstufen heraus. Unter Berücksichtigung der Perspektiven der Fachwissenschaft, Lehrer, Schüler und Gesellschaft werden zusätzlich zu allgemeinen Gestaltungsprinzipien auch beispielhafte Unterrichtsansätze für die schulische Bildung und geeignete Lernmaterialien entwickelt und der Entwurf, die Produktion und Evaluation eines für den Unterricht geeigneten Physical-Computing-Baukastens beschrieben. Im praktischen Teil der Arbeit wird in einem Design-Based-Research-Ansatz mit „My Interactive Garden“ eine beispielhafte Umsetzung von Physical Computing im Informatikunterricht in verschiedenen Kursen getestet, evaluiert und entsprechend der Erkenntnisse überarbeitet. In einer Workshopreihe zum Thema Physical Computing, welche auf einem eigens entwickelten konstruktionistischen Lehrerfortbildungskonzept basiert, werden Lehrer befähigt und ermutigt, für ihre konkreten Unterrichtssituationen geeigneten Physical-Computing-Unterricht zu planen und durchzuführen. Aus ihren Unterrichtserfahrungen wird ein Prozessmodell für Physical-Computing-Unterricht abgeleitet. Interviews mit diesen Lehrern illustrieren, dass Vorteile des Physical Computings, z. B. die Greifbarkeit gebastelter Objekte und Kreativität im Unterricht, mögliche Nachteile wie längere Vorbereitungszeiten, technische Schwierigkeiten oder schwierige Leistungsbewertung, überwiegen. Hürden im Unterricht werden identifiziert und mögliche Ansätze, diese zu umgehen, diskutiert. Empirische Untersuchungen in den verschiedenen Unterrichtsumsetzungen zeigen, das sowohl „My Interactive Garden“ als auch Physical Computing im Allgemeinen einen positiven Einfluss unter anderem auf Lernermotivation, Spaß und Interesse im Unterricht und wahrgenommene Kompetenzen haben. Abschließend werden die Ergebnisse aller Untersuchungen zusammengeführt, um die Gestaltungsprinzipien für Physical-Computing-Unterricht zu evaluieren und einen Ausblick auf die Entwicklung von Entscheidungshilfen für Physical-Computing-Aktivitäten in der schulischen Bildung zu geben. KW - secondary computer science education KW - embedded systems KW - physical computing KW - educational reconstruction KW - design principles KW - classroom material KW - tools for teaching KW - informatische Bildung im Sekundarbereich KW - eingebettete Systeme KW - physical Computing KW - didaktische Rekonstruktion KW - Entwurfsprinzipien KW - Schulmaterial KW - Unterrichtswerkzeuge Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-418339 ER - TY - JOUR A1 - Kiy, Alexander T1 - Digitale Medien & Hochschul-Cloud: Eine vielversprechende Verbindung JF - eleed N2 - Ob Online-Kurse, videobasierte Lehrangebote, mobile Applikationen, eigenentwickelte oder kommerzielle Web 2.0-Anwendungen, die Fülle digitaler Unterstützungsangebote ist kaum zu überblicken. Dabei bieten mobile Endgeräte, Web-Anwendungen und Apps Chancen Lehre, Studium und Forschung maßgeblich neu zu gestalten. Im Beitrag wird ein Beschreibungsrahmen für die mediendidaktische Ausgestaltung von Lehr-, Lern- und Forschungsarrangements vorgestellt, der die technischen Gesichtspunkte hervorhebt. Anschließend werden unterschiedliche Nutzungsszenarien unter Einbeziehung digitaler Medien skizziert. Diese werden als Ausgangspunkt genommen um das Konzept einer Systemarchitektur vorzustellen, die es zum einen ermöglicht beliebige Applikationen automatisiert bereit zu stellen und zum anderen die anfallenden Nutzendendaten plattformübergreifend zu aggregieren und für eine Ausgestaltung virtueller Lehr- und Lernräumen zu nutzen. KW - e-learning KW - Digitale Medien KW - Berliner Modell KW - TPACK KW - Hochschullehre KW - Hochschul-Cloud KW - xAPI KW - SaaSAbstract Y1 - 2018 UR - https://eleed.campussource.de/archive/se2018/4659 IS - 12 ER - TY - CHAP A1 - Kiy, Alexander A1 - Lucke, Ulrike ED - de Witt, Claudia ED - Gloerfeld, Christina T1 - Mobile Unterstützung im Studienalltag zwischen Generalität und Individualität T2 - Handbuch Mobile Learning N2 - Mobile Endgeräte und Applikationen (Apps) sind dank vielfältiger Kommunikations-, Informations- und Assistenzfunktionen zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden. Inzwischen hat sich insbesondere im Hochschulumfeld eine bunte Vielfalt an mobilen Unterstützungsangeboten etabliert, beginnend bei zentral angebotenen Uni-Apps bis hin zu unterschiedlichen Apps zur Ausgestaltung einzelner Lehrveranstaltungen oder individueller Lehr- und Lernszenarien. Angesichts der großen Aufwände zur Entwicklung, Distribution und Pflege mobiler Anwendungen ist ein Einsatz für eine möglichst große Zielgruppe wünschenswert. Dies kann jedoch mit dem Charakter mobiler Endgeräte als persönliche, individualisierte Assistenten kollidieren. In diesem Beitrag werden entlang dieses Spektrums zwischen (fach-)spezifischen Einzellösungen und breiten Allroundern verschiedene mobile Unterstützungsangebote aus dem Hochschulbereich vorgestellt, hinsichtlich ihres Einsatzes kontextuell eingeordnet und systematisiert. Dies umfasst mobile Anwendungen, die allgemeine organisatorische Aspekte des Studiums, bestimmte Felder wie die Studieneingangsphase oder die konkrete Begleitung hybrider Lernszenarien fokussieren. Es schließt sich eine App-Auswahl an, die fachspezifischen Aspekten Rechnung trägt und in denen Inhalte in Form von Serious Games, Simulationen und Inhaltsmodulen aufbereitet sind. Neben Lehre und Studium wird auch die Forschung in den Fokus gerückt, wo Apps gleichermaßen als Forschungsgegenstand und Datenerhebungsinstrument wirken. Aus der Fülle dieser Entwicklungen resultiert eine App-Vielfalt, die verschiedene Herausforderungen aufwirft. Der Beitrag stellt die spezifischen Herausforderungen zusammen und spricht Empfehlungen aus. Dabei werden sowohl organisatorische, inhaltliche und technische Fragestellungen thematisiert als auch rechtliche Gesichtspunkte bezüglich Datenschutz und Copyright tangiert. KW - Mobile Learning KW - mobile Applikationen KW - Apps KW - Hochschul-Apps KW - TPACK KW - SAMR Y1 - 2018 SN - 978-3-658-19123-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-19123-8_37 VL - 2018 SP - 777 EP - 808 PB - Springer VS CY - Wiesbaden ER - TY - GEN A1 - Klieme, Eric A1 - Tietz, Christian A1 - Meinel, Christoph T1 - Beware of SMOMBIES BT - Verification of Users based on Activities while Walking T2 - The 17th IEEE International Conference on Trust, Security and Privacy in Computing and Communications (IEEE TrustCom 2018)/the 12th IEEE International Conference on Big Data Science and Engineering (IEEE BigDataSE 2018) N2 - Several research evaluated the user's style of walking for the verification of a claimed identity and showed high authentication accuracies in many settings. In this paper we present a system that successfully verifies a user's identity based on many real world smartphone placements and yet not regarded interactions while walking. Our contribution is the distinction of all considered activities into three distinct subsets and a specific one-class Support Vector Machine per subset. Using sensor data of 30 participants collected in a semi-supervised study approach, we prove that unsupervised verification is possible with very low false-acceptance and false-rejection rates. We furthermore show that these subsets can be distinguished with a high accuracy and demonstrate that this system can be deployed on off-the-shelf smartphones. KW - gait KW - authentication KW - smartphone KW - activities KW - verification KW - behavioral KW - continuous Y1 - 2018 SN - 978-1-5386-4387-7 SN - 978-1-5386-4389-1 U6 - https://doi.org/10.1109/TrustCom/BigDataSE.2018.00096 SN - 2324-9013 SP - 651 EP - 660 PB - IEEE CY - New York ER - TY - THES A1 - Feinbube, Frank T1 - Ansätze zur Integration von Beschleunigern ins Betriebssystem Y1 - 2018 ER - TY - JOUR A1 - Bordihn, Henning A1 - Mitrana, Victor A1 - Negru, Maria C. A1 - Paun, Andrei A1 - Paun, Mihaela T1 - Small networks of polarized splicing processors are universal JF - Natural computing : an innovative journal bridging biosciences and computer sciences ; an international journal N2 - In this paper, we consider the computational power of a new variant of networks of splicing processors in which each processor as well as the data navigating throughout the network are now considered to be polarized. While the polarization of every processor is predefined (negative, neutral, positive), the polarization of data is dynamically computed by means of a valuation mapping. Consequently, the protocol of communication is naturally defined by means of this polarization. We show that networks of polarized splicing processors (NPSP) of size 2 are computationally complete, which immediately settles the question of designing computationally complete NPSPs of minimal size. With two more nodes we can simulate every nondeterministic Turing machine without increasing the time complexity. Particularly, we prove that NPSP of size 4 can accept all languages in NP in polynomial time. Furthermore, another computational model that is universal, namely the 2-tag system, can be simulated by NPSP of size 3 preserving the time complexity. All these results can be obtained with NPSPs with valuations in the set as well. We finally show that Turing machines can simulate a variant of NPSPs and discuss the time complexity of this simulation. KW - Computing with DNA KW - Splicing KW - Splicing processor KW - Polarization KW - 2-tag system KW - Turing machine Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s11047-018-9691-0 SN - 1567-7818 SN - 1572-9796 VL - 17 IS - 4 SP - 799 EP - 809 PB - Springer CY - Dordrecht ER - TY - GEN A1 - Marwecki, Sebastian A1 - Baudisch, Patrick T1 - Scenograph BT - Fitting Real-Walking VR Experiences into Various Tracking Volumes T2 - UIST '18: Proceedings of the 31st Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology N2 - When developing a real-walking virtual reality experience, designers generally create virtual locations to fit a specific tracking volume. Unfortunately, this prevents the resulting experience from running on a smaller or differently shaped tracking volume. To address this, we present a software system called Scenograph. The core of Scenograph is a tracking volume-independent representation of real-walking experiences. Scenograph instantiates the experience to a tracking volume of given size and shape by splitting the locations into smaller ones while maintaining narrative structure. In our user study, participants' ratings of realism decreased significantly when existing techniques were used to map a 25m2 experience to 9m2 and an L-shaped 8m2 tracking volume. In contrast, ratings did not differ when Scenograph was used to instantiate the experience. KW - Virtual reality KW - real-walking KW - locomotion Y1 - 2018 SN - 978-1-4503-5948-1 U6 - https://doi.org/10.1145/3242587.3242648 SP - 511 EP - 520 PB - Association for Computing Machinery CY - New York ER - TY - JOUR A1 - Brewka, Gerhard A1 - Ellmauthaler, Stefan A1 - Kern-Isberner, Gabriele A1 - Obermeier, Philipp A1 - Ostrowski, Max A1 - Romero, Javier A1 - Schaub, Torsten H. A1 - Schieweck, Steffen T1 - Advanced solving technology for dynamic and reactive applications JF - Künstliche Intelligenz Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0538-8 SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 199 EP - 200 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Wahl, Marina A1 - Hölscher, Michael T1 - Und am Wochenende Blended Learning BT - Herausforderungen und Maßnahmen für Lehr-Lern-Szenarien in der universitären Weiterbildung. Das Beispiel Universität Speyer. JF - E-Learning Symposium 2018 N2 - Berufsbegleitende Studiengänge stehen vor besonderen Schwierigkeiten, für die der Einsatz von Blended Learning-Szenarien sinnvoll sein kann. Welche speziellen Herausforderungen sich dabei ergeben und welche Lösungsansätze dagegen steuern, betrachtet der folgende Artikel anhand eines Praxisberichts aus dem Studiengang M. P. A. Wissenschaftsmanagement an der Universität Speyer. KW - Blended Learning KW - E-Learning KW - Weiterbildung KW - LMS KW - OpenOLAT KW - Strategie Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421910 SP - 17 EP - 27 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - CHAP A1 - Keil, Reinhard A1 - Konert, Johannes A1 - Damnik, Gregor A1 - Gierl, Mark J. A1 - Proske, Antje A1 - Körndle, Hermann A1 - Narciss, Susanne A1 - Wahl, Marina A1 - Hölscher, Michael A1 - Mariani, Ennio A1 - Jaisli, Isabel A1 - Tscherejkina, Anna A1 - Morgiel, Anna A1 - Moebert, Tobias A1 - Herbstreit, Stephanie A1 - Mäker, Daniela A1 - Szalai, Cynthia A1 - Braun, Iris A1 - Kapp, Felix A1 - Hara, Tenshi C. A1 - Kubica, Tommy A1 - Stumpf, Sarah ED - Lucke, Ulrike ED - Strickroth, Sven T1 - E-Learning Symposium 2018 BT - Innovation und Nachhaltigkeit – (k)ein Gegensatz?! N2 - In den vergangenen Jahren sind viele E-Learning-Innovationen entstanden. Einige davon wurden auf den vergangenen E-Learning Symposien der Universität Potsdam präsentiert: Das erste E-Learning Symposium im Jahr 2012 konzentrierte sich auf unterschiedliche Möglichkeiten der Studierendenaktivierung und Lehrgestaltung. Das Symposium 2014 rückte vor allem die Studierenden ins Zentrum der Aufmerksamkeit. Im Jahr 2016 kam es durch das Zusammengehen des Symposiums mit der DeLFI-Tagung zu einer Fokussierung auf technische Innovationen. Doch was ist aus den Leuchttürmen von gestern geworden, und brauchen wir überhaupt noch neue Leuchttürme? Das Symposium setzt sich in diesem Jahr unter dem Motto „Innovation und Nachhaltigkeit – (k)ein Gegensatz?“ mit mediengestützten Lehr- und Lernprozessen im universitären Kontext auseinander und reflektiert aktuelle technische sowie didaktische Entwicklungen mit Blick auf deren mittel- bis langfristigen Einsatz in der Praxis. Dieser Tagungsband zum E-Learning Symposium 2018 an der Universität Potsdam beinhaltet eine Mischung von Forschungs- und Praxisbeiträgen aus verschiedenen Fachdisziplinen und eröffnet vielschichtige Perspektiven auf das Thema E-Learning. Dabei werden die Vielfalt der didaktischen Einsatzszenarien als auch die Potentiale von Werk-zeugen und Methoden der Informatik in ihrem Zusammenspiel beleuchtet. In seiner Keynote widmet sich Reinhard Keil dem Motto des Symposiums und geht der Nachhaltigkeit bei E-Learning-Projekten auf den Grund. Dabei analysiert und beleuchtet er anhand seiner über 15-jährigen Forschungspraxis die wichtigsten Wirkfaktoren und formuliert Empfehlungen zur Konzeption von E-Learning-Projekten. Im Gegensatz zu rein auf Kostenersparnis ausgerichteten (hochschul-)politischen Forderungen proklamiert er den Ansatz der hypothesengeleiteten Technikgestaltung, in der Nachhaltigkeit als Leitfrage oder Forschungsstrategie verstanden werden kann. In eine ähnliche Richtung geht der Beitrag von Iris Braun et al., die über Erfolgsfaktoren beim Einsatz von Audience Response Systemen in der universitären Lehre berichten. Ein weiteres aktuelles Thema, sowohl für die Bildungstechnologie als auch in den Bildungswissenschaften allgemein, ist die Kompetenzorientierung und –modellierung. Hier geht es darum (Problemlöse-)Fähigkeiten gezielt zu beschreiben und in den Mittelpunkt der Lehre zu stellen. Johannes Konert stellt in einem eingeladenen Vortrag zwei Projekte vor, die den Prozess beginnend bei der Definition von Kompetenzen, deren Modellierung in einem semantischen maschinenlesbaren Format bis hin zur Erarbeitung von Methoden zur Kompetenzmessung und der elektronischen Zertifizierung aufzeigen. Dabei geht er auf technische Möglichkeiten, aber auch Grenzen ein. Auf einer spezifischeren Ebene beschäftigt sich Sarah Stumpf mit digitalen bzw. mediendidaktischen Kompetenzen im Lehramtsstudium und stellt ein Framework für die Förderung ebensolcher Kompetenzen bei angehenden Lehrkräften vor. Der Einsatz von E-Learning birgt noch einige Herausforderungen. Dabei geht es oft um die Verbindung von Didaktik und Technik, den Erhalt von Aufmerksamkeit oder den Aufwand für das Erstellen von interaktiven Lehr- und Lerninhalten. Drei Beiträge in diesem Tagungsband beschäftigen sich mit dieser Thematik in unterschiedlichen Kontexten und zeigen Best-Practices und Lösungsansätze auf: Der Beitrag von Martina Wahl und Michael Hölscher behandelt den besonderen Kontext von Blended Learning-Szenarien in berufsbegleitenden Studiengängen. Um die Veröffentlichung eines global frei verfügbaren Onlinekurses abseits der großen MOOC Plattformen und den didaktischen Herausforderungen auch hinsichtlich der Motivation geht es im Beitrag von Ennio Marani und Isabel Jaisli. Schließlich schlagen Gregor Damnik et al. die automatische Erzeugung von Aufgaben zur Erhöhung von Interaktivität und Adaptivität in digitalen Lernressourcen vor, um den teilweise erheblichen Erstellungsaufwand zu reduzieren. Zum Thema E-Learning zählen auch immer mobile Apps bzw. Spiele. Gleich zwei Beiträge beschäftigen sich mit dem Einsatz von E-Learning-Tools im Gesundheitskontext: Anna Tscherejkina und Anna Morgiel stellen in ihrem Beitrag Minispiele zum Training von sozio-emotionalen Kompetenzen für Menschen mit Autismus vor, und Stephanie Herbstreit et al. berichten vom Einsatz einer mobilen Lern-App zur Verbesserung von klinisch-praktischem Unterricht. KW - E-Learning KW - Onlinelehre KW - Game-based learning KW - Mobiles Lernen Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-420711 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - CHAP A1 - Seegerer, Stefan A1 - Romeike, Ralf A1 - Tillmann, Alexander A1 - Krömker, Detlef A1 - Horn, Florian A1 - Gattinger, Thorsten A1 - Weicker, Karsten A1 - Schmitz, Dennis A1 - Moldt, Daniel A1 - Röpke, René A1 - Larisch, Kathrin A1 - Schroeder, Ulrik A1 - Keverpütz, Claudia A1 - Küppers, Bastian A1 - Striewe, Michael A1 - Kramer, Matthias A1 - Grillenberger, Andreas A1 - Frede, Christiane A1 - Knobelsdorf, Maria A1 - Greven, Christoph ED - Bergner, Nadine ED - Röpke, René ED - Schroeder, Ulrik ED - Krömker, Detlef T1 - Hochschuldidaktik der Informatik HDI 2018 BT - 8. Fachtagung des GI-Fachbereichs Informatik und Ausbildung/Didaktik der Informatik ; 12.-13. September 2018 an der Goethe-Universität Frankfurt am Main T2 - Commentarii informaticae didacticae (CID) N2 - Die 8. Fachtagung für Hochschuldidaktik der Informatik (HDI) fand im September 2018 zusammen mit der Deutschen E-Learning Fachtagung Informatik (DeLFI) unter dem gemeinsamen Motto „Digitalisierungswahnsinn? - Wege der Bildungstransformationen“ in Frankfurt statt. Dabei widmet sich die HDI allen Fragen der informatischen Bildung im Hochschulbereich. Schwerpunkte bildeten in diesem Jahr u. a.: - Analyse der Inhalte und anzustrebenden Kompetenzen in Informatikveranstaltungen - Programmieren lernen & Einstieg in Softwareentwicklung - Spezialthemen: Data Science, Theoretische Informatik und Wissenschaftliches Arbeiten Die Fachtagung widmet sich ausgewählten Fragestellungen dieser Themenkomplexe, die durch Vorträge ausgewiesener Experten und durch eingereichte Beiträge intensiv behandelt werden. T3 - Commentarii informaticae didacticae (CID) - 12 Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-413542 SN - 978-3-86956-435-7 SN - 1868-0844 SN - 2191-1940 IS - 12 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Li, Yuanqing A1 - Chen, Li A1 - Nofal, Issam A1 - Chen, Mo A1 - Wang, Haibin A1 - Liu, Rui A1 - Chen, Qingyu A1 - Krstić, Miloš A1 - Shi, Shuting A1 - Guo, Gang A1 - Baeg, Sang H. A1 - Wen, Shi-Jie A1 - Wong, Richard T1 - Modeling and analysis of single-event transient sensitivity of a 65 nm clock tree JF - Microelectronics reliability N2 - The soft error rate (SER) due to heavy-ion irradiation of a clock tree is investigated in this paper. A method for clock tree SER prediction is developed, which employs a dedicated soft error analysis tool to characterize the single-event transient (SET) sensitivities of clock inverters and other commercial tools to calculate the SER through fault-injection simulations. A test circuit including a flip-flop chain and clock tree in a 65 nm CMOS technology is developed through the automatic ASIC design flow. This circuit is analyzed with the developed method to calculate its clock tree SER. In addition, this circuit is implemented in a 65 nm test chip and irradiated by heavy ions to measure its SER resulting from the SETs in the clock tree. The experimental and calculation results of this case study present good correlation, which verifies the effectiveness of the developed method. KW - Clock tree KW - Modeling KW - Single-event transient (SET) Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1016/j.microrel.2018.05.016 SN - 0026-2714 VL - 87 SP - 24 EP - 32 PB - Elsevier CY - Oxford ER - TY - GEN A1 - Krstić, Miloš A1 - Jentzsch, Anne-Kristin T1 - Reliability, safety and security of the electronics in automated driving vehicles - joint lab lecturing approach T2 - 2018 12TH European Workshop on Microelectronics Education (EWME) N2 - This paper proposes an education approach for master and bachelor students to enhance their skills in the area of reliability, safety and security of the electronic components in automated driving. The approach is based on the active synergetic work of research institutes, academia and industry in the frame of joint lab. As an example, the jointly organized summer school with the respective focus is organized and elaborated. KW - reliability KW - safety KW - security KW - automated driving KW - joint lab Y1 - 2018 SN - 978-1-5386-1157-9 SP - 21 EP - 22 PB - IEEE CY - New York ER -