De-Gendering informatischer Artefakte: Grundlagen einer kritisch-feministischen Technikgestaltung

Gender studies in computer science was only recently established at German universities. This research area is often understood as either addressing the problem of getting more women into IT professions or focussing on alleged gender differences in the design and use of IT. In contrast, the main objective of this dissertation is to identify and systemize gendering processes in products, theories, methods and assumptions of computer science (i.e. computational artifacts), in order to propose technology design methods, which aim at de-gendering these artefacts. The thesis focuses on three topics of inquiry: 1. Theoretical foundation: How can gendering and de-gendering processes of computational artifacts be theorized? 2. Practices of gendering: What are dimensions and mechanisms of gendering computational computational artifacts? 3. Methodological concepts for de-gendering: How can computational artefacts be designed, which can be characterized as de-gendered technologie

Semantische Modellierung und Reasoning für Kontextinformationen in Infrastrukturnetzen

Infrastrukturen wie Verkehrs- und Energienetze bilden das Rückgrat unserer Gesellschaft und Wirtschaft. Präzises Wissen über den aktuellen technischen Zustand der Infrastrukturkomponenten gilt als Grundvoraussetzung zur Befriedigung des ständig wachsenden Kapazitätsbedarfs und zur Erhöhung der Kosteneffizienz, insbesondere bei der Instandhaltung. Zwar liefern Fernüberwachungssysteme verschiedener Organisationen bereits heute unterschiedlichste Statusinformationen. Es fehlt jedoch ein generischer Ansatz zur integrierten Auswertung dieser Daten, um komplexe Gesamtzustände der Infrastrukturkomponenten abzuleiten. Diese Arbeit versteht die Zustandsüberwachung für Infrastrukturnetze als ein kontextsensitives System im Sinne der Ambient Intelligence (Umgebungsintelligenz): Fernüberwachungssysteme liefern Kontextinformationen}, und anstelle der Situation einer Entität soll damit der Zustand eines Überwachungsobjekts ermittelt werden. Da sich hierfür bei kontextsensitiven Systemen wissensbasierte Ansätze bewährt haben, überträgt diese Arbeit einen solchen Ansatz auf die Zustandsüberwachung in Infrastrukturnetzen. Damit sollen generische Verfahren sowohl zur Integration als auch zur Auswertung (Reasoning) von Kontextinformationen in Infrastrukturnetzen konzipiert und umgesetzt werden. Eine Analyse von Schienen- und Stromnetzen identifiziert als Anforderungen unter anderem die Interoperabilität der Kontextinformationen zwischen Systemen und Betreibern sowie die Möglichkeit, auch komplexe Zustände ableiten zu können. Die Standards des Semantic Web auf Basis der Beschreibungslogik SHIN bieten hierfür eine attraktive Grundlage und gewährleisten sowohl die Umsetzbarkeit als auch die Zukunftstüchtigkeit. Für die automatisierte Auswertung (Reasoning) müssen die Besonderheiten von Infrastrukturnetzen berücksichtigt werden: Einerseits fallen Kontextinformationen von Überwachungssystemen räumlich verteilt und bei verschiedenen Organisationen an. Deshalb werden Verfahren entwickelt, die konjunktive Anfragen auch bei verteilten Wissensbasen korrekt und vollständig beantworten. Dies wird theoretisch gezeigt und praktisch evaluiert. Andererseits müssen topologiebezogene Anfragen beantwortet werden, wie die Suche nach optimalen Pfaden und k-nächsten Nachbarn. Dazu wird eine hierarchische Modellierung des Infrastrukturnetzes entwickelt. Ein generisches Konzept ermöglicht es, damit verschiedene Verfahren für topologiebezogene Anfragen umzusetzen. Zur praktischen Umsetzung dieser Konzepte in einem Zustandsüberwachungssystem wird eine geschichtete Systemarchitektur spezifiziert. Ein Fallbeispiel aus dem europäischen Schienenverkehr zeigt ihre Realisierung: Mehrere Organisationen stellen unter anderem Achslast-, Gleisgeometrie- und Schienenprofilmessungen als Kontextinformationen zur Verfügung. Unabhängig von deren Verteilung über ganz Europa werten die entwickelten Reasoningverfahren die Semantik der Systemontologie aus und demonstrieren so die zustandsorientierte Wartung des Schienennetzes

Was beeinflusst den Erfolg beim Problemlösen in der Physik?

Problemlösen ist eine wesentliche Voraussetzung für das Handeln in allen Bereichen des Lebens: In einfachen Alltagssituationen, bei (natur-) wissenschaftlichen Fragestellungen oder bei komplexeren gesellschaftlich relevanten Problemen spielt die Lösung von Problemen eine Rolle. Im Bereich der Physik werden insbesondere innerhalb des schulischen und universitären Kontextes Probleme bearbeitet. Die täglichen Erfahrungen des Lehrbetriebs an Hochschulen machen jedoch deutlich, dass Teile der Studierenden große Schwierigkeiten haben, Probleme erfolgreich zu lösen. Die Diskrepanz zwischen der Wichtigkeit des Problemlösens und den Schwierigkeiten, die Studierenden dabei haben, ist der Ausgangspunkt für die zentrale Fragestellung der vorliegenden Arbeit: Was unterscheidet "gute" von "schlechten" Problemlösern und welche Faktoren beeinflussen den Erfolg beim Problemlösen? Die Arbeit fokussiert hierbei auf Probleme aus dem Themenfeld der Mechanik. Mit Hilfe einer empirischen Untersuchung wird dazu beigetragen, bereits bekannte Erkenntnisse aus der traditionsreichen Forschung zum Problemlösen zu bestätigen, zu quantifizieren und zueinander in Beziehung zu setzen. Es werden sowohl quantitative als auch qualitative Eigenschaften "guter" und "schlechter" Problemlöser herausgearbeitet - gute Problemlöser können beispielsweise auf mehr Fachwissen zurückgreifen, besitzen ein höheres Selbstkonzept und machen weniger Planungsfehler beim Bearbeiten physikalischer Problemstellungen

KI-Modelle in den Sozialwissenschaften: logische Struktur und wissensbasierte Systeme von Balancetheorien

Gegenstand der Untersuchung ist die Anwendung nicht-numerischer, wissensbasierter Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) auf die Modellierung sozialwissenschaftlicher Theorien. Ziel ist es zu zeigen, daß der Einsatz von KI-Programmen eine fruchtbare methodische Erweiterung für die Sozialwissenschaften darstellt. Die wissensbasierte Modellierung erfolgt auf dem Hintergrund logisch rekonstruierter Theorien im Rahmen eines neueren wissenschaftstheoretischen Ansatzes, der strukturalistischen Theorienkonzeption. In einem ersten Teil werden Grundlagen der Computermodellierung, Wissensverarbeitung und Wissenschaftstheorie behandelt. Auf dieser Basis wird in einem zweiten Teil die wissensbasierte Modellierung von Theorien erörtert. Dies geschieht am Beispiel von Heiders Balancetheorie in ihrer von Abelson und Rosenberg verallgemeinerten Form. In der Weiterentwicklung der Balancetheorien stehen vor allem graphentheoretische Überlegungen im Vordergrund. Abschließend fragt der Verfasser nach dem wissenschaftstheoretischen Status der dargestellten Balancetheorien, wobei vor allem intertheoretische Relationen sowie die Evolution der Gleichgewichtstheorien im Vordergrund stehen. (ICE2

Das Methodenpaket IeMAX mit dem Fuzzy-Simulationsmodell FLUCS - Entwicklung und Anwendung eines Entscheidungsunterstützungssystems für die integrative Raumplanung

Ausgehend von der Tatsache, dass bei unterschiedlichen Nutzungsansprüchen an einen Raum Konfliktsituationen auftreten können, entwickelt die vorliegende Untersuchung zur Unterstützung von Entscheidungsfindungen das Methodenpaket IeMAX (Integrated environmental Modelling and Assessment with a Fuzzy Logic Expert System) mit dem Fuzzy-Simulations-modell FLUCS (Fuzzy Logic based agricultural land use change Simulation System) als Entscheidungsunterstützungssystem mit den Komponenten Systemanalyse, Modellierung und Bewertung. Grundlage für die Erprobung des Systems anhand der für Schleswig-Holstein typischerweise konfligierenden Raumansprüche der Land- und Wasserwirtschaft sowie der Siedlungs- und Verkehrsentwicklung sind die als Systemkomponente ‚Wissensmanagement' zusammengefassten einschlägigen Erkenntnisse der Ökosystemforschung und Umweltökonomie sowie des Umweltrechts. Die Modellentwicklung folgt den Prinzipien der Szenariobildung und stützt sich vor allem auf die Methoden der Fuzzy Logic und der Expertensystemtechnik. Das regelbasierte Fuzzy-Simulationsmodell FLUCS besteht aus drei Teilmodellen mit 15 linguistischen Variablen, 53 diese beschreibenden Termen und 136 ‚Wenn-Dann-Regeln'. Das Modell berechnet als entscheidungsrelevantes Gesamtergebnis Art und Ausmaß der zur Konfliktlösung notwendigen Flächenumwidmungen und Nutzungsänderungen

Wissenschaft kommuniziert

In diesem Open-Access-Buch steht der akademische Group-Talk als Format der wissenschaftsinternen Wissenskommunikation im Fokus. Group-Talk ist die Feldbezeichnung für das wöchentliche Arbeitstreffen einer teilnehmend beobachteten Forschungsgruppe in der Computational Neuroscience (CNS). Dass (soziale) Wirklichkeit in Interaktionsprozessen erzeugt und institutionalisiert wird, ist eine aus der Wissenssoziologie bzw. dem Sozialkonstruktivismus bereits wohlbekannte Erkenntnis. Dass diese Erzeugung maßgeblich durch kommunikatives Handeln prozessiert wird, ist spätestens seit dem Kommunikativen Konstruktivismus bekannt. Zentral in vorliegender Analyse ist daher die spezifische Form des kommunikativen Handelns, das besondere Format, in dem die CNS, als relativ junger und interdisziplinärer Forschungskontext, von den disziplinär heterogenen Wissenschaftler/-innen im Feld, kommunikativ (re-)konstruiert wird. Die wissenssoziologische Gattungsanalyse dient dabei dazu, den reinen Situationalismus zu überschreiten und die soziologische Mikroanalyse (Handeln), vor dem Hintergrund einer fokussiert-ethnographischen Feldstudie, mit gesellschaftlichen Emergenzphänomenen auf Meso- und Makroebene zu verknüpfen. Erst diese systematische Verbindung des direkt beobachtbaren Wie der Kommunikation mit dem durch ethnographisches Wissen rekonstruierten Warum, überschreitet den Horizont reiner Beschreibung und führt in die Bereiche des soziologischen Verstehens und Erklärens

Subjekt und Selbstmodell. Die Perspektivität phänomenalen Bewußtseins vor dem Hintergrund einer naturalistischen Theorie mentaler Repräsentation

This book contains a representationalist theory of self-consciousness and of the phenomenal first-person perspective. It draws on empirical data from the cognitive and neurosciences