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HPI Future SOC Lab
(2024)
The “HPI Future SOC Lab” is a cooperation of the Hasso Plattner Institute (HPI) and industry partners. Its mission is to enable and promote exchange and interaction between the research community and the industry partners.
The HPI Future SOC Lab provides researchers with free of charge access to a complete infrastructure of state of the art hard and software. This infrastructure includes components, which might be too expensive for an ordinary research environment, such as servers with up to 64 cores and 2 TB main memory. The offerings address researchers particularly from but not limited to the areas of computer science and business information systems. Main areas of research include cloud computing, parallelization, and In-Memory technologies.
This technical report presents results of research projects executed in 2020. Selected projects have presented their results on April 21st and November 10th 2020 at the Future SOC Lab Day events.
Um in der Schule bereits frühzeitig ein Verständnis für informatische Prozesse zu vermitteln wurde das neue Informatikfach Digitale Welt für die Klassenstufe 5 konzipiert mit der bundesweit einmaligen Verbindung von Informatik mit anwendungsbezogenen und gesellschaftlich relevanten Bezügen zur Ökologie und Ökonomie. Der Technische Report gibt eine Handreichung zur Einführung des neuen Faches.
The “HPI Future SOC Lab” is a cooperation of the Hasso Plattner Institute (HPI) and industry partners. Its mission is to enable and promote exchange and interaction between the research community and the industry partners.
The HPI Future SOC Lab provides researchers with free of charge access to a complete infrastructure of state of the art hard and software. This infrastructure includes components, which might be too expensive for an ordinary research environment, such as servers with up to 64 cores and 2 TB main memory. The offerings address researchers particularly from but not limited to the areas of computer science and business information systems. Main areas of research include cloud computing, parallelization, and In-Memory technologies.
This technical report presents results of research projects executed in 2019. Selected projects have presented their results on April 9th and November 12th 2019 at the Future SOC Lab Day events.
Dieses Literatur-Review verfolgt angesichts des gegenwärtigen, gesteigerten öffentlichen Interesses zum Thema von Arbeitszeitverkürzungsmodellen mit Gehaltsausgleich das Ziel, den aktuellen deutsch- und englischsprachigen Forschungsstand zum möglichen Nutzen von Arbeitszeitverkürzungen mit Gehaltsausgleich (AZV+) für den öffentlichen Arbeitgeber dar-zustellen und kritisch auszuwerten. Das Review basiert auf insgesamt zehn Publikationen, die zum großen Teil zu dem Schluss kommen, dass AZV+ zu keinen negativen Effekten, sondern zu entweder neutralen oder auch mehrheitlich positiven Auswirkungen auf die Arbeitgebendenseite führen. Dabei handelt es sich insbesondere um verbesserte Stresslevel, gesundheitliche Aspekte, gleichbleibende oder erhöhte Produktivität und Motivation/Energie sowie verringerte Absentismuszahlen. Die Anreiz-Beitrags-Theorie bietet sich als Erklärungsmodell für diese Ergebnisse gut an, da sie Aussagen darüber trifft, inwiefern Anreizsysteme wie eine AZV+ für Arbeitnehmende durch deren subjektive Bedürfnisbefriedigung unter Einhaltung bestimmter Grenzen (keine Überschreitung der Beitragsforderungen durch Anpassung des Workload) zu Effekten führen kann, die sich indirekt auch positiv hinsichtlich der Organisationsziele aus-wirken. Die ebenfalls angewandten motivationstheoretischen Elemente der Cognitive Evaluation Theory und der Motivation Crowding Theorie eignen sich weniger gut in ihrer Erklärungskraft der untersuchten Effekte, da die Differenzierung verschiedener Motivationsarten im Rahmen der hier untersuchten Studien unerheblich zu sein scheint. Insgesamt ist die Studienlage zu dem Thema AZV+ generell, und auch speziell im öffentlichen Sektor, sehr dünn und bietet kaum Möglichkeiten für generalisierende Aus-sagen, sodass ein großer Forschungsbedarf zu diesem Thema besteht.
Since the beginning of the recent global refugee crisis, researchers have been tackling many of its associated aspects, investigating how we can help to alleviate this crisis, in particular, using ICTs capabilities. In our research, we investigated the use of ICT solutions by refugees to foster the social inclusion process in the host community. To tackle this topic, we conducted thirteen interviews with Syrian refugees in Germany. Our findings reveal different ICT usages by refugees and how these contribute to feeling empowered. Moreover, we show the sources of empowerment for refugees that are gained by ICT use. Finally, we identified the two types of social inclusion benefits that were derived from empowerment sources. Our results provide practical implications to different stakeholders and decision-makers on how ICT usage can empower refugees, which can foster the social inclusion of refugees, and what should be considered to support them in their integration effort.
Nils-Hendrik Grohmann beschäftigt sich mit dem noch andauernden Stärkungsprozess der UN-Menschenrechtsvertragsorgane. Er analysiert, welche rechtlichen Befugnisse die Ausschüsse haben, ob sie von sich aus Vorschläge einbringen können und inwieweit sie ihre Verfahrensweisen bisher aufeinander abgestimmt haben. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Ausschüssen und der Frage, welche Rolle das Treffen der Vorsitzenden bei der Stärkung spielen kann.
This technical report presents the results of student projects which were prepared during the lecture “Operating Systems II” offered by the “Operating Systems and Middleware” group at HPI in the Summer term of 2020. The lecture covered ad- vanced aspects of operating system implementation and architecture on topics such as Virtualization, File Systems and Input/Output Systems. In addition to attending the lecture, the participating students were encouraged to gather practical experience by completing a project on a closely related topic over the course of the semester. The results of 10 selected exceptional projects are covered in this report.
The students have completed hands-on projects on the topics of Operating System Design Concepts and Implementation, Hardware/Software Co-Design, Reverse Engineering, Quantum Computing, Static Source-Code Analysis, Operating Systems History, Application Binary Formats and more. It should be recognized that over the course of the semester all of these projects have achieved outstanding results which went far beyond the scope and the expec- tations of the lecture, and we would like to thank all participating students for their commitment and their effort in completing their respective projects, as well as their work on compiling this report.
Digital technology offers significant political, economic, and societal opportunities. At the same time, the notion of digital sovereignty has become a leitmotif in German discourse: the state’s capacity to assume its responsibilities and safeguard society’s – and individuals’ – ability to shape the digital transformation in a self-determined way. The education sector is exemplary for the challenge faced by Germany, and indeed Europe, of harnessing the benefits of digital technology while navigating concerns around sovereignty. It encompasses education as a core public good, a rapidly growing field of business, and growing pools of highly sensitive personal data. The report describes pathways to mitigating the tension between digitalization and sovereignty at three different levels – state, economy, and individual – through the lens of concrete technical projects in the education sector: the HPI Schul-Cloud (state sovereignty), the MERLOT data spaces (economic sovereignty), and the openHPI platform (individual sovereignty).
Digitale Technologien bieten erhebliche politische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Chancen. Zugleich ist der Begriff digitale Souveränität zu einem Leitmotiv im deutschen Diskurs über digitale Technologien geworden: das heißt, die Fähigkeit des Staates, seine Verantwortung wahrzunehmen und die Befähigung der Gesellschaft – und des Einzelnen – sicherzustellen, die digitale Transformation selbstbestimmt zu gestalten. Exemplarisch für die Herausforderung in Deutschland und Europa, die Vorteile digitaler Technologien zu nutzen und gleichzeitig Souveränitätsbedenken zu berücksichtigen, steht der Bildungssektor. Er umfasst Bildung als zentrales öffentliches Gut, ein schnell aufkommendes Geschäftsfeld und wachsende Bestände an hochsensiblen personenbezogenen Daten. Davon ausgehend beschreibt der Bericht Wege zur Entschärfung des Spannungsverhältnisses zwischen Digitalisierung und Souveränität auf drei verschiedenen Ebenen – Staat, Wirtschaft und Individuum – anhand konkreter technischer Projekte im Bildungsbereich: die HPI Schul-Cloud (staatliche Souveränität), die MERLOT-Datenräume (wirtschaftliche Souveränität) und die openHPI-Plattform (individuelle Souveränität).
Decubitus is one of the most relevant diseases in nursing and the most expensive to treat. It is caused by sustained pressure on tissue, so it particularly affects bed-bound patients. This work lays a foundation for pressure mattress-based decubitus prophylaxis by implementing a solution to the single-frame 2D Human Pose Estimation problem.
For this, methods of Deep Learning are employed. Two approaches are examined, a coarse-to-fine Convolutional Neural Network for direct regression of joint coordinates and a U-Net for the derivation of probability distribution heatmaps.
We conclude that training our models on a combined dataset of the publicly available Bodies at Rest and SLP data yields the best results. Furthermore, various preprocessing techniques are investigated, and a hyperparameter optimization is performed to discover an improved model architecture.
Another finding indicates that the heatmap-based approach outperforms direct regression.
This model achieves a mean per-joint position error of 9.11 cm for the Bodies at Rest data and 7.43 cm for the SLP data.
We find that it generalizes well on data from mattresses other than those seen during training but has difficulties detecting the arms correctly.
Additionally, we give a brief overview of the medical data annotation tool annoto we developed in the bachelor project and furthermore conclude that the Scrum framework and agile practices enhanced our development workflow.