Sub-Cycle Strong-Field Interferometry

A nonlinear interferometry scheme is described theoretically to induce and resolve electron wave- function beating on time scales shorter than the optical cycle of the time-delayed pump and probe pulses. By employing two moderately intense few-cycle laser fields with a stable carrier-envelope phase, a large range of the entire electronic level structure of a quantum system can be retrieved. In contrast to single-photon excitation schemes, the retrieved electronic states include levels that are both dipole- and non-dipole-accessible from the ground electronic state. The results show that strong-field interferometry can reveal both high-resolution and broad-band spectral information at the same time with important consequences for quantum-beat spectroscopy on attosecond or even shorter time scales.Comment: first submitted on April 19, 201

Evaluating Visual Data Analysis Systems: A Discussion Report

International audienceVisual data analysis is a key tool for helping people to make sense of and interact with massive data sets. However, existing evaluation methods (e.g., database benchmarks, individual user studies) fail to capture the key points that make systems for visual data analysis (or visual data systems) challenging to design. In November 2017, members of both the Database and Visualization communities came together in a Dagstuhl seminar to discuss the grand challenges in the intersection of data analysis and interactive visualization. In this paper, we report on the discussions of the working group on the evaluation of visual data systems, which addressed questions centered around developing better evaluation methods, such as " How do the different communities evaluate visual data systems? " and " What we could learn from each other to develop evaluation techniques that cut across areas? ". In their discussions, the group brainstormed initial steps towards new joint evaluation methods and developed a first concrete initiative — a trace repository of various real-world workloads and visual data systems — that enables researchers to derive evaluation setups (e.g., performance benchmarks, user studies) under more realistic assumptions, and enables new evaluation perspectives (e.g., broader meta analysis across analysis contexts, reproducibility and comparability across systems)

Mass Photometry of Membrane Proteins

Integral membrane proteins (IMPs) are biologically highly significant but challenging to study because they require maintaining a cellular lipid-like environment. Here, we explore the application of mass photometry (MP) to IMPs and membrane-mimetic systems at the single-particle level. We apply MP to amphipathic vehicles, such as detergents and amphipols, as well as to lipid and native nanodiscs, characterizing the particle size, sample purity, and heterogeneity. Using methods established for cryogenic electron microscopy, we eliminate detergent background, enabling high-resolution studies of membrane-protein structure and interactions. We find evidence that, when extracted from native membranes using native styrene-maleic acid nanodiscs, the potassium channel KcsA is present as a dimer of tetramers—in contrast to results obtained using detergent purification. Finally, using lipid nanodiscs, we show that MP can help distinguish between functional and non-functional nanodisc assemblies, as well as determine the critical factors for lipid nanodisc formation

Minigolf im Wohnzimmer

In der Augmented Virtuality [Sims1996] wird die virtuelle Welt durch Einwirkung von realen Objekten oder Spielern beeinflusst. In dieser Arbeit geht es konkret um ein 2D-Minigolfspiel, das durch die Realität erweitert wird. Dabei wird das Spielfeld, der Schläger, der Ball und das Loch auf den Boden projiziert, während Hindernisse und Spieler real sind. Der Spieler nimmt mit seinen Bewegungen Einfluss auf die Position des virtuellen Schlägers. Mit diesem kann der virtuelle Ball angeschlagen werden, welcher wiederum von realen Hindernissen abprallt. Um den Spieler und das Spielfeld mit den realen Hindernissen zu erfassen wird eine Kinect eingesetzt. Das Spielfeld wird mittels Beamer so von oben auf den Boden herunter projiziert, dass es wie auf dem Bildschirm rechteckig erscheint. Die Kinect nimmt das Spielfeld von der Seite auf. Mithilfe des integrierten Tiefensensors ist es möglich, eine perspektivisch korrekte, interne 2D-Repräsentation des Spielfeldes und deren Hindernissen zu rekonstruieren. Diese wird von der Physics-Engine benötigt, um die Bahn des virtuellen Balles richtig zu berechnen. Die Resultate der Physics-Engine werden ans GUI weitergeleitet und dadurch über den Beamer am Boden sichtbar. Unter Verwendung der Kinect-Skeletonerkennung wird durch die Haltung des Spielers die Position und der Winkel des virtuellen Schlägers ermittelt. Auch diese Daten werden nun in die interne Repräsentation für die Physics-Engine umgerechnet und ans GUI-Framework gesendet. Die Position des virtuellen Schlägers ist für den Spieler am Boden sichtbar. Berührt der Spieler mit dem virtuellen Schläger den virtuellen Ball, ermittelt die Physics- Engine eine Kollision und leitet die daraus resultierende Ballbewegung ans GUI weiter. Diese Arbeit zeigt, wie mittels Kinect ein ursprünglich rechteckig projiziertes Spielfeld von der Seite aufgenommen, wieder als rechteckiges Spielfeld abgebildet werden kann. Daneben wird vorgeführt, wie auf solch ein Spielfeld interaktiv Einfluss genommen werden kann

Street View mit Infrarotkamera

In dieser Arbeit wird ein alternativer Ansatz zur Aufnahme und Auswertung von Strassenbildern untersucht, so dass Gesichter mit einer möglichst hohen Wahrscheinlichkeit detektiert werden können. Dazu dient ein Wärmebild, das zu einer Farbbildaufnahme die Temperaturen der fotografierten Objekte liefert. Aufgrund dieser Temperaturinformationen können einzelne Bildbereiche detailliert untersucht und auf die Vorkommnisse von Gesichtern beurteilt werden. In einem weiteren Schritt wird mittels verschiedener Filter die Anzahl und Auswirkung von Störfaktoren minimiert. Als Resultat wurde ein Algorithmus entwickelt, der beliebig viele Farbbilder mit dazugehöriger Wärmeinformation in mehreren Arbeitsschritten nach Gesichtern absucht und diese mit einer Verpixelung anonymisiert

Structural Optimization of Locally Continuous Fiber-Reinforcements for Short Fiber-Reinforced Plastics

The integration of continuous fiber-reinforced structures into short or long fiber-reinforced plastics allows a significant increase in stiffness and strength. In order to make the best possible use of the high stiffness and strength of continuous fiber-reinforcements, they must be placed in the direction of load in the most stressed areas. A frequently used tool for identifying the most heavily loaded areas is topology optimization. Commercial topology optimization programs usually do not take into account the material properties associated with continuous fiber-reinforced hybrid structures. The anisotropy of the reinforcing material and the stiffness of the base material surrounding the reinforcement are not considered during topology optimization, but only in subsequent steps. Therefore in this publication, existing optimization methods for hybrid and anisotropic materials are combined to a new approach, which takes into account both the anisotropy of the continuous fiber-reinforcement and the stiffness of the base material. The results of the example calculations not only show an increased stiffness at the same material input but also a simplification of the resulting reinforcement structures, which allows more economical manufacturing

Davos: a system for interactive data-driven decision making

Recently, a new horizon in data analytics, prescriptive analytics, is becoming more and more important to make data-driven decisions. As opposed to the progress of democratizing data acquisition and access, making data-driven decisions remains a significant challenge for people without technical expertise. In this regard, existing tools for data analytics which were designed decades ago still present a high bar for domain experts, and removing this bar requires a fundamental rethinking of both interface and backend. At Einblick, an MIT/Brown spin-off based on the Northstar project, we have been building the next generation analytics tool in the last few years. To overcome the shortcomings of existing processing engines, we propose Davos , Einblick's novel backend. Davos combines aspects of progressive computation, approximate query processing and sampling, with a specific focus on supporting user-defined operations. Moreover, Davos optimizes multi-tenant scenarios to promote collaboration. Both empirical evaluation and user study verify that Davos can greatly empower data analytics for new needs. </jats:p