Cellular Probabilistic Automata - A Novel Method for Uncertainty Propagation

We propose a novel density based numerical method for uncertainty propagation under certain partial differential equation dynamics. The main idea is to translate them into objects that we call cellular probabilistic automata and to evolve the latter. The translation is achieved by state discretization as in set oriented numerics and the use of the locality concept from cellular automata theory. We develop the method at the example of initial value uncertainties under deterministic dynamics and prove a consistency result. As an application we discuss arsenate transportation and adsorption in drinking water pipes and compare our results to Monte Carlo computations

Data-driven Modeling and Coordination of Large Process Structures

In the engineering domain, the development of complex products (e.g., cars) necessitates the coordination of thousands of (sub-)processes. One of the biggest challenges for process management systems is to support the modeling, monitoring and maintenance of the many interdependencies between these sub-processes. The resulting process structures are large and can be characterized by a strong relationship with the assembly of the product; i.e., the sub-processes to be coordinated can be related to the different product components. So far, sub-process coordination has been mainly accomplished manually, resulting in high efforts and inconsistencies. IT support is required to utilize the information about the product and its structure for deriving, coordinating and maintaining such data-driven process structures. In this paper, we introduce the COREPRO framework for the data-driven modeling of large process structures. The approach reduces modeling efforts significantly and provides mechanisms for maintaining data-driven process structures

Application specific adaption of a numerical based surgical process

Postoperative pain and functional limitations after an Anterior Cruciate Ligament reconstruction is usually inaccurate placement of the femoral and tibial tunnel. This paper presents a technology workflow including a software pipeline for patient-specific preoperative planning and analysis of the knee joint including functional-mechanical properties

Metrics and barycenters for point pattern data

We introduce the transport–transform and the relative transport–transform metrics between finite point patterns on a generalspace, which provide a unified framework for earlier point pattern metrics, in particular the generalized spike time and thenormalized and unnormalized optimal subpattern assignment metrics. Our main focus is on barycenters, i.e., minimizersof aq-th-order Fréchet functional with respect to these metrics. We present a heuristic algorithm that terminates in a localminimum and is shown to be fast and reliable in a simulation study. The algorithm serves as a general plug-in method that canbe applied to point patterns on any state space where an appropriate algorithm for solving the location problem for individualpoints is available. We present applications to geocoded data of crimes in Euclidean space and on a street network, illustratingthat barycenters serve as informative summary statistics. Our work is a first step toward statistical inference in covariate-basedmodels of repeated point pattern observations

Management datengetriebener Prozessstrukturen

Unternehmen erreichen ihre Geschäftsziele zunehmend durch das systematische Management ihrer Geschäftsprozesse. Um komplexe Geschäftsziele zu realisieren, lassen sich diese Prozesse meist verknüpfen und so Prozessstrukturen aufbauen. Ein sehr komplexes Geschäftsziel ist beispielsweise die Entwicklung der Fahrzeugelektronik im Automobilbau. Hierbei müssen insbesondere die zahlreichen Abhängigkeiten zwischen elektronischen Systemen erfasst und in entsprechende Abhängigkeiten zwischen Entwicklungsprozessen umgesetzt werden. Das Ergebnis ist eine datengetriebene Prozessstruktur, die eine starke Beziehung zwischen der Struktur des Produkts und den auszuführenden Prozessen beschreibt. Sie enthält hunderte bis tausende Prozesse mit entsprechenden Abhängigkeiten. Die Erstellung und Koordination einer datengetriebenen Prozessstruktur ist sehr aufwändig und kann manuell kaum bewerkstelligt werden. Die vorliegende Arbeit stellt mit COREPRO (Configuration Based Release Processes) eine durchgängige IT-Lösung für die Unterstützung datengetriebener Prozessstrukturen vor. COREPRO erlaubt ihre formale Beschreibung und Ausführung basierend auf einem intuitiven Basismodell. Wir führen eine Modellierungsunterstützung ein, die die Modellierungsaufwände für datengetriebene Prozessstrukturen signifikant reduziert. Ferner erlaubt COREPRO die Adaption datengetriebener Prozessstrukturen auf einer hohen Abstraktionsebene, indem Änderungen einer Produktstruktur direkt auf Adaptionen der zugehörigen Prozessstruktur transformiert werden. Geeignete Konsistenzanalysen stellen sicher, dass bei der Adaption zur Laufzeit mögliche Ausnahmesituationen erkannt werden. Diese lassen sich in COREPRO durch verschiedene innovative Mechanismen behandeln. Sie erlauben dem Nutzer nicht nur flexible Eingriffe in den Ablauf einer Prozessstruktur, sondern zeigen ihm auch die Konsequenzen derartiger Eingriffe an. Die korrekte, verklemmungsfreie Ausführung der Prozessstruktur wird hierbei durchgehend garantiert

Die Wächter über Wahrheit und Fake : Mensch oder Maschine / Politiker oder Unternehmer

Mit dem Aufkommen der sozialen Medien hat sich das Wesen der Informationsbewertung/-verteilung stark verändert und es sind neue Herausforderungen und Gefahren dazugekommen. Durch Ereignisse wie die US-Präsidentschaftswahl oder das Brexit-Referendum 2016 hat sich diesbezüglich der Begriff Fake News etabliert und wird in der Medienlandschaft häufig missbräuchlich verwendet. Im Rahmen dieser Arbeit werden folgende Forschungsfragen beantwortet: (1) Welche neuen Herausforderungen und Gefahren ergeben sich bezüglich der Informationsbewertung/-verbreitung im Zusammenhang mit dem Aufstieg der sozialen Medien als Informationsquelle? (2) Ab wann wird von Desinformation gesprochen, wie unterscheidet sich Desinformation vom Begriff Fake News und welche neuen Erkenntnisse wurden mit dem Aufstieg der sozialen Medien gemacht? (3) Wer hat die Möglichkeit, den Informationsfluss online beziehungsweise in den sozialen Medien zu beeinflussen und aufgrund von welchen Indizien wird dieser Entscheid getroffen? Bei der vorliegenden Meta-Studie handelt es sich um eine reine Literaturarbeit. Um die drei erwähnten Forschungsfragen zu beantworten, wird eine auf diversen wissenschaftlichen Online-Datenbanken basierende systematische Literaturrecherche durchgeführt, bei welcher nur englischsprachige Literatur der letzten 10 Jahren berücksichtigt wird. Die Literatur zeigt, dass vor allem die Personalisierung für User in den sozialen Medien Gefahren birgt und durch Echokammern und Filterblasen zu Polarisierung und Extremismus führen kann. Auch die Nachrichtenorganisationen stehen vor Herausforderungen und sind nicht mehr alleinige Agenda-Setting-Macht, sondern werden allmählich von den sozialen Medien verdrängt. Bezüglich der Definition von Fake News werden in der Literatur die Absicht, der Grad der Falschheit beziehungsweise die Faktizität, sowie die Tarnung als Nachricht als Kernpunkte genannt. Über eine allgemeingültige Definition ist sich die Wissenschaft nicht einig und trotzdem fällt beim Vergleich von Fake News mit dem Begriff Desinformation auf, dass die Definitionen keine grossen Unterschiede aufweisen. Da der Begriff Fake News im politischen Kontext oft missbräuchlich genutzt wird, um nahezu jeden Inhalt zu charakterisieren, der im Widerspruch zu den Ansichten oder der Agenda einer bestimmten Partei steht, soll dieser gemäss der diskutierten Literatur ver-mieden werden. Mit der steigenden Popularität der sozialen Medien als beliebte Plattform für die Nachrichtenverbreitung wird jeder Akteur, der dem Inhalt/der Information/der Nachricht ausgesetzt ist, zu einem potenziellen Gatekeeper. Neben den User sind mit den Plattformen auch die Algorithmen zu Gatekeeper geworden. Diese beiden neuen Akteure sind im Unterschied zu den Redaktoren als traditionelle Gatekeeper sehr unerfahren, was zur Verbreitung von Desinformation beziehungsweise Fake News beitragen und die Demokratie gefährden kann. Es ist wichtig, dass das Thema Informationsbewertung/-verbreitung vor allem in Bezug auf die immer grösser werdende Macht der sozialen Medien in allen Belangen weiterhin beobachtet und diskutiert wird

COREPRO-Sim: A Tool for Modeling, Simulating and Adapting Data-driven Process Structures

Industry is increasingly demanding IT support for large engineering process structures consisting of hundreds up to thousands of synchronized processes. In technical domains, such process structures are characterized by their strong relation to the assembly of a product (e.g., a car); i.e., resulting process structures are data-driven. The strong linkage between data and processes can be utilized for automatically creating process structures as well as for (dynamically) adapting them at a high level of abstraction. This paper presents the COREPRO-Sim demonstrator which enables sophisticated support for modeling, coordinating and (dynamically) adapting data-driven process structures. COREPRO-Sim substantiates the COREPRO approach which provides a new paradigm for the integration of data and and process structures

Increased Use and Large Variation in Strong Opioids and Metamizole (Dipyrone) for Minor and Major Musculoskeletal Injuries Between 2008 and 2018: An Analysis of a Representative Sample of Swiss Workers.

PURPOSE Musculoskeletal (MSK) injuries are a major contributing factor for chronic pain. To date, little is known how pain medication use in MSK injuries has changed over time. We assessed pain medication prescription for MSK injuries in a representative sample of Swiss workers between 2008 and 2018. METHODS Retrospective analysis of the Swiss Accident Insurance Fund (Suva) data. We calculated annual pain medication use, treatment days, and costs associated with pain medication use in minor and major MSK injuries. RESULTS In total, 1,921,382 cases with MSK injuries with ≥ 1 pain medication were analyzed. Whereas MSK injuries with ≥ 1 pain medication increased by 9.4%, we observed a larger increase in metamizole (+ 254%), strong opioids (+ 88.4%), coxibs (+ 85.8%), and paracetamol (+ 28.1%). Strong opioids were increasingly used in minor (+ 91.4%) and major (+ 88.3%) injuries. The increase in metamizole (+ 390.6%) and coxibs (+ 115.5%) was larger in minor injuries compared to major injuries (+ 238.7% and + 80.6%, respectively). Medical expenses decreased in all medications except for strong opioids where a substantial increase was observed (+ 192.4% in minor; + 34% in major injuries). CONCLUSIONS We observed a disproportionate increase in metamizole, strong opioids, coxibs, and paracetamol prescriptions even in minor MSK injuries between 2008 and 2018. Whereas treatment costs decreased for all pain medications, there was a substantial increase in strong opioids. A more liberal prescription practice of opioids conflict with current evidence-based practice recommendations and need to be addressed by physicians and policy makers

Substandard anti-malarial drugs in Burkina Faso

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The influence of rotator cuff tear type and weight bearing on shoulder biomechanics in an ex vivo simulator experiment

Glenohumeral biomechanics after rotator cuff (RC) tears have not been fully elucidated. This study aimed to investigate the muscle compensatory mechanism in weight-bearing shoulders with RC tears and asses the induced pathomechanics (i.e., glenohumeral translation, joint instability, center of force (CoF), joint reaction force). An experimental, glenohumeral simulator with muscle-mimicking cable system was used to simulate 30° scaption motion. Eight fresh-frozen shoulders were prepared and mounted in the simulator. Specimen-specific scapular anthropometry was used to test six RC tear types, with intact RC serving as the control, and three weight-bearing loads, with the non-weight-bearing condition serving as the control. Glenohumeral translation was calculated using instantaneous helical axis. CoF, muscle forces, and joint reaction forces were measured using force sensors integrated into the simulator. Linear mixed effects models (RC tear type and weight-bearing) with random effects (specimen and sex) were used to assess differences in glenohumeral biomechanics. RC tears did not change the glenohumeral translation (p > 0.05) but shifted the CoF superiorly (p ≤ 0.005). Glenohumeral translation and joint reaction forces increased with increasing weight bearing (p < 0.001). RC and deltoid muscle forces increased with the presence of RC tears (p ≤ 0.046) and increased weight bearing (p ≤ 0.042). The synergistic muscles compensated for the torn RC tendons, and the glenohumeral translation remained comparable to that for the intact RC tendons. However, in RC tears, the more superior CoF was close to where glenoid erosion occurs in RC tear patients with secondary osteoarthritis. These findings underscore the importance of early detection and precise management of RC tears