Investigating user experience and bias mitigation of the multi-modal retrieval of historical data

Decolonisation has raised the discussion of technology having the responsibility of presenting multiple perspectives to users. This is specifically relevant to African precolonial heritage artefact data, where the data contains the bias of the curators of the artefacts and there are primary concerns surrounding the social responsibility of these systems. Historians have argued that common information retrieval algorithms may further bias results presented to users. While research for mitigating bias in information retrieval is steered in the direction of artificial intelligence and automation, an often-neglected approach is that of user-control. User-control has proven to be beneficial in other research areas and is strongly aligned with the core principles of decolonisation. Thus, the effects on user experience, bias mitigation, and retrieval effectiveness from the addition of user-control and algorithmic variation to a multimodal information retrieval system containing precolonial African heritage data was investigated in this study. This was done by conducting two experiments: 1) an experiment to provide a baseline offline evaluation of various algorithms for text and image retrieval and 2) an experiment to investigate the user experience with a retrieval system that allowed them to compare algorithms. In the first experiment, the differences in retrieval effectiveness between colour-based pre-processing algorithms, shape-based preprocessing algorithms, and pre-processing algorithms based on a combination of colour- and shape-detection, was explored. The differences in retrieval effectiveness between stemming, stopword removal and synonym query expansion was also evaluated for text retrieval. In the second experiment, the manner in which users experience bias in the context of common information retrieval algorithms for both the textual and image data that are available in typical historical archives was explored. Users were presented with the results generated by multiple algorithmic variations, in a variety of different result formats, and using a variety of different search methods, affording them the opportunity to decide what they deem provides them with a more relevant set of results. The results of the study show that algorithmic variation can lead to significantly improved retrieval performance with respect to image-based retrieval. The results also show that users potentially prefer shape-based image algorithms rather than colour-based image algorithms, and, that shape-based image algorithms can lead to significantly improved retrieval of historical data. The results also show that users have justifiable preferences for multimodal query and result formats to improve user experience and that users believe they can control bias using algorithmic variatio

Management: A bibliography for NASA managers

This bibliography lists 630 reports, articles and other documents introduced into the NASA Scientific and Technical Information System in 1991. Items are selected and grouped according to their usefulness to the manager as manager. Citations are grouped into ten subject categories: human factors and personnel issues; management theory and techniques; industrial management and manufacturing; robotics and expert systems; computers and information management; research and development; economics, costs and markets; logistics and operations management; reliability and quality control; and legality, legislation, and policy

Technology 2000, volume 1

The purpose of the conference was to increase awareness of existing NASA developed technologies that are available for immediate use in the development of new products and processes, and to lay the groundwork for the effective utilization of emerging technologies. There were sessions on the following: Computer technology and software engineering; Human factors engineering and life sciences; Information and data management; Material sciences; Manufacturing and fabrication technology; Power, energy, and control systems; Robotics; Sensors and measurement technology; Artificial intelligence; Environmental technology; Optics and communications; and Superconductivity

Digital Intelligence – Möglichkeiten und Umsetzung einer informatikgestützten Frühaufklärung: Digital Intelligence – opportunities and implementation of a data-driven foresight

Das Ziel der Digital Intelligence bzw. datengetriebenen Strategischen Frühaufklärung ist, die Zukunftsgestaltung auf Basis valider und fundierter digitaler Information mit vergleichsweise geringem Aufwand und enormer Zeit- und Kostenersparnis zu unterstützen. Hilfe bieten innovative Technologien der (halb)automatischen Sprach- und Datenverarbeitung wie z. B. das Information Retrieval, das (Temporal) Data, Text und Web Mining, die Informationsvisualisierung, konzeptuelle Strukturen sowie die Informetrie. Sie ermöglichen, Schlüsselthemen und latente Zusammenhänge aus einer nicht überschaubaren, verteilten und inhomogenen Datenmenge wie z. B. Patenten, wissenschaftlichen Publikationen, Pressedokumenten oder Webinhalten rechzeitig zu erkennen und schnell und zielgerichtet bereitzustellen. Die Digital Intelligence macht somit intuitiv erahnte Muster und Entwicklungen explizit und messbar. Die vorliegende Forschungsarbeit soll zum einen die Möglichkeiten der Informatik zur datengetriebenen Frühaufklärung aufzeigen und zum zweiten diese im pragmatischen Kontext umsetzen. Ihren Ausgangspunkt findet sie in der Einführung in die Disziplin der Strategischen Frühaufklärung und ihren datengetriebenen Zweig – die Digital Intelligence. Diskutiert und klassifiziert werden die theoretischen und insbesondere informatikbezogenen Grundlagen der Frühaufklärung – vor allem die Möglichkeiten der zeitorientierten Datenexploration. Konzipiert und entwickelt werden verschiedene Methoden und Software-Werkzeuge, die die zeitorientierte Exploration insbesondere unstrukturierter Textdaten (Temporal Text Mining) unterstützen. Dabei werden nur Verfahren in Betracht gezogen, die sich im Kontext einer großen Institution und den spezifischen Anforderungen der Strategischen Frühaufklärung pragmatisch nutzen lassen. Hervorzuheben sind eine Plattform zur kollektiven Suche sowie ein innovatives Verfahren zur Identifikation schwacher Signale. Vorgestellt und diskutiert wird eine Dienstleistung der Digital Intelligence, die auf dieser Basis in einem globalen technologieorientierten Konzern erfolgreich umgesetzt wurde und eine systematische Wettbewerbs-, Markt- und Technologie-Analyse auf Basis digitaler Spuren des Menschen ermöglicht.:Kurzzusammenfassung 2 Danksagung 3 Inhaltsverzeichnis 5 Tabellenverzeichnis 9 Abbildungsverzeichnis 10 A – EINLEITUNG 13 1 Hintergrund und Motivation 13 2 Beitrag und Aufbau der Arbeit 16 B – THEORIE 20 B0 – Digital Intelligence 20 3 Herleitung und Definition der Digital Intelligence 21 4 Abgrenzung zur Business Intelligence 23 5 Übersicht über unterschiedliche Textsorten 24 6 Informetrie: Bibliometrie, Szientometrie, Webometrie 29 7 Informationssysteme im Kontext der Digital Intelligence 31 B1 – Betriebswirtschaftliche Grundlagen der Digital Intelligence 36 8 Strategische Frühaufklärung 37 8.1 Facetten und historische Entwicklung 37 8.2 Methoden 41 8.3 Prozess 42 8.4 Bestimmung wiederkehrender Termini 44 8.5 Grundlagen der Innovations- und Diffusionsforschung 49 B2 – Informatik-Grundlagen der Digital Intelligence 57 9 Von Zeit, Daten, Text, Metadaten zu multidimensionalen zeitorientierten (Text)Daten 59 9.1 Zeit – eine Begriffsbestimmung 59 9.1.1 Zeitliche Grundelemente und Operatoren 59 9.1.2 Lineare, zyklische und verzweigte Entwicklungen 62 9.1.3 Zeitliche (Un)Bestimmtheit 62 9.1.4 Zeitliche Granularität 63 9.2 Text 63 9.2.1 Der Text und seine sprachlich-textuellen Ebenen 63 9.2.2 Von Signalen und Daten zu Information und Wissen 65 9.3 Daten 65 9.3.1 Herkunft 65 9.3.2 Datengröße 66 9.3.3 Datentyp und Wertebereich 66 9.3.4 Datenstruktur 67 9.3.5 Dimensionalität 68 9.4 Metadaten 69 9.5 Zusammenfassung und multidimensionale zeitorientierte Daten 70 10 Zeitorientierte Datenexplorationsmethoden 73 10.1 Zeitorientierte Datenbankabfragen und OLAP 76 10.2 Zeitorientiertes Information Retrieval 78 10.3 Data Mining und Temporal Data Mining 79 10.3.1 Repräsentationen zeitorientierter Daten 81 10.3.2 Aufgaben des Temporal Data Mining 86 10.4 Text Mining und Temporal Text Mining 91 10.4.1 Grundlagen des Text Mining 98 10.4.2 Entwickelte, genutzte und lizensierte Anwendungen des Text Mining 107 10.4.3 Formen des Temporal Text Mining 110 10.4.3.1 Entdeckung kausaler und zeitorientierter Regeln 110 10.4.3.2 Identifikation von Abweichungen und Volatilität 111 10.4.3.3 Identifikation und zeitorientierte Organisation von Themen 112 10.4.3.4 Zeitorientierte Analyse auf Basis konzeptueller Strukturen 116 10.4.3.5 Zeitorientierte Analyse von Frequenz, Vernetzung und Hierarchien 117 10.4.3.6 Halbautomatische Identifikation von Trends 121 10.4.3.7 Umgang mit dynamisch aktualisierten Daten 123 10.5 Web Mining und Temporal Web Mining 124 10.5.1 Web Content Mining 125 10.5.2 Web Structure Mining 126 10.5.3 Web Usage Mining 127 10.5.4 Temporal Web Mining 127 10.6 Informationsvisualisierung 128 10.6.1 Visualisierungstechniken 130 10.6.1.1 Visualisierungstechniken nach Datentypen 130 10.6.1.2 Visualisierungstechniken nach Darstellungsart 132 10.6.1.3 Visualisierungstechniken nach Art der Interaktion 137 10.6.1.4 Visualisierungstechniken nach Art der visuellen Aufgabe 139 10.6.1.5 Visualisierungstechniken nach Visualisierungsprozess 139 10.6.2 Zeitorientierte Visualisierungstechniken 140 10.6.2.1 Statische Repräsentationen 141 10.6.2.2 Dynamische Repräsentationen 145 10.6.2.3 Ereignisbasierte Repräsentationen 147 10.7 Zusammenfassung 152 11 Konzeptuelle Strukturen 154 12 Synopsis für die zeitorientierte Datenexploration 163 C – UMSETZUNG EINES DIGITAL-INTELLIGENCESYSTEMS 166 13 Bestimmung textbasierter Indikatoren 167 14 Anforderungen an ein Digital-Intelligence-System 171 15 Beschreibung der Umsetzung eines Digital-Intelligence-Systems 174 15.1 Konzept einer Dienstleistung der Digital Intelligence 175 15.1.1 Portalnutzung 177 15.1.2 Steckbriefe 178 15.1.3 Tiefenanalysen 180 15.1.4 Technologiescanning 185 15.2 Relevante Daten für die Digital Intelligence (Beispiel) 187 15.3 Frühaufklärungs-Plattform 188 15.4 WCTAnalyze und automatische Extraktion themenspezifischer Ereignisse 197 15.5 SemanticTalk 200 15.6 Halbautomatische Identifikation von Trends 204 15.6.1 Zeitreihenkorrelation 205 15.6.2 HD-SOM-Scanning 207 D – ZUSAMMENFASSUNG 217 Anhang A: Prozessbilder entwickelter Anwendungen des (Temporal) Text Mining 223 Anhang B: Synopsis der zeitorientierten Datenexploration 230 Literaturverzeichnis 231 Selbstständigkeitserklärung 285 Wissenschaftlicher Werdegang des Autors 286 Veröffentlichungen 28

Noise and morphogenesis: Uncertainty, randomness and control

This thesis presents a processual ontology of noise by virtue of which morphogenesis (in its most general understanding as the processes by which order/form is created) must be instantiated. Noise is here outlined as the far from equilibrium environment out of which metastable temporary ‘solutions’ can emerge as the system transitions through the pre-individual state space. While frequently addressed by humanities and arts studies on the basis of its supposed disruptive character (often in terms of aesthetics), this thesis aims to thoroughly examine noise’s conceptual potencies. To explore and amplify the epistemic consequences not merely of the ineliminability of noise but of its originative power as well as within the course of the elimination of givenness by epistemology. This philosophical work is informed by many different fields of contemporary science (namely: statistical physics, information theory, probability theory, 4E cognition, synthetic biology, nonlinear dynamics, complexity science and computer science) in order to assess and highlight the problems of the metascientific and ideological foundations of diverse projects of prediction and control of uncertainty. From algorithmic surveillance back to cybernetics and how these rendered noise “informationally heretical”. This conveys an analysis of how contemporary prediction technologies are dramatically transforming our relationship with the future and with uncertainty in a great number of our social structures. It is a philosophico-critical anthropology of data ontology and a critique of reductive pan-info-computationalism. Additionally, two practical examples of noise characterised as an enabling constraint for the functioning of complex adaptive systems are presented. These are at once biophysical and cognitive, : 1) interaction-dominance constituted by ‘pink noise’ and 2) noise as a source of variability that cells may exploit in (synthetic) biology. Finally, noise is posited as an intractable active ontological randomness that limits the scope of determinism and that goes beyond unpredictability in any epistemological sense due to the insuperability of the situation in which epistemology finds itself following the critique of the given