Some Agent-Based Concepts for Modeling and Simulation

The following explanations address a selective excerpt concerning the application of mathematical concepts to experimental systems and demonstrators within the domain of military training and analysis. The examples provided are intended to illustrate some theoretical principles applied to agent-based models in an unclassified military context. All system-related data employed are of a generic nature and therefore openly available. Terrain data are presented in aggregated form and derived exclusively from open sources

On Entanglement Entropy for magnetic Hamiltonians

This doctoral thesis concerns the entanglement entropy of ideal Fermi gases subject to some simple magnetic Hamiltonians in the asymptotic for large domains. To mathematically formalize this, we first introduce a Hamiltonian operator H acting on a dense subset of L2(ℝd) for d≤3. It describes the kinetic energy of an electron and all external forces acting on our ideal Fermi gas. This Hamiltonian fully describes the behaviour of our idealised Fermions, as they do not have pairwise interactions. We mostly work with the Landau Hamiltonian in two or three spatial dimensions, which stems from a constant magnetic field of strength B>0. In two dimensions, it is given by HB≔(-i∂1-x2)2+(-i∂2+x1)2, while in three dimensions, it is given by HB≔(-i∂1-x2)2+(-i∂2+x1)2-∂32 . In both cases xj are the euclidean spatial coordinates and ∂j are the partial differentials with respect to these coordinates. Furthermore, we introduce a domain Λ⊂ℝd, which is an open set such that the boundary ∂ Λ satisfies some regularity assumptions, which vary throughout this thesis. Let μ>0 be the so-called chemical potential. We work with the ground state projector, which agrees with the thermal equilibrium at zero temperature. It is written as 1_(≤μ)(H) and is the spectral projector associated to the self-adjoint operator H and the part of the spectrum which lies inside the interval (-∞,μ]. The final piece of notation we need is the spatial projector 1_Λ, which is the multiplication operator with the characteristic function of the domain Λ. For some test functions h:[0,1]→R vanishing at 0, we study the asymptotic expansion as L→∞ of the expression tr h(1_(LΛ) 1_(≤μ)(H)1_(LΛ)) , where tr refers to the usual Hilbert space trace of the trace class operator inside. When we insert the entropy function h(t)≔-t ln(t)-(1-t)ln(1-t), we arrive at the bipartite (or local) entanglement entropy of the system. This is of some physical interest and the motivation for this study. Our first main result is the following theorem. Suppose that Λ⊂ℝ3 is a piecewise Lipschitz region and let μ>B>0. Let ν≔⌈(μ/B-1)/2⌉ and let h:[0,1]→R be a continuous function, which is β-Hölder continuous at 0 and 1 for some 1≥β>0, and assume that h(0)=h(1)=0. Then, we have the asymptotic expansion trh(1_(LΛ)1≤μ(HB)1_(LΛ))=L2ln(L)νB/π I(h) ∫_(∂Λ) dH2(v) |n(v)⋅e3|+o(L2ln(L)) . In particular, as the γ-Rényi entropy function h_γ is β-Hölder continuous for any βγ,1), the γ-Rényi entanglement entropy, S_γ(LΛ), of the ground state at Fermi energy μ localized to LΛ, satisfies the asymptotic expansion S_γ(LΛ)=L2ln(L)νB (1+ γ)/(24γπ)  ∫_(∂Λ) dH2(v) |n(v)⋅e3|+o(L2ln(L)) as L→∞. Essentially, this theorem shows an enhanced area law for HB, the Landau Hamiltonian in three dimensions. The noteworthy point here is that, in contrast to the free Hamiltonian H = -Δ, the dependence on the domain is not rotationally invariant, but it depends strongly on the direction of the magnetic field, which is oriented in e3 direction. The proof of this theorem takes about a quarter of this thesis. The first step is to work with polynomial test functions h and find appropriate arguments to reduce the leading order asymptotic to the known asymptotic of the one-dimensional free case (with the Laplace operator on R as the Hamiltonian) and the two-dimensional Landau operator HB. Then, we need some p-Schatten quasi-norm estimates to go from polynomials to merely Hölder continuous test functions h. The remaining part of this thesis is dedicated to the study of the two-dimensional case with the Hamiltonian HB. For fixed magnetic field strength and chemical potential, this has essentially already been fully understood before the work on this thesis began. This thesis focuses on the joint limit B→0 and L→∞. Here, depending on which one approaches its limit faster, we get different, interesting behaviours. We prove the following conjecture in a variety of circumstances. For any Hölder-continuous function f with Hölder exponent strictly bigger than 0, which satisfies f(0)=f(1)=0, any bounded Lipschitz domain Λ, and any μ>0 we have the asymptotic expansion tr f (1_(LΛ)1_(HB≤μ)1_(LΛ))= |∂Λ| 2√μ /π I(f)Lln(μL)+o(μLln(μL))  if BL<μ , |∂Λ| 2√μ /π I(f)Lln(μ/B)+o(μLln(μ/B))  if BL≥μ , as L→∞ and B→0, where we defined the functional f↦I(f)≔1/(4π2) ∫01f(t) /(t(1-t)) dt . The proofs of this conjecture under varied assumptions make up the bulk of the remaining three quarters of this thesis. For this study, due to scaling invariance, we assume μ≔2. After we tackle the case f(t)=t(1-t), where we only need to assume that Λ has C2-boundary and can handle the full range of B,L, we continue with the study of polynomial test functions f. Here, we prove the conjecture in the case BL2.5≪1 using that the projection 1≤μ(HB) converges pointwise to 1≤μ(-Δ), as B tends to zero. Furthermore, we prove it in the case B2L≫1, assuming that ∂ Λ is C2-smooth. Lastly, we prove it under the assumption BL/ln(L)≫1, assuming that Λ is a polygon. This part of the proof relies on a very good understanding of the sine kernel asymptotics of the Hermite kernel, which are discussed along the way. It also relies on the previously established results for a fixed constant magnetic field. After that, we try to get from the polynomial test functions f to the Hölder continuous functions. In the case BL≫1, we recover the same results as for polynomial test functions. This thesis does not study the case BL≪1, as the author has not been able to find a satisfactory approach to this case. The author still considers the case BL≫1 more interesting, as it results in a new formula, while the case BL≪1 yields the same result as B=0, which can thus be regarded as a slight perturbation of the free case H=-Δ. For the purpose of proving this, it is, however, not quite that simple. To get the required bounds, we estimate some p-Schatten quasi-norms. As the methods the author had been aware of prior to working on this thesis were not applicable, the author utilized a method, which relies on “guessing” an orthonormal basis, which is sufficiently close to the eigenbasis of an operator. We discuss this in a lot of detail and provide two other motivational examples, where this method can be applied. This also leads to a (as far as the author is aware) new such quasi-norm estimate for the Hermite kernel associated to the ground state of the harmonic oscillator. The doctoral thesis closes with a brief outlook of potential future research which might be inspired by this work

Intervenierendes Erinnern – Kritische Aufarbeitung des NSU-Komplexes in Theater, Film und Hörspiel

Jahrelang blieben die Anschläge und Morde des NSU-Komplexes unaufgeklärt, bis sich 2011 das ‚Kerntrio‘ des NSU-Komplexes enttarnte. Bis dahin wurden die Morde sowohl in der Ermittlungsarbeit als auch in der öffentlichen Berichterstattung an der Schnittstelle von antimigrantischen und antimuslimischen Diskursen als Taten migrantischer Menschen verhandelt. Auch die anschließende Aufarbeitung war von rassistischen Zuschreibungen und einer mangelnden Einbeziehung der Betroffenenperspektive geprägt. Bereits kurz nach Bekanntwerden des NSU-Komplexes entstanden zahlreiche Theaterstücke, Filme, Romane und Hörspiele, die diese Leerstellen und blinden Flecken der Aufarbeitung thematisierten und kritische Reflexionsräume jenseits tradierter Gedenkformate schufen. Inwieweit Literatur, Theater, Hörspiel und Film zur kritischen Reflexion des NSU-Komplexes beitragen können und wie dies aus literatur- und medienwissenschaftlicher Perspektive untersucht werden kann, ist Gegenstand dieser Studie, die Ansätze der Memory Studies mit intermedialen und interdisziplinären Ansätzen der Erzähltheorie verbindet

Schildern: Narratologische Überlegungen zu einer vergessenen Kategorie

In der Narratologie gibt es bislang keinerlei Beschäftigung mit dem Schildern, obwohl dieses Wort häufig verwendet wird. Während noch Lessing im Laokoon viel über das Schildern und wenig über das Erzählen spricht, und die Schilderung im 19. Jahrhundert als eigene Aufsatzform im Deutschunterricht gepflegt wird, scheint es in der Narratologie als bloße Mischform zwischen Beschreiben und Erzählen – den beiden grundlegenden Weisen der Darstellung von Sachverhalten – aufgefasst und nicht weiter in Betracht gezogen zu werden. Dieses kleine Buch ist ein erster und tastender Versuch, der Tätigkeit des Schilderns innerhalb und außerhalb der Literatur nachzugehen und sich von einer Kategorie in Unruhe versetzen zu lassen, die sich nicht verorten lässt und grundsätzliche narratologische Fragen aufwirft

Prädiktoren des Studienerfolgs von internationalen Studierenden in Deutschland

Internationale Studierende sind eine bedeutsame und zugleich wenig erforschte Gruppe im deutschen Hochschulsystem. Die vorliegende Dissertation untersuchte zentrale Einflussfaktoren des Studienerfolgs dieser Zielgruppe und leistete einen wesentlichen Beitrag, um diese Forschungslücke zu schließen. Aufbauend auf dem SeSaBa-Modell widmete sich die Arbeit der sozialen und akademischen Integration, zwei zentrale Faktoren des Studienerfolgs, die in bisherigen Modellen des Studienabbruchs als entscheidend hervorgehoben wurden, und überprüfte deren Übertragbarkeit auf die besondere Gruppe internationaler Studierender. Die Datengrundlage bildet die Panelstudie „International Student Survey“, die im Rahmen des SeSaBa-Projekts durchgeführt wurde. Befragt wurden N = 4.751 internationale Bachelor- und Masterstudierende aus 134 Ländern an deutschen Hochschulen über sechs Messzeitpunkte hinweg. Im Rahmen dieser Dissertation wurden in vier empirischen Studien unterschiedliche Faktoren des Studienerfolgs analysiert: Lernerprofile und Motivationsregulation als akademische Integrationsmaße (Studie 1 und 4) sowie das Hochschulzugehörigkeitsgefühl als soziales Integrationsmaß (Studie 2 und 3). Die Ergebnisse zeigten, dass soziale und akademische Integration maßgeblich die Studienzufriedenheit, die Studienabbruchsintentionen und die akademischen Leistungen beeinflussen. Diese Dissertation bietet nicht nur theoretische Beiträge zur Bildungspsychologie und Hochschulforschung, sondern sie liefert auch praxisrelevante Erkenntnisse. Sie unterstreicht die Bedeutung, gezielte Maßnahmen zur Förderung der sozialen und akademischen Integration internationaler Studierender zu entwickeln, um deren Studienerfolg zu steigern. In Anbetracht der hohen Bleibequoten internationaler Studierender nach dem Studienabschluss könnten diese Maßnahmen somit auch langfristig zur Bewältigung des Fachkräftemangels in Deutschland beitragen. Zukünftige Forschung sollte auf diesen Erkenntnissen aufbauen und zusätzlich die kulturelle Integration sowie weitere individuelle und institutionelle Faktoren berücksichtigen, um ein noch umfassenderes Verständnis des Studienerfolgs internationaler Studierender zu ermöglichen

Identity-relevant context factors and their effect on the experience of belonging

Im Zentrum der vorliegenden Forschung stehen die Exploration und die Förderung des Zugehörigkeitsgefühls von jungen Geflüchteten in Deutschland unter Verwendung der qualitativen Methode Photovoice. Die Methode zeichnet sich dadurch aus, dass Teilnehmende ihre Lebenswelt fotografieren und diese Fotos hinsichtlich gesellschaftlicher und struktureller Bedingungen analysieren. Die vorliegende Forschung zeigt, dass dieser visuelle Ansatz methodologische Vorteile im Vergleich zu verbalen Methoden bietet. Zentrale Ergebnisse waren, dass selbst produzierte Fotos eher Konsequenzen auf Mikro- und Mesoebene, während verbale Analysen eher Ursachen auf gesellschaftlich-struktureller Ebene aufzeigen können (Studie 1, N = 23). Eine anschließende Photovoice-Feldstudie mit jungen Geflüchteten zeigte, dass sie ihr Zugehörigkeitsgefühl zu Deutschland an 1) direkten positiven Intergruppenbeziehungen, 2) Partizipationsmöglichkeiten und sozialer Mobilität, 3) Akzeptanz religiöser Diversität und 4) baulich-räumlichen Objekten und Natur festmachen (Studie 2, N = 28). Aus den Ergebnissen dieser Studie wurden vier qualitative Vignetten entwickelt, die in einer Online-Fragebogenstudie von Angehörigen der deutschen Mehrheitsbevölkerung bewertet wurden. Diese Forschung zeigt, dass das Zugehörigkeits- gefühl von jungen Geflüchteten zu Deutschland insgesamt kaum bedrohlich wahrgenommen wird. Einstellungen gegenüber Zuwanderung und ziviles Engagement zusammengenommen hatten signifikante Effekte auf die Vignetten-Bewertungen, soziodemografische Faktoren hatten keinen Einfluss (Studie 3, N = 589). Abschließend werden alle Forschungsergebnisse integriert und u. a. hinsichtlich Wohlergehen, Selbstkategorisierung, Identitätsbildung, Akkulturation und Solidarisierung diskutiert sowie Anwendungsimplikationen abgeleitet

Erklären in den Kultur- und Sozialwissenschaften

Erklären ist neben Sammeln, Vergleichen, Beschreiben und Begründen eine der wichtigsten Leistungen in den unterschiedlichsten Wissenschaften. Da jede Wissenschaft jedoch ihre eigenen Forschungsgegenstände, ihre spezifischen Probleme, Untersuchungsansätze und Methoden hat, steht zu vermuten, dass sich – ungeachtet grundlegender Gemeinsamkeiten – auch die Gegenstände, Formen und Praxen des Erklärens in den einzelnen Wissenschaften erheblich voneinander unterscheiden. Der vorliegende Band vereinigt Originalbeiträge aus exemplarischen Kultur- (bzw. Geistes-) und Sozialwissenschaften, in denen gleichsam aus der Innenperspektive eines Faches beleuchtet und reflektiert wird, was Erklären in der Philosophie, in den Sozial- und Geschichtswissenschaften generell, in der Betriebswirtschaft, in der fallverstehenden Soziologie sowie in der Literatur- und Medienwissenschaft jeweils bedeutet, wie es konkret verläuft und welchen Zwecken es dient. Hierbei wird auch der Gegensatz von „Erklären“ und „Verstehen“ bzw. von wirkkausalem Erklären nach Gesetzen und zweckkausalem Erklären nach individuellen Beweggründen auf den Prüfstand gestellt. Mit Beiträgen von Hubertus Busche, Gunnar Schumann, Christian Julmi, Dorett Funcke, Michael Niehaus, Uwe C. Steiner und Peter Risthaus

Animals as Artists: An Interdisciplinary Conversation on German Copyright Law

oai:ub-deposit.fernuni-hagen.de:mir_mods_00002237The article discusses the question of animal authorship under German copyright law and argues for the advancement of legal research through interdisciplinary conversations. It sets out by outlining the key aspects of German copyright law and arguments from legal discourse and then moves on to discussing those elements within this discourse with the potential for meaningful revisions of current legal practice: the definition of the artwork as an entity uniquely tied to human creators, the notion of creativity and its connection to ‘human dignity,’ and the exclusiveness of current definitions of personhood. It suggests a conversation with various disciplines subsumed under the moniker of the environmental humanities, particularly animal philosophy and ethics, artistic practice and art theory, and environmental anthropology and the comparative study of legal cultures. Such a conversation, it is argued, offers a rich archive and toolkit for revising and advancing legal theory and practice, no least in better alignment with scientific insights into animal cognition and behaviour, but also with greater attention to non-western legal practice

Empowering Medical Laboratories with Automated AI and Big Data Approaches to Genomics-Based Diagnostics

Genomics-Based Diagnostic Data (GBDD) is transforming healthcare by enabling more effective and targeted treatments. However, the growing volume and complexity of GBDD present challenges for medical laboratories, where processes are often manual and inefficient. While Artificial Intelligence (AI) offers potential solutions by automating data analysis and identifying complex patterns, its adoption is complicated by evolving regulatory requirements for safe and responsible use. Currently, no scalable GBDD platform exists for routine diagnostics that efficiently processes large datasets, integrates AI, and meets regulatory standards. Motivated by this gap, the dissertation addresses three critical problem areas: automating GBDD processing to enhance efficiency, integrating AI in a regulatory-compliant manner, and developing a scalable platform to support routine diagnostics. To address these areas, the dissertation employs the Nunamaker research framework, integrating observation, theory building, systems development, and experimentation phases, while incorporating a User-Centered System Design (UCSD) methodology to align with users’ goals. As a result, the dissertation presents GenDAI, a comprehensive system designed to automate diagnostic workflows in laboratory settings. GenDAI integrates AI methods to enhance analysis processes and automate findings reports, while ensuring scalability and regulatory compliance. GenDAI is implemented in several prototypes that address practical applications for gene expression, mitochondrial DNA, and microbiome analyses. The prototypes were developed iteratively, incorporating continuous feedback from domain experts. The capabilities of the prototypes were further validated through qualitative and quantitative evaluations. This dissertation demonstrates that automating GBDD processing in medical laboratories using AI is both feasible and beneficial, and can be achieved in a regulatory-compliant manner. The developed platform automates complex diagnostic workflows, advances the efficiency of personalized medicine initiatives, and establishes a foundation for future advancements in AI-assisted laboratory diagnostics. Future work includes expanding the platform’s capabilities and evaluating the system in real-world clinical settings.Genomikbasierte Diagnosedaten (GBDD) revolutionieren das Gesundheitswesen durch effektivere, gezieltere Behandlungen. Doch das wachsende Volumen und die Komplexität von GBDD stellen medizinische Labore vor Herausforderungen, da die Prozesse dort oft manuell und ineffizient sind. Während KI durch die Automatisierung von Datenanalysen und die Identifizierung komplexer Muster potenzielle Lösungen bietet, wird ihre Einführung durch die sich noch entwickelnden regulatorischen Anforderungen für eine sichere und verantwortungsvolle Nutzung erschwert. Derzeit gibt es keine skalierbare GBDD-Plattform für Routinediagnostik, die große Datensätze effizient verarbeitet, KI integriert und regulatorische Standards erfüllt. Angesichts dieser Lücke behandelt diese Dissertation drei Problemfelder: Automatisierung der GBDD-Verarbeitung, KI-Integration in Übereinstimmung mit regulatorischen Anforderungen und Entwicklung einer skalierbaren Plattform für Routinediagnostik. Als Forschungsansatz kommen das Nunamaker-Rahmenwerk, das die Phasen Beobachtung, Theoriebildung, Systementwicklung und Experimentation umfasst, sowie die User-Centered System Design (UCSD)-Methodik zur Fokussierung auf Nutzerziele zum Einsatz. Als Ergebnis stellt die Dissertation GenDAI vor, ein umfassendes System zur Automatisierung diagnostischer Arbeitsabläufe. GenDAI integriert KI-Methoden zur Verbesserung der Analyseprozesse und zur Automatisierung von Befundberichten, bei gleichzeitiger Skalierbarkeit und regulatorischer Konformität. GenDAI wird durch mehrere Prototypen implementiert, die Anwendungen für Genexpressions-, Mitochondriale-DNA- und Mikrobiomanalysen umfassen. Die Prototypen wurden iterativ entwickelt und mit Expertenfeedback kontinuierlich angepasst. Die Funktionen der Prototypen wurden qualitativ und quantitativ validiert. Die Dissertation zeigt, dass die Automatisierung der GBDD-Verarbeitung in medizinischen Laboratorien mit Hilfe von KI sowohl machbar als auch vorteilhaft ist und in Übereinstimmung mit den regulatorischen Anforderungen durchgeführt werden kann. Die entwickelte Plattform automatisiert komplexe diagnostische Abläufe, steigert die Effizienz personalisierter Medizin und legt den Grundstein für zukünftige Fortschritte in der KI-gestützten Labordiagnostik. Zukünftige Arbeiten umfassen die Erweiterung der Plattform und die Evaluierung des Systems in klinischen Umgebungen

Relevance of Sentiment Indicators for Expectations and Uncertainty in Foreign Exchange and Energy Markets

The foreign exchange (FX) and energy markets have undergone significant changes due to increased trading activity and global financial shifts. Foreign exchange markets, in particular, are seeing increasing daily trading volumes. Oil markets are influenced by geopolitical and production events, which impact expectations, uncertainties, and overall market dynamics. This cumulative dissertation examines how media sentiment influences the FX and oil markets, focusing on expectation formation and uncertainty. Building on traditional models such as the rational expectations hypothesis, the study emphasizes the role of media coverage as a public signal that shapes expectations and uncertainties. The dissertation consists of six empirical studies. It finds that expectations about future exchange rates and oil prices are affected by the intensity and tonality of media coverage. In addition, the study illustrates the effects on uncertainties, including forecast errors and disagreements among professionals. Furthermore, media coverage is more significant for information rigidities in the FX market compared to order flow and is valuable for understanding the weak link between FX and fundamentals through scapegoat effects. The implications of the dissertation show that media coverage and tonality, as sources of public information, capture a substantial part of the market, providing an important channel through which information is processed and potentially influencing expectation formations and uncertainties in the FX and oil markets