Relevanzbasierte Informationsbeschaffung für die informierte Entscheidungsfindung intelligenter Agenten

This dissertation introduces relevance-based information acquisition for intelligent software agents based on Howard s information value theory and decision networks. Active information acquisition is crucial in domains with partial observability in order to establish situation awareness of autonomous systems for deliberate decisions. The new semi-myopic approach addresses the complexity challenge of decision-theoretic relevance computation by reducing the set of variables to be evaluated in the first place. Links in a decision network encode stochastic dependencies of variables. Through utility dependency analysis using Pearl s d-separation criterion, the set of relevant variables can be efficiently reduced to a proven minimum without actually computing information value. In addition to an implementation with detailed runtime performance analysis, the applicability of the approach is shown in the domain of intelligent logistics control

Modellierung genregulatorischer Netzwerke mit stückweise linearen Differenzialgleichungen

Das Verständnis der Prozesse innerhalb einer Zelle auf molekularbiologischer Ebene kann helfen, Krankheiten zu verstehen und Gene beziehungsweise Proteine zu bestimmen, die eine wichtige Rolle bei diesen Krankheiten spielen. Ebenso kann die Wirkungsweise von Medikamenten bei detaillierter Kenntnis der molekularen Prozesse vorausgesagt werden. Die vorliegende Arbeit behandelt die Modellierung biochemischer Netzwerke und stellt Differenzialgleichungen zur Beschreibung der dynamischen Prozesse auf, denen chemische Reaktionskinetiken zugrunde liegen. Eine Vereinfachung der Funktionen führt zu dem Vorteil, dass das System von Differenzialgleichungen analytisch lösbar wird. Um bei genregulatorischen Netzwerken kleinere Subnetzwerke betrachten zu können, wird anhand eines graphentheoretischen sowie eines begriffsanalytischen Ansatzes, dem jeweils statistische Analysen folgen, eine Auswahl der Variablen des Differenzialgleichungssystems getroffen. Anschließend wird die Parameterschätzung für die Gleichungen mithilfe der Lösung eines Optimierungsproblems, das die Einbindung biologischen Wissens in lineare Nebenbedingungen erlaubt, durchgeführt. Ein weiterer Vorteil des Modells liegt darin, dass die aus Zeitreihen geschätzten Parameter direkte Rückschlüsse auf Abbauraten, Syntheseraten oder Regulierungsstärken zulassen. Durch entsprechende Erweiterungen ist das Modell auch auf allgemeinere biochemische Netzwerke anwendbar. Zunächst wird die Stickstoffaufnahme im Corynebacterium glutamicum unter sich ändernden Stickstoffkonzentrationen modelliert. Dieses Modell konnte zum einen zufriedenstellende Ergebnisse bezüglich existierender Experimente liefern, zum anderen erlaubte es Schlussfolgerungen über Abbaumechanismen eines der beteiligten Proteine. Eine weitere Anwendung auf reale Daten beschäftigt sich mit dem DNA Reparatursystem im Mycobacterium tuberculosis. Hier konnte aufgrund der Komponentenauswahl ein Gen identifiziert werden, das möglicherweise eine wichtige Rolle in den Regulierungen übernimmt. Den Abschluss der Arbeit bilden Überlegungen zur Visualisierung, die teilweise wieder auf begriffsanalytische Methoden zurückgreifen

Änderungsdetektion digitaler Fernerkundungsdatenmittels objekt-basierter Bildanalyse

Within the framework of this thesis, a procedure has been developed, implemented and tested which is capable of detecting changes on the Earth’s surface using digital satellite data. In contrast to existing methods, this procedure fully implements the paradigm of object-based image analysis (OBIA). The core of the procedure is an algorithm for the extraction of objects from images, also known as segmentation, which gives bitemporally stable results. Moreover, new methods for linking objects between two segmentations are presented and a heuristic is proposed for object feature selection. Numerical problems in applying the IR-MAD method to object-based change detection have been overcome. Existing classification algorithms for subject change classification were used and extended in this work. All parts of the object-based change detection procedure were integrated into the image analysis software eCognition. The procedure was applied to simulated as well as to real datasets. The results were compared to those of alternative image processing techniques. In part, the procedure displays measurable improvements in the quality of the results

SFB 528: Textile Bewehrungen zur Bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung: Arbeits- und Ergebnisbericht für die Periode II/1999 - I/2002

Durch die beanspruchungsgerechte Anordnung von Fasermaterialien wie Glas oder Carbon mit hervorragenden Trageigenschaften entstehen technische Textilien, die in eine Betonmatrix eingebracht werden können, so daß ein neuer, innovativer Verbundwerkstoff entsteht, der sowohl bei der Herstellung neuer Betonbauteile verwendet werden kann als auch für den Einsatz in der Instandsetzung und Verstärkung bestehender Bauwerke geeignet ist. Da die verwendeten Materialien im Gegensatz zum Stahl nicht korrosionsempfindlich sind und gleichzeitig hohe Festigkeiten aufweisen, können Verstärkungen aus textilbewehrtem Beton mit sehr geringen Abmessungen ausgeführt werden. Bei Holzkonstruktionen können textile Verstärkungen die durch die Anisotropie bedingten Festigkeits- und Steifigkeitsunterschiede kompensieren und die Dauerhaftigkeit erhöhen. Bei Verzicht auf Knotenbleche aus Stahl und durch Applikation von textilen Strukturen können beachtliche Steigerungen der Tragfähigkeit und der Duktilität von Verbindungen erreicht werden. In den fünf Projektbereichen werden in theoretischen und experimentellen Untersuchungen die Grundlagen für die Werkstoffe, die mechanische Beschreibung, die konstruktive Durchbildung und die Bemessung, die technologische Aufbringung, bautechnische Umsetzung und die Langzeiteigenschaften und damit für die Sicherheit und die Lebensdauer bei der Verwendung textiler Bewehrungen für die Instandsetzung und Verstärkung geschaffen.The stress-oriented arrangement of fibre materials, such as glass or carbon, which have an excellent load-bearing capacity, leads to technical textiles that may be incorporated into a concrete matrix. So a new, innovative composite material is produced, which can be used for the production of new concrete members and also for the restoration and strengthening of existing structures. As the materials used are noncorrosive compared to steel and as they show great strength at the same time, textile-reinforced concrete can be used for strengthening tasks of small dimensions. With regard to timber structures, textile reinforcement can compensate the strength and stiffness differences caused by anisotropy and can increase durability. If textile structures are used instead of steel gussets this may lead to a considerable increase in the ultimate strength and the ductility of joints. The five fields of the project are designed that theoretical and experimental investigations are carried out to provide the fundamentals of the materials. Additionally information will be obtained about the mechanical description, the detailing and the dimensioning, the techniques of applying, the realisation on the site and the long-term behaviour. All leading to a safety concept and also a service life concept for the use of textile reinforcements for restoration and strengthening