New Approaches on Octilinear Graph Drawing

Graphenzeichnen ist ein Bereich der Informatik mit langer Tradition. Insbesondere im Bereich des orthogonalen Graphenzeichnens wird seit den 1980er Jahren motiviert durch VLSI-Design (Chip-Design) und Grundrissplanung intensiv geforscht. In dieser Arbeit wird das klassische orthogonale Modell durch neue Elemente, unter anderem aus dem oktilinearen Graphenzeichnen, erweitert. Die ersten Ergebnisse, die wir in dieser Arbeit vorstellen, befassen sich mit oktilinearem Graphenzeichnen. Dieses Modell ist altbekannt und viele Aspekte wurden schon untersucht. Wir entwickeln eine Methode mit der für planare Graphen mit einem beschränkten maximalen Knotengrad (4 und 5) Zeichnungen mit maximal einem Knick pro Kante erstellt werden können. Außerdem zeigen wir, dass Graphen mit maximalem Knotengrad 6 nicht immer mit einem Knick pro Kante gezeichnet werden können. Damit schließen wir die Lücke zwischen bekannten Ergebnissen, die besagen dass Graphen mit maximalem Knotengrad 3 immer ohne Knicke und alle Graphen bis zu einem maximalen Knotengrad von 8 mit höchstens zwei Knicken pro Kante oktilinear gezeichnet werden können. Durch Nutzerstudien konnte gezeigt werden, dass die Lesbarkeit von (Graphen) Zeichnungen durch Knicke auf den Kanten und schlecht identifizierbare Kreuzungen besonders beeinträchtigt wird. An diesem Punkt setzt unser neues Modell, das abgeschrägt orthogonale (engl. slanted orthogonal, oder kurz: slog) Graphenzeichnen an. Im slog Modell ist der kleinste erlaubte Winkel zwischen zwei aufeinander folgenden Kantensegmenten 135°. Das hat zur Folge, dass slog Zeichnungen keine normalen Knicke mehr haben, sondern sogenannte Halb-Knicke. Um Kreuzungen besser erkennbar zu machen sind im slog Modell Kreuzungen ausschließlich zwischen diagonalen Segmenten erlaubt. Wir zeigen, dass eine knick-minimale slog Zeichnung mindestens doppelt so viele Halb-Knicke benötigt, wie eine knick-minimale orthogonale Zeichnung Knicke hat. Für das slog Modell werden in dieser Arbeit Methoden zur Berechnung von knick-minimalen Zeichnungen vorgestellt. Da diese exponentielle Fläche benötigen können, wird außerdem eine Heuristik entwickelt, die nur quadratische Fl ̈ache benötigt, dafür aber mehr Knicke zulässt. Die Ergebnisse einer experimentellen Evaluation des slog Modells werden ebenfalls präsentiert. Im Anschluss erweitern wir das slog Modell zu einer flexibleren Variante die wir sloggy nennen. Das sloggy Modell hat alle Eigenschaften des slog Modells, aber Kreuzungen werden jetzt auch zwischen orthogonalen Segmenten erlaubt. Dafür wird die Anzahl Halb-Knicke beschränkt auf genau zwei Mal die Anzahl Knicke der entsprechenden knick-minimalen orthogonalen Zeichnung. Außerdem wird die Anzahl an Kreuzungen zwischen diagonalen Segmenten maximiert. Wir entwickeln eine Methode zur Berechnung solcher Zeichnungen und zeigen, dass auch hier exponentielle Fläche benötigt werden kann. Das slog und das sloggy Modell sind auf Graphen mit einem maximalen Knotengrad von 4 beschränkt. Deswegen wenden wir uns als nächstes dem Kandinsky Modell zu, einem bekannten Modell mit dem Graphen mit beliebigem Knotengrad gezeichnet werden können. Wir erweitern das bekannte Modell mit Elementen aus dem slog Modell, den Halb-Knicken, um so zuvor verbotene Konfigurationen zeichnen zu können. Mit unserer Erweiterung wollen wir die Gesamtzahl an Knicken und die Größe der Zeichnungen verkleinern. Wir entwickeln eine LP Formulierung, mit der die optimale Zeichnung berechnet werden kann. Da diese sehr lange Zeit zur Berechnung beanspruchen kann, haben wir zusätzliche eine effiziente Heuristik entwickelt. In einer experimentellen Untersuchung vergleichen wir außerdem das neue Modell mit dem klassischen Kandinsky Modell. Im letzten Kapitel vereinen wir dann unsere Modifikation des Kandinsky Modells mit dem slog Modell im sogenannten sloginsky Modell, um Graphen mit beliebigem Knotengrad mit den Vorteilen des slog Modells zeichnen zu können. Wir entwickeln eine Methode zur Berechnung knick-optimaler sloginsky Zeichnungen, aber wir zeigen auch, dass eine solche Zeichnung nicht für jede Eingabe möglich ist. Auch im sloginsky Modell kann eine Zeichnung exponentielle Fläche beanspruchen, was in der experimentellen Evaluation ebenfalls sichtbar wird

Prioritized independent contact regions for form closure grasps

Proceedings of: 2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS'11), September 25-30, 2011, San Francisco, USAThe concept of independent contact regions on a target object’s surface, in order to compensate for shortcomings in the positioning accuracy of robotic grasping devices, is well known. However, the numbers and distributions of contact points forming such regions is not unique and depends on the underlying computational method. In this work we present a computation scheme allowing to prioritize contact points for inclusion in the independent regions. This enables a user to affect their shape in order to meet the demands of the targeted application. The introduced method utilizes frictionless contact constraints and is able to efficiently approximate the space of disturbances resistible by all grasps comprising contacts within the independent regions.European Community's Seventh Framework ProgramThis research has been partially supported by the HANDLE project, funded by the European Community’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement ICT 231640

Orbital Freezing in FeCr2S4 Studied by Dielectric Spectroscopy

Broadband dielectric spectroscopy has been performed on single-crystalline FeCr2S4 revealing a transition into a low-temperature orbital glass phase and on polycrystalline FeCr2S4 where long-range orbital order is established via a cooperative Jahn-Teller transition. The freezing of the orbital moments is revealed by a clear relaxational behavior of the dielectric permittivity, which allows a unique characterization of the orbital glass transition. The orbital relaxation dynamics continuously slows down over six decades in time, before at the lowest temperatures the glass transition becomes suppressed by quantum tunneling.Comment: 4 pages, 4 figure

The Influenza Virus NS1 Protein Forms Multimers in Vitro and in Vivo

AbstractThe NS1 protein of the influenza A virus inhibits both the nuclear export of mRNA and pre-mRNA splicing. Two functional domains, an RNA-binding domain and an effector domain, have been identified in this protein. Here we demonstrate that the NS1 protein exists as a dimer in vitro both in the absence of its RNA target and when it is bound to a specific RNA target, U6 snRNA. This indicates that it is most likely the dimer that binds to the RNA target. Mutational analysis indicated that the RNA-binding and dimerization domains are coincident. Multimerization also occurs in vivo, as assayed using the yeast two-hybrid system. In contrast to the situation in vitro, multimerization in vivo was mediated by not only the RNA-binding domain but also the effector domain. This suggests that multimerization in vivo involves a cellular protein cofactor that bridges more than one NS1 protein molecule together via their effector domains

A Microscopic Model for Packet Transport in the Internet

A microscopic description of packet transport in the Internet by using a simple cellular automaton model is presented. A generalised exclusion process is introduced which allows to study travel times of the particles ('data packets') along a fixed path in the network. Computer simulations reveal the appearance of a free flow and a jammed phase separated by a (critical) transition regime. The power spectra are compared to empirical data for the RTT (Round Trip Time) obtained from measurements in the Internet. We find that the model is able to reproduce the characteristic statistical behaviour in agreement with the empirical data for both phases (free flow and congested). The phases are therefore jamming properties and not related to the structure of the network. Moreover the model shows, as observed in reality, critical behaviour (1/f-noise) for paths with critical load.Comment: 9 pages, 7 figure

Binding of the influenza A virus NS1 protein to PKR mediates the inhibition of its activation by either PACT or double-stranded RNA

AbstractA major component of the cellular antiviral system is the latent protein kinase PKR, which is activated by binding to either double-stranded RNA (dsRNA) or the cellular PACT protein. Activated PKR phosphorylates the translation initiation factor eIF2, thereby inhibiting viral and cellular protein synthesis and virus replication. To evade the antiviral effects of PKR, many viruses, including influenza A virus, have evolved multiple mechanisms. For influenza A virus, the non-structural (NS1A) protein plays a major role in blocking activation of PKR during virus infection. The mechanism by which the NS1A protein inhibits PKR activation in infected cells has not been established. In the present study, we first carried out a series of in vitro experiments to determine whether the NS1A protein could utilize a common mechanism to inhibit PKR activation by both PACT and dsRNA, despite their different modes of activation. We demonstrated that the direct binding of the NS1A protein to the N-terminal 230 amino acid region of PKR can serve as such a common mechanism and that this binding does not require the RNA-binding activity of the NS1A protein. The lack of requirement for NS1A RNA-binding activity for the inhibition of PKR activation in vivo was established by two approaches. First, we showed that an NS1A protein lacking RNA-binding activity, like the wild-type (wt) protein, blocked PKR activation by PACT in vivo, as well as the downstream effects of PKR activation in cells, namely, eIF2 phosphorylation and apoptosis. In addition, we demonstrated that PKR activation is inhibited in cells infected with a recombinant influenza A virus expressing NS1A mutant protein that cannot bind RNA, as is the case in cells infected with wild-type influenza A virus