Chaos - No randomness in cardiac physiology

Struktur telinga manusia memiliki ciri yang stabil dan dapat diandalkan dibandingkan dengan wajah, karena struktur telinga tidak mengalami Perubahan secara proporsional pada peningkatan usia. Penelitian ini menggunakan ekstraksi ciri Zernike moment invariants (ZMI) untuk menentukan karakteristik daun telinga, sedangkan pengenalan telinga menggunakan Jaringan Syaraf Propagasi Balik (JSPB). Hasil eksperimen menunjukkan akurasi pengenalan telinga mencapai sebesar 96,66%

Chaostheorie - nützlich oder vergänglich?

Chaos ist das Wort mit der weltweit größten Wertsteigerung, so schrieb DER SPIEGEL, Brügge (1993), am Beginn seiner dreiteiligen Serie "Kult um das Chaos" mit dem Untertitel "Aberglaube oder Welterklärung?". In dieser Serie finden sich viele harsche Worte für die unseriösen Protagonisten der Chaostheorie. Viele erliegen in der Tat der Faszination prächtig falscher "Chaosdarstellungen". Viele reden und schreiben über die Chaostheorie: Mathematiker und Physiker, Ingenieure und Biochemiker, Ökologen und Mediziner und sogar Sozialwissenschaftler. Und wenn soviele darüber reden, dann ist es nicht erstaunlich, daß sogar Komponisten, Dichter, Tänzer, Psychologen und auch Manager davon angesteckt werden. Wenn soviele darüber reden, dann ist es klar, daß nicht alle, die es tun, auch etwas davon verstehen. Aber sie tun es trotzdem, und damit sind wir beim Problem. Chaostheorie beschreibt keine "wissenschaftliche Revolution". Der Begriff "Chaostheorie" erweckt genauso falsche Assoziationen wie der Begriff "Katastrophentheorie". Mit dem Artikel "Chaos, Fraktale und das Bild der Mathematik in der Öffentlichkeit" stellt der Mathematiker Steffen (1994) sehr kritisch Beiträge zur Chaostheorie an den Pranger. Man muß seine Wertung nicht teilen, sie mag vielen gar provokativ überzogen vorkommen, aber er hat sicher manche besonders verwegene Deutungen, Spekulationen und Auswüchse zu Recht aufs Korn genommen. Das Thema Chaos hat viele Facetten und so auch die dazu erschienenen Publikationen. Die Bandbreite an umfangreicher, lesenswerter Literatur deutscher Autoren aus dem Bereich der Ingenieurwissenschaften reicht von Argyris u. a. (1994) bis Straub (1990). Ich will mich heute weder mit Steffens zum Teil beißender Kritik beschäftigen und auch nicht in den Kreis leidenschaftlicher Befürworter einreihen, sondern über meine nunmehr über fünfzehnjährige Erfahrung mit dem Thema "Chaostheorie" berichten. Für den Tübinger Biochemiker Otto Rössler ist der altgriechische Philosoph Anaxagoras der Urvater der Chaostheorie. Das könnte ein Beleg dafür sein, daß Chaos die Menschheit schon lange beschäftigt. Auch Leonardo da Vinci war von diesem Phänomen offenbar fasziniert, wie einige seiner Zeichnungen erahnen lassen. Ich befinde mich also in guter Gesellschaft

Fractal Dimension for the Characterization of the Porosity of Asphalt Concretes

Abstract In the design of asphalt mixtures for paving, the choice of components has a remarkable importance, as requirements of quality and durability must be assured in use, guaranteeing adequate standards of safety and comfort. In this paper, an approach of analysis on the aggregate materials using fractal geometry is proposed. Following an analytical and an experimental approach, it was possible to find a correlation between characteristics of the asphalt concrete (specific gravity and porosity) and the fractal dimension of the aggregate mixtures. The studies revealed that this approach allows to draw the optimal fractal dimension and, consequently, it can be used to choose an appropriate aggregate gradation for the specific application; once the appropriate initial physical parameters are finalized. This fractal approach could be employed for predicting the porosity of mixed asphalt concretes, given as input the fractal characteristics of the aggregate mixtures of the concrete material

Entwicklung von Verfahren zur visuellen Beurteilung von Stabilitätseigenschaften nichtlinearer, zeitdiskreter Systeme

In dieser Arbeit werden Verfahren zur visuellen Beurteilung von Stabilitätseigenschaften nichtlinearer, zeitdiskreter Systeme und mögliche Anwendungen vorgestellt. Ausgehend von den erforderlichen Grundbegriffen der Chaostheorie werden verschiedene Maße zur Detektion, Beschreibung und Visualisierung chaotischen Systemverhaltens motiviert, mathematisch definiert, physikalisch interpretiert und gedeutet: der Lyapunov Exponent, die Entropie, das Fourierspektrum und die Korrelation. Als erste Anwendung basierend auf diesen Gütemaßen wird das Verhalten von linearen und nichtlinearen rekursiven Systemen visualisiert und verglichen. Es zeigt sich, dass bei rekursiven linearen Systemen der Übergang von einem stabilen in einen instabilen oder chaotischen Zustand kontinuierlich erfolgt, während dieser Übergang bei nicht linearen Systemen häufig abrupt auftritt. Unter Verwendung der vorgestellten Visualisierung lässt sich sehr genau nachvollziehen, welche Parameter und insbesondere welche Parameterübergänge dabei kritisch sind. Diese Kenntnis ist sehr wichtig für eine störfreie Systemparametrierung und eine erforderliche Arbeitspunktsuche. In einer zweiten Anwendung wird chaotisches Systemverhalten als Generator optimal orthogonaler Signalfunktionen eingesetzt. Dazu wird die Rekursionsfolge in einem chaotischen Arbeitspunkt eines nichtlinearen rekursiven Systems als Musterfunktion eines statistischen Zufallsprozesses interpretiert: Je chaotischer das Systemverhalten und je kleiner die Varianz des Korrelationsmaßes desto besser können orthogonale Signalfolgen modelliert werden. Solche Signalfolgen sind von großer Bedeutung, wenn digitale Nachrichten über einen gestörten Kanal mit minimalem Daten- und Energieaufwand übertragen werden sollen. Als abschließendes Beispiel wird die fraktale Bildcodierung vorgestellt. Sie beruht nicht wie die klassischen Verfahren der Bildcodierung (Prädiktion, Transformation) auf statistischen Eigenschaften des Bildsignals sondern ausschließlich auf Selbstähnlichkeit. Die Bildpunkte eines Bildblockes werden nicht durch deren Grauwerte sondern durch ein Fraktal beschrieben, wobei dieses Fraktal durch eine kontraktive, affine Abbildung der Grauwertinformation dargestellt wird. Dieses Fraktal, d.h. diese Abbildungsvorschrift oder Gesetzmäßigkeit beschreibt die vollständige Information des Bildes. Durch die Anwendung dieser fraktalen Darstellung wird das codierte Bild aus beliebigen Bildern gleicher Größe generiert

Komplexität beherrschen durch "Orga-Tuning"

Beim ORGA-TUNING handelt es sich um ein Werkzeug der Komplexitätshandhabung, mit dessen Hilfe in erster Linie die Schlagkraft, Beweglichkeit, Schnelligkeit, Produktivität, sprich die Effizienz von Unternehmen auf Vordermann gebracht werden soll. Als geistige Heimat des ORGA-TUNING fungiert die "Ratio-Familie". Gemeint sind hiermit die Managementfunktionen, die wie u. a. das Gemeinkostenmanagement, Prozeßmanagement, Lean-Management und Speed-Management in erster Linie eine Rationalisierung des Unternehmungsgeschehens bezwecken

Implementierung als Erfolgsbasis des Lean Managements

"Lean oder nicht lean?" lautet die Frage, die sich viele deutsche Unternehmen stellen und der man sich auch zum Abschluß einer Auseinandersetzung mit den Implementierungsherausforderungen des Lean-Konzepts stellen muß. Die voranstehenden Ausführungen haben die Voraussetzungen für die Beantwortung dieser Frage geschaffen. Außerdem wurde deutlich, daß "Lean oder nicht lean?" keine Frage der semantischen Etiketten oder Wortspiele darstellt. Lean Management wird auch in Firmen praktiziert, die nicht mit diesem Etikett arbeiten.Es wird erläutert, daß die Kombination von neuen Managementkonzepten mit neuen Implementierungsmustern einen Luxus darstellt, den sich jeder Implementierungsverantwortliche leisten kann und auch leisten sollte. Grundsätzlich kann nämlich auf den bekannten und erprobten Fundus an Implementierungswerkzeugen zurückgegriffen werden. Lediglich die Art und Weise des Einsatzes dieser Informations-, Qualifizierungs-, Motivations- und Organisationsinstrumente sollte nach neuen Implementierungsmustern vonstatten gehen

Zustandsklassifikation von nichtlinearen dynamischen Systemen mit Zellularen Neuronalen Netzen und mit Untersuchung des Phasenskalierungsverhaltens

During the last years different methods from non-linear time series analysis have been successfully applied to classify the dynamics of complex systems in a number of disciplines, including physics, astrophysics, biology, chemistry, and the neurosciences. One of the most challenging complex systems is the brain. Here, pathological alterations like epilepsy introduce non-linear deterministic structures in an otherwise linear stochastic background activity. In the present study the dynamics of the epileptic brain was examined by using a Cellular Neural Network (CNN) and by determining the scaling properties of a phase variable. The aim was a classification of the spatio-temporal dynamics and, in particular, to discriminate in time between inter-seizure and pre-seizure states as well as in space between the epileptic focal and non-focal hemisphere. Time series of brain electrical activity (EEG) with different temporal dynamics but with a similar visual appearance could be distinguished using a CNN without reducing the information content of these time series. A spatial classification was based on the scaling properties of a phase variable estimated for band-pass filtered multi-channel EEG recordings in order to examine scale invariance and persistence. A characteristic scaling behaviour of the phase, with persistence in all classical EEG frequency bands, could be observed which allowed to distinguish the focal from the non-focal hemisphere in all investigated patients. The time series analysis techniques investigated here might provide further insights into the spatio-temporal dynamics of complex systems other than the epileptic brain