Transport and coherent backscattering of Bose-Einstein condensates in mesoscopic systems

We numerically study time-dependent quantum transport of an interacting Bose-Einstein condensate based on the Gross-Pitaevskii equation in a two-dimensional correlated disorder potential. The scattering- and transport mean-free-path is numerically calculated and compared with a diagrammatic approach. Furthermore we introduce the phenomenon of coherent backscattering in the context of Bose-Einstein condensates. In the limit of a vanishing atom-atom interaction, a sharp cone in the angle-resolved density of the scattered matter wave is observed, arising from constructive interference between amplitudes propagating along reversed scattering paths. Weak interaction transforms this coherent backscattering peak into a pronounced dip, indicating destructive instead of constructive interference. This agrees with results obtained from a diagrammatic theory of weak localization in the presence of nonlinearity. For intermediate interaction strength we observe intrinsic time-dependent dynamic, which leads to a suppression of coherent backscattering

How do Ontology Mappings Change in the Life Sciences?

Mappings between related ontologies are increasingly used to support data integration and analysis tasks. Changes in the ontologies also require the adaptation of ontology mappings. So far the evolution of ontology mappings has received little attention albeit ontologies change continuously especially in the life sciences. We therefore analyze how mappings between popular life science ontologies evolve for different match algorithms. We also evaluate which semantic ontology changes primarily affect the mappings. We further investigate alternatives to predict or estimate the degree of future mapping changes based on previous ontology and mapping transitions.Comment: Keywords: mapping evolution, ontology matching, ontology evolutio

Detektion und Analyse von multiplen Störschallquellen am Teststand ROTEST

In dieser Arbeit wurde das akustische Verhalten am Rotorversuchsstand ROTEST beim DLR in Braunschweig untersucht. Nach Erhöhung der Antriebsleistung am Teststand musste der eingesetzte Zahnriemen stärker gespannt werden. Bei den ersten Versuchstests mit der neuen Konfiguration wurden laute Störgeräusche aus dem Bereich des Antriebssystems festgestellt, die vor allem die nachfolgenden Messungen der Rotorakustik beeinflussen. Zur messtechnischen Erfassung der Störgeräusche dienten fünf Kondensatormikrofone, die im Bereich des Antriebssystems anzuordnen waren. Da die Mikrofonkapseln nicht den erforderlichen Ausgangspegel für das verwendete Messsystem lieferten, war hier zuvor eine Verstärkerschaltung zu entwickeln. Aufgrund der synchronen Aufnahme der Mikrofonsignale war es möglich, anhand der aufgezeichneten Signallaufzeiten, eine Störquellenortung zu realisieren. Die hier entwickelten und untersuchten Verfahren zur Störquellenortung wurden mit Hilfe der Entwicklungssoftware LabVIEW in Form einer Analysesoftware realisiert. Neben der Störquellenortung ist es mit der Analysesoftware möglich, die Messhardware zu konfigurieren, und die Mikrofonmessdaten für Nachuntersuchungen abzusichern. Anhand der aufgezeichneten Frequenzspektren konnten bereits ein Großteil der Störschallquellenzugeordnet werden. Einen erweiterten Einblick in das Geräuschbild lieferte das hier entwickelte „Delay and sum“ – Ortungsverfahren. Vergleichbar mit einem Wärmebild kann hiermit aufgezeichnet werden, in welchem Bereich sich die Störschallquellen befinden. Neben der Störquellenortung wurde auch das akustische Dämpfungsverhalten der Störschallquellen untersucht. Als passive Maßnahme, diente hierzu eine schallabsorbierende Rumpfverkleidung, mit dem der Antriebsbereich des Versuchsmodells umschlossen werden kann. Mit sechs weiteren Mikrofonen, die außerhalb des Versuchsmodells platziert wurden, war ein Vergleich mit und ohne Rumpfverkleidung möglich

A Grid Middleware for Ontology Access

Many advanced grid applications need access to ontologies represent-ing knowledge about a certain application domain. To deal with the high heterogeneity of available ontologies, we propose a general ser-vice-oriented middleware for making ontologies accessible to grid ap-plications. Our implementation is integrated in the German D-Grid in-frastructure and provides several applications a uniform access to biomedical ontologies such as Gene Ontology, NCI Thesaurus and several OBO ontologies

Quality control of laser welds based on the weld surface and the weld profile

2D or 3D sensor technology can be used for data acquisition to monitor the weld quality during laser welding. Compared to a 2D camera image, the 3D height data contains additional relevant information for quality inspection. However, the disadvantages are system complexity, higher costs, and longer acquisition times. Therefore, we compare two image-based methods with the quality assessment based on height data. The first method uses feature vectors of coaxial acquired grayscale images. The significant advantage is that a camera is often integrated into the laser system, so no additional hardware is required. In the second approach, we use an AI-based single-view 3D reconstruction method. The height profile is calculated from a camera image and used for further quality assessment. Thus, we combine the advantages of 2D data acquisition with higher accuracy in evaluating 3D data. In this paper, we analyze a dataset of welded hairpins with different defect types and compare the quality assessment using the height data acquired with OCT, the feature vectors from the camera images, and the reconstructed height data

Evolution von Ontologien in den Lebenswissenschaften

In den Lebenswissenschaften haben sich Ontologien in den letzten Jahren auf breiter Front durchgesetzt und sind in vielen Anwendungs- und Analyseszenarien kaum mehr wegzudenken. So etablierten sich nach und nach immer mehr domänenspezifische Ontologien, z.B. Anatomie-Ontologien oder Ontologien zur Beschreibung der Funktionen von Genen oder Proteinen. Da das Wissen in den Lebenswissenschaften sich rapide ändert und weiterentwickelt, müssen die entsprechenden Ontologien ständig angepasst und verändert werden, um einen möglichst aktuellen Wissensstand zu repräsentieren. Nutzer von Ontologien müssen mit dieser Evolution umgehen können, d.h. um \\\\\\\"Up-to-Date\\\\\\\" zu sein, sollten die aktuellsten Versionen einer Ontologie verwendet werden. Dies ist häufig nur schwer umsetzbar, da die Evolution weitreichende Einflüsse auf existierende Datenbestände, Analyseergebnisse oder Anwendungen haben kann. Innerhalb dieser Dissertation stehen Werkzeuge und Algorithmen zum Umgang mit sich ständig ändernden Ontologien im Bereich der Lebenswissenschaften im Mittelpunkt. Zunächst wird ein generelles Framework für quantitative Evolutionsanalysen eingeführt. Das Framework wird für eine umfassende Analyse der Evolution zahlreicher Ontologien der Lebenswissenschaften verwendet. Die Analysen zeigen, dass alle untersuchten Ontologien stetig verändert (angepasst) werden und ein signifikantes Wachstum aufweisen. Auch für auf Ontologien basierte Mappings, d.h. Verknüpfungen zwischen Datenquellen und Ontologien (Annotation-Mapping) sowie zwischen Ontologien selbst (Ontologie-Mapping), liegen starke und häufige Veränderungen vor. Es besteht somit ein Bedarf, die Evolution von Ontologien in den Lebenswissenschaften und deren Konsequenzen zu unterstützen, d.h. Nutzern von sich ständig ändernden Ontologien angemessene Algorithmen/Werkzeuge bereitzustellen. Die Erkenntnisse aus den durchgeführten Analysen bilden die Basis für die nachfolgenden Arbeiten. Eine immer wiederkehrende Aufgabe im Rahmen der Ontologieevolution besteht in der Bestimmung von Änderungen zwischen zwei Versionen einer Ontologie, d.h. worin besteht der Unterschied und wie hat sich die neuere Version aus der alten Version heraus entwickelt. Das Ergebnis, d.h. der Diff (die Differenz) zwischen den beiden Ontologieversionen, bildet die Basis für weitere Aufgaben wie beispielsweise die Anpassung abhängiger Daten. Innerhalb der Arbeit wird ein neuartiger auf Regeln basierter Algorithmus vorgestellt, welcher den Diff zwischen zwei Ontologieversionen bestimmt. Es werden sowohl einfache wie auch komplexe Änderungen erkannt, was eine kompakte, intuitive und verständliche Diff-Repräsentation garantiert. Es wird theoretisch wie praktisch gezeigt, dass ein vollständiger Diff bestimmt wird, was eine korrekte Migration von Ontologieversionen ermöglicht. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Bestimmung änderungsintensiver bzw. stabiler Regionen in einer Ontologie. Dazu wird die Notation von Ontologieregionen und zugehörige Metrikern zur Beurteilung ihrer Änderungsintensität (Stabilität) eingeführt. Ein neuartiger automatisierter Algorithmus erlaubt die Bestimmung (in)stabiler Ontologieregionen auf Basis veröffentlichter Ontologieversionen in einem vorgegebenen Zeitraum. Durch erkannte Änderungen zwischen Ontologieversionen und mit Hilfe der Ontologiestruktur werden änderungsintensive bzw. stabile Ontologieregionen erkannt. Die Evaluierung anhand großer Ontologien der Lebenswissenschaften zeigt, dass der Algorithmus in der Lage ist (in)stabile Ontologieregionen automatisiert zu bestimmen. Abschließend wird das webbasierte System OnEX und dessen Versionierungsansatz präsentiert. OnEX ermöglicht einen benutzerfreundlichen und interaktiven Zugang zu Informationen über die Evolution und Änderungen in Ontologien der Lebenswissenschaften. Nutzer können Ontologien aus ihrem Interessengebiet bzgl. Evolution untersuchen, indem sie beispielsweise Änderungen an einer Ontologieversion einsehen, welche in einer Analyse oder Anwendung genutzt werden soll. Der OnEX zugrunde liegende Versionierungsansatz ermöglicht eine skalierbare und speichereffiziente Versionierung großer Ontologien durch die Nutzung von Zeitstempeln. Mit Hilfe des Ansatzes konnten 16 Ontologien mit ca. 700 Versionen seit 2002 versioniert und Nutzern über OnEX für Evolutionsanalysen zugänglich gemacht werden

Management von Ontologien in den Lebenswissenschaften

Die Bedeutung bzw. der praktische Nutzen von Ontologien zeigt sich insbesondere in den Lebenswissenschaften. Durch die gestiegene Akzeptanz und Anwendung von Ontologien stellt deren Management mehr und mehr ein wichtiges Problem dar. Aus diesen Grund werden die ständige Weiterentwicklung (Evolution) von Ontologien und die starke Heterogenität bezüglich ihrer Formate in diesem Beitrag näher betrachtet. Im speziellen versucht ein erster Ansatz verschiedene Ontologien über eine Middleware in Gridumgebungen zu integrieren, um Gridnutzern bzw. Anwendungen im Grid einen einheitlichen und einfachen Zugang zu Ontologieinformationen zu ermöglichen. Eine weitere Untersuchung beschäftigt sich primär mit der Evolution von Ontologien. Auf Basis eines Frameworks wurde eine quantitative Analyse der Evolution von 16 aktuell verfügbaren, biomedizinischen Ontologien durchgeführt

Automatisierte Umsetzung von komplexen XML-Schemaänderungen

Dieser Beitrag untersucht die Frage, wie komplexe Änderungen bei der Evolution von XML-Schemas automatisiert unterstützt werden können. Hierzu werden mögliche Änderungen an XML-Schemas durch Evolutionsoperatoren beschrieben, klassifiziert und beurteilt. Im Speziellen wird die Verschiebung (Move) von Elementen innerhalb von XML-Schemas analysiert. Die automatisierte Generierung und Ausführung von Transformationsregeln zur Migration von Instanzda-ten und die Beurteilung möglicher Informationsverluste während einer Transformation wird allgemein, wie auch anhand von Publikationsdaten untersucht

An Evolution-based Approach for Assessing Ontology Mappings - A Case Study in the Life Sciences

Ontology matching has been widely studied. However, the resulting on-tology mappings can be rather unstable when the participating ontologies or util-ized secondary sources (e.g., instance sources, thesauri) evolve. We propose an evolution-based approach for assessing ontology mappings by annotating their cor-respondences by information about similarity values for past ontology versions. These annotations allow us to assess the stability of correspondences over time and they can thus be used to determine better and more robust ontology mappings. The approach is generic in that it can be applied independently from the utilized match technique. We define different stability measures and show results of a first evaluation for the life science domain