Constant-time connectivity tests

We present implementations of constant-time algorithms for connectivity tests and related problems. Some are implementations of slightly improved variants of previously known algorithms; for other problems we present new algorithms that have substantially better runtime than previously known algorithms (estimates of the distance to and tolerant testers for connectivity, 2-edge-connectivity, 3-edge-connectivity, eulerianity)

JURECA: Modular supercomputer at Jülich Supercomputing Centre

JURECA is a petaflop-scale modular supercomputer operated by Jülich Supercomputing Centre at Forschungszentrum Jülich. The system combines a flexible Cluster module, based on T-Platforms V-Class blades with a balanced selection of best of its kind components, with a scalability focused Booster module, delivered by Intel and Dell EMC based on the Xeon Phi many-core processor. With its novel architecture, it supports a wide variety of high-performance computing and data analytics workloads

JURECA: General-purpose supercomputer at Jülich Supercomputing Centre

JURECA is a petaflop-scale, general-purpose supercomputer operated by Jülich Supercomputing Centre at Forschungszentrum Jülich. Utilizing a flexible cluster architecture based on T-Platforms V-Class blades and a balanced selection of best of its kind components the system supports a wide variety of high-performance computing and data analytics workloads and offers a low entrance barrier for new users.New version available: Jülich Supercomputing Centre. (2018). JURECA: Modular supercomputer at Jülich Supercomputing Centre. Journal of large-scale research facilities, 4, A132. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-4-121-

Kodikologie und Paläographie zwischen Geisteswissenschaften und Informatik. Einleitung

Digitale Kodikologie und Paläographie, wie sie sich in der Tagungsreihe Maschinen und Manuskripte des Projekts eCodicology präsentierten, werden üblicherweise in interdisziplinären Projekten und multidisziplinären Forschergruppen realisiert. Ein solches Design hat Konsequenzen für die digitale Kodikologie und Paläographie. Unsere Einführung beschreibt und systematisiert, wie mit dieser Situation bei den in diesem Band präsentierten Vorhaben umgegangen wird. Dabei zeigen sich Momente, die als ›zusammengesetzte‹ oder ›ergänzende‹ Interdisziplinarität verstanden werden können

Experimentelle Untersuchung der Rolle des 18R-HEPE-Resolvin E1-ChemR23/BLT1 Signalwegs in der Pneumokokkenpneumonie

Die Pneumonie ist eine der Haupttodesursachen weltweit mit Streptococcus pneumoniae als häufigstem Erreger. Die physiologische Reaktion des Körpers auf eine Pathogenexposition ist die Induktion einer Entzündungsreaktion mit dem Ziel, die Gewebshomöostase wiederherzustellen. Prolongierte oder unkontrollierte Entzündung kann zu akuten und chronischen Organschäden, wie akutem Lungenschaden oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), führen. Deshalb ist es von außerordentlicher Bedeutung, dass die Inflammation adäquat reguliert und zeitgerecht terminiert wird und die Resolutionsphase einsetzt. Die Resolution einer Entzündung wurde lange als passiver Prozess angesehen, bis sogenannte specialized proresolving mediators (SPM) entdeckt wurden. Diese Mediatoren, namentlich Resolvine, Maresine, Lipoxine etc., werden aus mehrfach ungesättigten ω-3-Fettsäuren (ω-3- PUFA) produziert. Sie initiieren und steuern die Resolutionsphase unter anderem durch Attenuierung der Infiltration von neutrophilen Granulozyten, Modulation der Zytokinausschüttung und Initiierung der Phagozytose von apoptotischen Zellen und Detritus durch Makrophagen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle des SPM Resolvin E1 (RvE1), dessen Rezeptoren ChemR23 und BLT1 und des RvE1-Vorläufers 18R-HEPE in der murinen Pneumokokkenpneumonie untersucht. Zunächst konnte durch eine immunhistochemische Untersuchung von Lungengewebsschnitten die Verteilung der Rezeptoren ChemR23 und BLT1 in der murinen Lunge dargestellt werden. Mittels qPCR wurde die Regulation der Expression dieser Rezeptoren im Verlauf der Pneumokokkenpneumonie analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine vermehrte Expression von BLT1 in der Akutphase der Inflammation, eine Hochregulation des ChemR23-Rezeptors dagegen vorrangig in der späten Entzündungsphase. Darüber hinaus wurden weibliche C57BL/6N Wildtyp, ChemR23-/-, BLT1-/- und fat-1+/+-Mäuse mit einer LD30 Streptococcus pneumoniae infiziert. Weder ein endogen erhöhter ω-PUFA-Spiegel der fat-1-Mäuse noch eine Rezeptordefizienz hatten jedoch Einfluss auf die klinischen Parameter oder 6 Leukozytenpopulationen in Blut und bronchoalveolärer Lavageflüssigkeit (BALF) im Rahmen einer milden Pneumonie. In einer weiteren Versuchsreihe mit exogener Substitution der RvE1-Vorläuferfettsäure 18R-HEPE in der murinen Pneumokokkenpneumonie bei C57BL/6N Wildtypmäusen konnte keine klinische Überlegenheit der präventiv oder therapeutisch behandelten Versuchsgruppen gesehen werden. Bakterienlast und Leukozytenzahlen in Blut und BALF zeigten keinen Unterschied. In der Analyse der Zytokine fand sich einzig ein reduziertes Level von IFN-γ in der BALF der behandelten Tiere, das möglicherweise auf eine 18R-HEPE-vermittelte Suppression der Entzündungsreaktion in der frühen Phase der Infektion zurückzuführen sein könnte. Die in vitro-Stimulation von aus Knochenmarkszellen differenzierten Makrophagen mit 18R-HEPE induzierte eine erhöhte Phagozytoserate von Bakterien. Zusammenfassend zeigen die vorliegenden Ergebnisse, im Gegensatz zu den Daten in der bisher publizierten Literatur, nur eine kleine Rolle des 18R-HEPE-RvE1- Signalwegs in der murinen Pneumokokkenpneumonie. Die hier bestimmten Einflüsse müssen in Folgeversuchen eingehender analysiert werden.Pneumonia is one of the world’s leading causes of death. It is primarily caused by Streptococcus pneumoniae. Pathogen-induced infection leads to an inflammatory response in order to restore tissue homeostasis, however a prolonged or uncontrolled inflammation may lead to acute or chronic organ damage, such as acute lung injury or COPD. Therefore, it is paramount that the inflammation is adequately controlled and timely terminated to initiate the resolution phase. Resolution of inflammation has long been considered a passive process until specialized pro-resolving mediators (SPM) have been discovered. These mediators such as Resolvins, Maresins, Lipoxins, etc. are produced from ω-3-polyunsaturated fatty acids (ω-3-PUFA). They initiate and control the resolution of inflammation by preventing activation and diapedesis of neutrophils, and induction of cytokine release, and phagocytosis of apoptotic cells and detritus by macrophages. The objective of the present study was to determine the role of SPM Resolvin E1 (RvE1), its receptors ChemR23 and BLT1 and its precursor 18R-HEPE in murine pneumococcal pneumonia. In a first set of experiments, immunohistochemical staining of lung tissue sections revealed the distribution of BLT1 and ChemR23 in the murine lung. Using qPCR, the impact of infection on the regulation of BLT1 and ChemR23 in the lung was determined. The results show an upregulation of BLT1 expression in the acute inflammatory phase and an increased expression of ChemR23 in the late stage of infection. Moreover, female C57BL/6N wild type, ChemR23-/-, BLT1-/- and fat-1+/+ mice were infected with Streptococcus pneumonia (LD30). Neither endogenous elevation of ω-PUFA in fat-1-mice nor deficiency of the RvE1-receptors resulted in significant changes of clinical parameters or leukocyte populations in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and blood. To study the effect of an exogenous treatment with the RvE1-precursor fatty acid 18R-HEPE, female C57BL/6N wild type mice were infected with Streptococcus pneumonia (LD100). However, neither the preventive nor therapeutic treatment with 18R-HEPE showed a significant clinical benefit. Bacterial burden and number of leukocytes in blood and BALF were unaffected. However, a decreased level of IFN-γ was detected in the BALF of treated mice, which is most likely due to a 18R-HEPE-mediated suppression of inflammation in the early stage of infection. Moreover, the in vitro stimulation of bone-marrow-derived macrophages with 18R-HEPE led to an increased phagocytosis of bacteria after incubation with 18R-HEPE. In summary, the results of this study, in contrast to published circumstantial evidence, show only a minor role of the 18R-HEPE-RvE1-pathway in murine pneumococcal pneumonia. The findings shown in this study need to be further investigated in future experiments

Can Dedicated Lanes for Automated Vehicles on Urban Roads Improve Traffic Efficiency?

Connected and automated vehicles (CAVs) will behave fundamentally differently than human drivers. In mixed traffic, this could lead to inefficiencies and safety-critical situations since neither human drivers nor CAVs will be able to fully anticipate or predict surrounding traffic dynamics. Thus, some researchers proposed to separate CAVs from conventional vehicles by dedicating exclusive lanes to them. However, the separation of road infrastructure can negatively impact the system’s capacity. While the effects of CAV lanes were addressed for freeways, their deployment in urban settings is not yet fully understood. This paper systematically analyzes the effects of CAV-lanes in an urban setting accounting for the corresponding complexities. We employ microscopic traffic simulation to model traffic flow dynamics in a detailed manner and to be able to consider a wide array of supply-related characteristics. These concern intersection geometry, public transport operation, traffic signal control, and traffic management. Our study contributes to the existing literature by revealing the potential of CAV lanes in an urban setting while accounting for the behavioral and topological complexities. The results of this study can support decision-makers in the design of future urban transportation systems and to prepare cities for the upcoming era of automation in traffic

Digital Twin of the Radio Environment: A Novel Approach for Anomaly Detection in Wireless Networks

The increasing relevance of resilience in wireless connectivity for Industry 4.0 stems from the growing complexity and interconnectivity of industrial systems, where a single point of failure can disrupt the entire network, leading to significant downtime and productivity losses. It is thus essential to constantly monitor the network and identify any anomaly such as a jammer. Hereby, technologies envisioned to be integrated in 6G, in particular joint communications and sensing (JCAS) and accurate indoor positioning of transmitters, open up the possibility to build a digital twin (DT) of the radio environment. This paper proposes a new approach for anomaly detection in wireless networks enabled by such a DT which allows to integrate contextual information on the network in the anomaly detection procedure. The basic approach is thereby to compare expected received signal strengths (RSSs) from the DT with measurements done by distributed sensing units (SUs). Employing simulations, different algorithms are compared regarding their ability to infer from the comparison on the presence or absence of an anomaly, particular a jammer. Overall, the feasibility of anomaly detection using the proposed approach is demonstrated which integrates in the ongoing research on employing DTs for comprehensive monitoring of wireless networks.Comment: 6 pages, 4 figure