IACS

Institute for Applied Computer Science

 

Aufgaben und Ziele des IACS sind es:

  • die anwendungsnahe Forschung im Bereich der Informatik durchführen und verstärkt Drittmittel einwerben
  • den Austausch zwischen Forschung und Lehre insbesondere in den Master-Studiengängen zu intensivieren
  • den regionalen Technologie-Transfer weiter zu fördern
  • Absolventen und Absolventinnen zu befähigen, marktfähige Produkte zu entwickeln und damit ggf. ein Unternehmen zu gründen

Es ist in Competence Center (CC) gegliedert. Das IACS wird vom Leiter und seinem Stellvertreter geleitet. Die Mitgliedschaft steht dem gesamten wissenschaftlichen Hochschulpersonal der Hochschule Stralsund offen.
 

Projekte

Projekte im CC Bioinformatics

 

Das Competence Center Bioinformatics forscht im Bereich der Bioinformatik, der berechnenden Biophysik und der Systembiologie.

Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Entwicklung von Software-Modellen für die Berechnung von biologischen Systemen. Noch ausführlichere Informationen finden Sie unter bioinformatics.fh-stralsund.de (auf Englisch).

DNA und Chromatin

DNA und Chromatin

Bioinformatics

 

Die DNA (Deoxyribonucleic Acid) ist der Träger der Erbinformation jeder lebenden Zelle. Beispielsweise befindet sich in einer menschlichen Zelle DNA einer Gesamtlänge von etwa 2 m. Sie befindet sich in einem Zellkern, der nur 2 Mikrometer groß ist, also eine Million mal kleiner ist. Dazu muss die DNA systematisch verpackt werden. Die DNA ist zunächst um sogenannte Nukelsomen gewickelt, die das Chromatin bilden. Das Chromatin bildet die Chromosomen, die wiederum den Zellkern bilden. Ein Verständnis des Verpackungsprozesses ist wichtig, da die DNA die ganze Zeit abgelesen wird und die abgelesenen Bereiche vom Zustand (z.B aktiv, inaktiv) und Art der Zelle (z.B. Hautzelle oder Leberzelle) abhängen, und gleichzeitig die Verpackung eine entscheidende Auswirkung auf die Aktivität des Ablesens hat.

Das CC Bioinformatics entwickelt Simulationssoftware für DNA und Chromatin. Es untersucht biologische Vorgänge mit Simulationen und statistischen Verfahren.

Simulation einzelner DNA-Moleküle

In Experimenten wird an das Ende eines kurzen DNA-Stücks ein winziges, paramagnetisches Kügelchen geheftet, wodurch es möglich wird, diese DNA in einem magnetischen Feld zu ziehen und zu verdrehen. In diesem Projekt werden im Computermodell solche DNA-Einzelmolekülexperimente nachgestellt. Dazu werden physikalische Modelle der DNA genutzt und unter verschiedenen Einflussfaktoren mit einem sogenannten Metropolis-Monte Carlo-Algorithmus berechnet. Damit kann das Verhalten der DNA detailliert untersucht werden und Einblicke gewonnen werden, die im Mikroskop nicht beobachtbar sind. Die gewonnenen Ergebnisse werden mit neuesten experimentellen Ergebnissen verglichen und helfen, theoretische Modelle aufzustellen und zu verbessern.

Diese Arbeit erfolgt in Kooperation mit der Gruppe “Single molecule investigations of DNA motors” von Ralf Seidel am Biotechnology Center der TU Dresden.

Computersimulationen von Chromatin

Trotz intensiver Bemühungen ist die dreidimensionale Struktur des Chromatins auch 30 Jahre nach seiner Entdeckung unklar. Das CC Bioinformatics hat in den letzten Jahren ein Computermodell entwickelt, das die dreidimensionale Struktur von Chromatin quantitativ beschreibt.

Die Simulationen helfen zu erklären, wie die Stärke der internukleosomalen Wechselwirkung und andere Faktoren wie der genomische Abstand zwischen den Nukleosomen oder die Bindung von Proteinen wie H1 die Struktur regulieren.

Diese Arbeiten werden in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Genome Organisation & Function von PD Dr. Karsten Rippe am Bioquant/Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg durchgeführt.

Positionen von Nukleosomen und deren Funktion

Die Lage von Nukleosomen auf der DNA wird in der lebenden Zelle aktiv gesteuert und hat einen wesentlichen Einfluss auf die Genaktivität. Die Positionen können genomweit durch Hochdurchsatzverfahren bestimmt werden. Im Projekt EpiGenSys, das von EraSysBio+ bzw. dem BMBF gefördert wird, untersuchen wir den Zusammenhang zwischen dem Zellzustand, der Position von Nukleosomen und der räumlichen Struktur.

Metastatische Progression

Metastatische Progression

Bioinformatics

 

Der Prozess der Metastasierung bei Tumorerkrankungen ist immer noch ein viel diskutiertes Thema. Verschiedene bekannte Theorien unterscheiden sich schon in grundlegenden Details. Im Rahmen des Projektes „Computersimulation der Metastasierung“ wird ein Computermodell entwickelt, das dabei helfen soll diese Vorgänge quantitativ besser zu verstehen. Computersimulationen sind dazu gut geeignet, da ihre Vorhersagen quantitativ untersucht und validiert werden können. Im Gegensatz zu mathematischen Modellen ist das Computermodell jedoch flexibler und ermöglicht eine detailliertere Sicht auf den metastatischen Prozess. So können mit Hilfe unseres Computermodells verschiedene Szenarien (z.B. metastasieren Metastasen?) und auch verschiedene Behandlungen der Krebserkrankungen simuliert werden.
Im Computermodell werden die einzelnen Vorgänge, wie z.B. das Wachstum des Primärtumors oder das Abwandern von Zellen aus dem Tumor in die Blutbahn, entweder mit Hilfe von mathematischen Funktionen (stetig) oder durch die Simulation jedes einzelnen Zellteilungs-, Zelltot- und Abwanderungs-Ereignisses (diskret) abgebildet.
Das Computermodell funktioniert wie eine Art Baukasten. Das zu simulierende Gesamtsystem wird aus mehreren stetigen und diskreten Einzelbausteinen zusammengesetzt. Jeder verwendete Baustein kann dabei individuell parametrisiert werden, wodurch die Flexibilität des Computermodells entsteht.
Um die Konfiguration des Gesamtsystems zu vereinfachen, wurde ein XML-Schema entwickelt, mit dessen Hilfe das zu simulierende System beschrieben werden kann. Dieses Format soll auch zur Veröffentlichung dienen. Dazu wird zurzeit eine Webplattform entwickelt, auf welcher die Konfigurationen und die resultierenden Simulations- und Analysedaten veröffentlicht werden sollen. Somit können Interessierte detailliert nachvollziehen, mit welchen Parametern jeweils simuliert wurde.

Dieses Projekt wird in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Udo Schumacher, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, unter Beteiligung von Prof. Dr. Andreas Wree, Universität Rostock, durchgeführt.


Projekte im CC E-Business & Interactive Media

 

Das Competence Center E-Business & Interactive Media forscht an der Schnittstelle von Informatik und Wirtschaft(swissenschaften) – von den Grundlagen bis zu den Anwendungen. Dies umfasst Themen wie unter anderem E-Marketing und Social Networks, Modellierung von Geschäftsprozessen und wirtschaftlichen Zusammenhängen, E-Learning, Blended Learning und E-Assessment, Algorithm Engineering, Data Science, Visualisierung, Systems Thinking, System Dynamics, Social Computing, Crowdsourcing und Human Computation. 

SIT4Energy–Smart IT for Energy Efficiency and Integrated Demand Management

Smarte IT als Verhaltens-Coach für moderne Prosumer

Entwicklung von intelligenten IT Diensten für ein integriertes Energiemanagement


Die Erhöhung der Energieeffizienz sowie die Schaffung eines intelligenten Energiesystems, das alle Erzeuger und Verbraucher optimal aufeinander abstimmt, gehören zu den wichtigsten Maßnahmen für das Erreichen der Klimaund Energieziele der Bundesregierung. Das deutsch-griechische Kooperationsprojekt SIT4Energy entwickelt eine intelligente und benutzerfreundliche IT-Lösung für diesen Zweck. Dies befähigt sowohl Energieverbraucher als auch Energieversorger, die vorhandenen Energieverbrauchs- und Energieerzeugungsmuster besser zu verstehen und ihr Verbrauchsverhalten entsprechend darauf abzustimmen. Es entsteht ein integriertes „Prosumer“-freundliches System, das sowohl die Angebots- als auch die Verbrauchsseite betrachtet. So sollen Verhaltensänderungen stimuliert werden, um notwendige Effizienzgewinne realisieren zu können.

Projektpartner

  • Hochschule Stralsund–University of Applied Sciences
  • Stadtwerk Haßfurt GmbH
  • Centre for Research & Technology Hellas (CERTH)
  • Information Technology for Market Leadership G.P

Fördermaßnahme
Deutsch-Griechisches Forschungs- und Innovationsprogramm
(Greek-German Bilateral Research and Innovation Cooperation)

Zuständiges Ministerium
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
weitere Informationen

Flyer

enCOMPASS - an Integrative Approach to Behavioural Change for Energy Saving

The enCOMPASS project will implement and validate an integrated socio-technical approach to behavioural change for energy saving, by developing innovative user-friendly digital tools for making energy data consumption available and understandable for the different users and stakeholders (residents, employees, pupils, building managers, utilities, ICT providers) empowering them to collaborate to achieve energy savings and manage their energy needs in energy efficient, cost-effective and comfort-preserving ways.

It will demonstrate how this can be achieved by a novel approach that integrates user-centered visualisation of energy data from smart sensors and user-generated information with context-aware collaborative recommendations for energy saving, intelligent control and adaptive gamified incentives enabling effective and sustained behavioural change

The IACS participates in the enCOMPASS project through a cooperation agreement with the European Institute for Participatory Media, and is active in particular in the work on visualization, gamification and real-world pilots  led by Prof. Dr. Jasminko Novak.

CROWDEX – Experten-basiertes Crowdsourcing für kooperative Wissenserschließung

CROWDEX – Experten-basiertes Crowdsourcing für kooperative Wissenserschließung

E-Business & Interactive Media

 

Im Forschungsprojekt CROWDEX wird die Anwendung von Experten-basierten Crowdsourcing zur Entwicklung neuartiger Anwendungen für kooperative Wissenserschließung in heterogenen Informationssammlungen untersucht. Das Ziel ist es ein neuartiges Modell für kooperative Wissenserschließung mittels Experten-basierten Crowdsourcing prototypisch zu entwickeln und seine Eignung empirisch zu untersuchen. Den empirischen Untersuchungskontext stellt das Anwendungsbereich der Digital Humanities dar.

In Zusammenarbeit mit dem European Institute for Participatory Media e.V.
Projektleiter: Prof. Dr. Jasminko Novak

Digital Game-Based Learning zur Unterstützung der Software Engineering Ausbildung

Digital Game-Based Learning zur Unterstützung der Software Engineering Ausbildung

E-Business & Interactive Media

 

Sim4SEEd,

steht für „Simulation and digital game-based learning for Software Engineering Education“. Ziel des Projekts ist der Entwurf und die Implementierung eines Frameworks für die effiziente Erzeugung von Spielen zur Unterstützung der Ausbildung auf dem Gebiet des Software Engineering. Dabei liegt der Fokus des Projekts auf Softwareprozessen, einem der Wissensgebiete im SE, welche sich allein durch „traditionelle“ Lehrmethoden (Vorlesungen, Übungen) weniger gut vermitteln lassen.

Ausführlichere Informationen zum Projekt gibt es auf der Webseite des Projekts: www.sim4seed.org.

GamifyIT – Gamifizierung von IT-Anwendungen

GamifyIT – Gamifizierung von IT-Anwendungen

E-Business & Interactive Media

 

Im Forschungsprojekt GamifyIT wird ein Modell und Design Framework für adaptive Gamifizierung von IT-Anwendungen entwickelt in ausgewählten Fallstudien validiert (z.B. in SmartEnergy, eLearning, Social Innovation).

In Zusammenarbeit mit dem European Institute for Participatory Media e.V.
Projektleiter: Prof. Dr. Jasminko Novak

Socially-Aware Crowdsourcing und Human Computation

Socially-Aware Crowdsourcing und Human Computation

E-Business & Interactive Media

 

Im Forschungsprojekt SOCIALCrowd ein domänen-übergreifendes Design-Frameworks für Entwicklung von „socially-aware“ Crowdsourcing-Anwendungen entwickelt. Das Ziel ist es, klassische Modelle, die auf dem „Owner-Worker“ Modell basieren, um kooperative, „socially-aware“ Elemente zu erweitern, die Erkenntnisse der Theorie des kollektiven Handels integrieren. Hierzu werden bisherige Erfahrungen mit verschiedenen Modellen des Crowdsourcing und der Human Computation an Fallbeispielen aus unterschiedlichen Anwendungsdomänen untersucht und zur Entwicklung eines innovativen integrierten Modells zusammengeführt werden.

In Zusammenarbeit mit dem European Institute for Participatory Media e.V.
Projektleiter: Prof. Dr. Jasminko Novak


Projekte im CC Health Informatics

 

Das Competence Center Health Informatics konzentriert sich auf Forschungsaktivitäten im Bereich der Gesundheitsinformationssysteme (Health Informatics).

Dazu gehören Themen wie: 

  • eHealth
  • Analyse und Visualisierung radiologischer Bilddaten
  • RIS/PACS und DICOM-Kommunikation
  • Medizinisches Informationsmanagement
MR-Diffusion Imaging Software

MR-Diffusion Imaging Software

Health Informatics

Figure 1
Figure 2

 

Software implementation of the A-GLYPH LIC algorithm

The A-GLYPH LIC algorithm allows visualization of diffusion-weighted Magnetic Resonance Imaging (dw-MRI) datasets, revealing local anisotropy features as well as global fiber architecture. The method was developed by Prof. Hans-Heino Ehricke, Mark Höller, M.Sc. and Prof. Kay Otto and is protected by patent No. DE102013213010. Here we provide a first free software implementation for physicians allowing evaluation of the method with high angular resolution dw-MRI datasets.

Overview of A-GLYPH LIC

Originally, the Line Integral Convolution (LIC) approach was designed for flow visualization by engraving a vector field’s structure onto a noise texture. LIC is essentially a filtering technique that blurs an input texture locally along a given vector field, thus providing highly correlated voxel intensities along field lines. Initially, for each voxel of the input texture, a field line is integrated over a fixed number of voxels, using the voxel as a tracking seed. The field line is used as the kernel of a convolution operator, which averages voxel intensities along the line. In A-GLYPH LIC a white noise texture is not used as originally proposed by Cabral and Leedom, rather an anisotropic spot pattern, which is continuously sampled along integral lines, is implemented. Furthermore, we use a multi-kernel approach allowing more than a single anisotropy direction to be visualized for each voxel. Figure 1 shows an overview of the approach adopted,depicting the most relevant processing steps and data elements.

Fig. 1: Overview of A-GLYPH LIC processing steps.

From the acquired HARDI diffusion dataset FODs are computed by spherical deconvolution. The FOD volume is used to create a high-resolution volume of glyph samples, which are used as the input pattern to a multi-kernel LIC algorithm. The resulting LIC volume is a three-dimensional gray scale texture representing regional anisotropic behavior. Additionally, a direction volume is generated, in which the averaged anisotropy direction within the LIC convolution kernel is stored as a direction vector for each voxel. This is used for directional color encoding of slices through the LIC volume. In the visualization step, LIC slices can be fused with anatomic slice images, for example from a T1 weighted dataset. By the application of volume rendering techniques, the LIC volume can be three-dimensionally visualized as a whole or after definition of a volume of interest. The details of (i) sample volume generation, (ii) multi-kernel LIC and (iii) visualization are described in:

(1) M. Höller, K.-M. Otto, U. Klose, S. Groeschel and H.-H. EHRICKE: Fiber Visualization with LIC Maps Using Multidirectional Anisotropic Glyph Samples. Int. J. Biomed. Im., Vol. 2014, Article-ID 401819 , 2014. http://www.hindawi.com/journals/ijbi/2014/401819/

(2) Höller, M., Klose, U., Groeschel, S., Otto, K.-M. und Ehricke, H-H.: Visualization of MRI Diffusion Data by a Multi-Kernel LIC Approach with Anisotropic Glyph Samples. In: L. Linsen et al., Visualization in Medicine and Life Sciences III, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, pp 157 – 176, 2016.

Fig. 2: A-GLYPH LIC image of a tumor patient embedded in 3D visualization of tumor surface and slices from T1 weighted dataset.

A detailed description of results from a first clinical evaluation study with patients affected by different pathologies (fiber dicplacing tumor, tumor partly infiltrating fiber tracts, selective involvement of fiber tracts, demyelinating lesion) can be found in:

(3) M. Höller, H.-H. Ehricke, M. Synofzik, U. Klose and S. Groeschel, Clinical Application of Fiber Visualization with LIC Maps Using Multidirectional Anisotropic Glyph Samples (A-Glyph LIC), J. Clinical Neuroradiology, Online First article, 2015. http://www.springermedizin.de/clinical-application-of-fiber-visualization-with-lic-maps-using-multidirectional-anisotropic-glyph-samples-a-glyph-lic/6054902.html

Software download

The free fiberViewMR application program allows DICOM conformant MR diffusion images to be processed and high-quality A-GLYPH LIC slice images with sagittal, axial and coronal orientations to be generated. No parameter tuning is necessary. We recommend usage of high-angular resolution diffusion datasets with 48 directions or more.

 

Your computer must meet the following prerequsites to run fiberViewMR:

Windows operating system: Win64, 8 GB RAM (16 GB recommended), Java Runtime Environment (to run the installer). It is recommended to use up-to-date hardware (multi-core CPU and highend graphics card with OpenCL 1.2 driver) in order to achieve acceptable performance.

or

MacOSX operating system: MacOSX 10.6.0 or newer, 8 GB RAM (16 GB recommended). It is recommended to use up-to-date hardware (multi-core CPU and highend graphics card with OpenCL 1.2 driver installed) in order to achieve an acceptable performance.

 

Download links for fiberViewMR, Release 2.0.0:

fiberViewMR 2.0.0 for Windows: click here

fiberViewMR 2.0.0 for MacOSX: click here

Feedback and questions

For feedback and / or questions please send an e-mail to: fiberViewMR@fh-stralsund.de

Optische Qualitätssicherung in der Schuhfertigung

Optische Qualitätssicherung in der Schuhfertigung

Health Informatics

 

Bei der Herstellung von Konfektionsschuhen wird der Schuh um einen sogenannten

Leisten – ein idealisiertes Abbild eines Fußes – herum gebaut. Nach Herstellung des Schuhes wird der Leisten wieder entfernt und der Schuh sollte seine, vom Leisten vorgegebene, Innenraumform behalten.

Früher wurden nur wenige unterschiedliche Materialien zur Herstellung eines Schuhs verwendet, so dass bzgl. der Abweichung der Innenraumform Erfahrungswerte vorlagen. Heute werden unterschiedlichste Materialien und Fertigungstechniken

angewendet, was dazu führt, dass die Schuhinnenräume immer weniger der Leistenform entsprechen und auch die Schuhgröße nicht mehr eingehalten wird. Die zerstörungsfreie Prüfung von Form und Größe von industriell gefertigten Schuhen ist daher ein wichtiges Verfahren der Qualitätssicherung.

Im Rahmen eines BMWT-Förderprojekts der industriellen Gemeinschaftsforschung entwickelte das IACS ein automatisiertes Bildanalyseverfahren zur Auswertung von Schuhdatensätzen der Computertomographie. Dabei wurden Verfahren der Schuherkennung, der Objektabgrenzung sowie der Schuhvermessung entwickelt und als Softwarelösung implementiert.

Visualisierung von Nervenbahnen

Visualisierung von Nervenbahnen

Health Informatics

 

In der kernspintomographischen Diffusionsbildgebung wird die Diffusion von Wassermolekülen im Gewebe gemessen. Die prinzipiell ungerichtete (isotrope) Diffusion wird im Bereich von Nervenfasern durch die Myelinscheide eingeschränkt, so daß eine gerichtete (anisotrope) Diffusion entsteht, deren Ausmaß und Richtung prinzipiell mit einer räumlichen Auflösung von ca. 2,0 mm * 2,0 mm * 2,0 mm ermittelt werden kann. Aus den Meßdaten kann durch Verfahren des Fasertrackings der Verlauf von Nervenbahnen rekonstruiert und dreidimensional visualisiert werden. Hinderlich für den klinischen Einsatz der Methodik ist das schlechte Signal-zu-Rausch Verhältnis der Meßdaten sowie die mangelnde räumliche Auflösung. Letzteres führt im Bereich von sich kreuzenden, verzweigenden oder berührenden Faserbündeln zu nicht eindeutigen Richtungsinformationen.

Das Competence Center Health Informatics entwickelt Methoden zur Rauschminderung und Regularisierung 3D Rekonstruktion des corpus callosum (rot), des fascilus longitudinalis (grün) und der Pyramidalbahnen (blau) nach Regularisierung.ng von Diffusionsprofilen sowie Algorithmen zur Visualisierung von Nervenbahnen. Dabei wird insbesondere auf angulär hochauflösenden Meßtechniken, wie z.B. dem Q-Ball Imaging aufgebaut. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit der MR-Gruppe der Abt. für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie des Universitätsklinikums Tübingen (Prof. Dr. Klose) .

Für die Visualisierung der Diffusionsdaten wurde ein Verfahren entwickelt, das auf dem Line Integral Convolution (LIC) Algorithmus für die Visualisierung von Vektorfeldern aufbaut. Der Algorithmus wurde dahingehend abgeändert und ergänzt, dass (1) mehr als eine anisotrope Diffusionsrichtung in einem Voxel berücksichtigt werden kann (z.B. bei sich kreuzenden oder verzweigenden Nervenbahnen) und (2) als Input ein hochaufgelöstes Spotpattern verwendet wird. Das Spotpattern wird durch einen Traktographie-Algorithmus erzeugt und bildet bereits Eigenschaften der Diffusionsdaten ab und erlaubt es, den Kontrast der erzeugten LIC-Bilder so sehr zu steigern, dass der Betrachter Verläufe von Nervenfasern auch bei komplexen geometrischen Verhältnissen (Kreuzungen, Berührungen, Verzweigungen von Nervenbahnen) eindeutig erkennen kann. Zudem wurde ein Farbkodierungsverfahren entwickelt, mit dessen Hilfe ein anatomisches MRT Schnittbild mit dem dazugehörigen LIC-Bild überlagert werden kann. Derzeit wird an der Evaluierung des Verfahrens anhand verschiedener klinischer Fragestellungen gearbietet. Hierzu gehören Krankheitbilder wie Ataxie, Demyelinisierung und verschiedene Tumortypen.

Für das hier entwickelte Verfahren zur Regularisierung (Rauschminderung) kernspintomographsicher Diffusionsdaten wurde vom Deutschen Patentamt das Patent erteilt (DE 10 2009 036 969 B3, 2011).

Für das LIC-basierte Visulisierungsverfahren wurde vom Deutschen Patentamt ein positiver Bescheid erteilt, so daß die Patenturkunde in 2014 zu erwarten ist (DE 10 2013 213 010.4, 2014).

Telemedizinisches Fernbefundungssystem

Telemedizinisches Fernbefundungssystem

Health Informatics

 

Über eine durch die Damp-Stiftung finanzierte Projektförderung erfolgte in enger Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Angewandte Informatik e.V.und der Fachhochschule Stralsund und dem Helios Hanseklinikum Stralsund die Entwicklung des Kiebitz©-Fernbefundungssystems. Im vergangenen Jahr ist so der Prototyp des ersten als Medizinprodukt zulassungsfähigen
Fernbefundungsarbeitsplatzes entstanden.

Der demografische Wandel in Deutschland stellt unsere Gesellschaft in vielen Bereichen zunehmend vor große Probleme. Die flächendeckende Gesundheitsversorgung ist hier neben der notwendigen Anpassungen im Bildungs- und Wirtschaftssektor eine herausragende Herausforderung. Gerade im gering bevölkerten Mecklenburg-Vorpommern wird es schon jetzt immer schwerer die hausärztliche Versorgung außerhalb der Städte zu gewährleisten (siehe Anlagen). Hausärzte sind vor dem Hintergrund ihrer voll besetzten Wartezimmer zunehmend nicht mehr in der Lage den notwendigen Hausbesuch im häuslichen oder im stationär pflegerischen Bereich zu bewerkstelligen. In dessen Folge kommt es dann allzu oft zu medizinisch fragwürdigen rettungsdienstlichen Einweisungen dieser zumeist älteren Patienten, die eher einer hausärztlichen Versorgung bedürften.

Unter zur Hilfenahme des Kiebitz©-Fernbefundungssystem wird es zukünftig möglich sein, dass der Hausarzt seine Patienten –in den dafür ausgestatteten Pflegeeinrichtungen – im Zeitraum zwischen seinen regulären Besuchsterminen über das Fernbefundungssystem konsultiert. Im Rahmen einer speziell dafür ausgerüsteten Audio-Video-Konferenz lässt sich der Patient befragen und visuell inspizieren. In einem vorgelagerten Befundungsprozess kann der Hausarzt in HD-Bildqualität unkompliziert einen ersten medizinischen Eindruck vom Patienten gewinnen. Auf dieser Grundlage können nun umgehend die weiteren medizinischen Maßnahmen in die Wege geleitet werden. Je nach medizinischer Indikation kann dies die Anordnung einer medizinische Versorgung durch die Pflegekräfte vor Ort, die Entscheidung zu einer prolongierten eigenen Versorgung im Rahmen des nächsten hausärztlichen Besuches oder bei akuter medizinischer Notwendigkeit die umgehende rettungsdienstliche Einweisung in die nächste Klinik sein.

Das System besteht aus einem mobilen Fernbefundungswagen (Medicalcart – siehe Foto) und einem Befundungsarbeitsplatz in
der hausärztlichen Praxis. Der Patient sitzt oder liegt vor dem Fernbefundungswagen und sieht seinen Hausarzt in HD-Qualität
auf einem großen Monitor. Auf der anderen Seite in der Ferne sitzt der Hausarzt in seiner Praxis und kann seinen Patienten über eine fernsteuerbare HD-Kamera – ebenfalls in HD-Qualität – sehen. Über eine spezielle Audio-Visuelle-Telekonferenz kann nun ein Arzt-Patientengespräch durchgeführt werden. Gegebenfalls muss der Patient auf Aufforderung des Arztes gezielte Bewegungen oder sprachliche Wiedergaben ausführen. Diese werden in Befundungsqualität übertragen und dienen als Grundlage einer medizinischen Diagnosestellung aus der Ferne. In Anschluss kann in den meisten Fällen das weitere medizinische Vorgehen durch den Hausarzt festgelegt werden.


Projekte im CC Software Quality

 

Im Competence Center Software Quality liegt der Schwerpunkt der Forschung auf dem Softwaretest – speziell auf Methoden des modellbasierten Testens. Dabei werden Testfälle aus formalen Modellen generiert, die die zu prüfenden Eigenschaften des getesteten Systems beschreiben. In zwei aktuellen Projekten werden die Anwendungsdomänen Embedded Software im Automotive-Bereich und Webanwendungen betrachtet.

Mobile Privatsphäre und Sicherheit

Mobile Privatsphäre und Sicherheit

Software Quality

 

Mobile Privatsphäre und Sicherheit ( Software Quality)

Mitarbeiter: Prof. Dr.-Ing. Andreas Noack, Johannes Pohl M. Sc.

Durch die fast allgegenwärtige Präszenz von Smartphones im privaten und geschäftlichen Umfeld ergeben sich ernstzunehmende Gefahren für die Sicherheit von personenbezogenen Standortdaten (Location Privacy). Im Forschungsprojekt wird gezeigt, wie einfach ein Smartphone ohne Kenntnis des Nutzers geortet werden kann. Dies geschieht durch Auswertung von Signalparametern (Signalstärke, Ankunftszeit) aus drahtlosen Netzwerken (WLAN, Bluetooth etc.).

Im zweiten Teil des Projekts geht es um konkrete Angriffe auf Funkschnittstellen (WLAN, NFC etc.). Diese sollen vor allem durch Fuzzing-Techniken realisiert werden.

Mitglieder

Prof. Dr. rer. nat.
Gero Wedemann

Leiter des Institute For Applied Computer Science (IACS)

Tel:

+49 3831 45 7051

Raum:

106b, Haus 4

Prof. Dr.-Ing.
Jasminko Novak

Leiter IACS Competence Center e-Business & Interactive Media, Mitglied Forschungskommission der Hochschule, Mitglied Promotionskommission der Fakultät für Wirtschaft

Tel:

+49 3831 45 6608

Raum:

325, Haus 21

Prof. Dr. sc. hum.
Hans-Heino Ehricke

Stellv. Leiter des Institute For Applied Computer Science (IACS)

Tel:

+49 3831 45 6674

Raum:

331a, Haus 4

Prof. Dr. rer. nat.
Gerold Blakowski

Praktikumsbeauftragter WINF

Tel:

+49 3831 45 6612

Raum:

320, Haus 21

Prof. Dr. rer. nat.
Thomas Wengerek

Tel:

+49 3831 45 6931

Raum:

313, Haus 21

Prof. Dr. rer. nat.
Gero Szepannek

Statistik und Wirtschaftsmathematik

Tel:

+49 3831 45 6672

Raum:

322, Haus 21

Prof. Dr. rer. pol. Dipl.-Ing.
Oliver A. Lüth

Dekan, Vertrauensdozent der Konrad-Adenauer-Stiftung, Ansprechpartner der Stiftung der Deutschen Wirtschaft (SDW)

Tel:

+49 3831 45 7063

Raum:

332a, Haus 4

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing.
Jürgen L. Dräger

Messtechnik und Messverfahren in der Medizin

Tel:

+49 3831 45 6794

Raum:

311, Haus 4

Prof. Dr.-Ing.
Martin Staemmler

Tel:

+49 3831 45 6786

Raum:

306b, Haus 4

Prof. Dr. rer. nat.
Christian Bunse

Tel:

+49 3831 45 7306

Raum:

306c, Haus 4

Prof. Dr.-Ing.
Andreas Noack

Tel:

+49 3831 45 6626

Raum:

222, Haus 4

Dr.
Jöran Pieper

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Tel:

+49 3831 45 7303

Raum:

331, Haus 4

M.Sc.
Thomas Schult

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Tel:

+49 3831 45 6630

Raum:

226, Haus 4

M.Sc.
Bertin Hoffmann

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Tel:

+49 3831 45 6948

Raum:

103a, Haus 4

Ana Isabel Grimaldo Martinez

Projektmitarbeiterin

Veranstaltungen
IACS Vortrag 04.06. Simulation von Tumorerkrankungen

IACS Vortrag 04.06. Simulation von Tumorerkrankungen

 

Bertin Hoffmann, der am IACS an seiner Promotion arbeitet, wird am Montag 04.06. um 15:45 in Haus 4 / Hörsaal 6 im Rahmen des IACS –Kolloquiums über aktuelle Ergebnisse seines Projekts berichten.

Der Titel des Vortrags ist:

Analyse und Simulation von Tumorerkrankungen und was wir daraus lernen

 

Abstract

Trotz intensiver Forschung sind viele Mechanismen bei Krebserkrankungen noch immer nicht verstanden. Wichtige Fragestellungen sind u.a. : Wann beginnt der Prozess der Metastasierung? Sind Metastasen selbst in der Lage Metastasen zu streuen? Welchen Einfluss haben Behandlungsstrategien auf das Wachstum der Tumore bzw. Metastasen?

An der Hochschule Stralsund (IACS, CC Bioinformatics) wurde ein Computermodell entwickelt, mit dem verschiedenste Szenarien zu einer Fragestellung simuliert und miteinander verglichen werden können. Im Vergleich mit klinischen und experimentellen Daten können so offene Fragestellungen geklärt oder Hinweise für weitere Forschungsprojekte gegeben werden.

Auch Behandlungen, wie die Entfernung des Primärtumors, Chemotherapie oder Bestrahlung können im Computermodell simuliert werden. Anhand der Vorhersagen des Modelles kann somit eine optimale Behandlungsstrategie geplant werden.

Der Vortrag gibt zunächst eine Einführung in die grundlegende Funktionsweise des Computermodells. Anschließend werden bisherige Ergebnisse der Arbeitsgruppe präsentiert und anhand von experimentellen Daten verschiedener immunabwehrgeschwächter Labormäuse mit Bronchialkarzinom und mehreren Metastasen in der Lunge das aktuelle Forschungsprojekt vorgestellt.

IACS Vortrag 14.05. Sicherheit von Drohnen-Kommunikationsprotokollen

IACS Vortrag 14.05. Sicherheit von Drohnen-Kommunikationsprotokollen

 

Sebastian Plotz, der am IACS mit der Arbeit an seiner Promotion begonnen hat, wird am 14.05. um 15:45 in Haus 4 / Hörsaal 6 im Rahmen des IACS –Kolloquiums über sein Projekt berichten.

Der Titel des Vortrags ist: 

Untersuchung der Sicherheit von Drohnen-Kommunikationsprotokollen

 

Abstract

Die Zahl der Drohnen im privaten Sektor steigt schnell an. Somit steigt auch das Risiko von Unfällen oder Zusammenstößen. Hierdurch können erhebliche Sach- oder Personenschäden entstehen. Dies betrifft insbesondere kritische Bereiche wie Flughäfen. Ein weiteres Risiko ist beispielsweise die Übernahme einer fremden Drohne während des Flugs.

Diese könnte nach erfolgreicher Übernahme gestohlen oder in eine Menschenmenge gesteuert werden und so ebenfalls erhebliche Schäden verursachen. Dies ist vor allem problematisch, da die Übernahme durch den Angreifer in den meisten Fällen nicht nachweisbar ist und somit der Eigentümer beziehungsweise der rechtmäßige Pilot der Drohne zur Rechenschaft gezogen wird.

Dieser Vortrag gibt zunächst einen Einblick in die Grundlagen der drahtlosen Kommunikation zwischen der Drohne und der Fernsteuerung.

Anschließend wird aufgezeigt, wie Protokolle zur Steuerung von Drohnen angegriffen werden können. Den Abschluss des Vortrags bildet eine Live-Demonstration, in der eine Drohne während des Flugs übernommen wird.

Neuer Vortragstermin 18.06.

Neuer Vortragstermin 18.06.

 

Für das IACS-Kolloquium ist der 18.06. als weiterer Vortragstermin hinzugekommen. Es wird zwei Vorträge von Studierenden des Master-Studiengangs Informatik geben:

Tobias Schulz: Security-Strategien für hybride Cloud-Lösungen in kleinen und mittleren Unternehmen

Benjamin Schröder: Konzeptionierung und Evaluierung der Anbindung eines Gassensorsystems an eine standardisierte Schnittstelle

IACS Vortrag 23.04. Interaktive 3D-Volumenvisualisierung von Sonardaten

IACS Vortrag 23.04. Interaktive 3D-Volumenvisualisierung von Sonardaten

 

Am Montag 23.04.2018 um 15:45 in Haus 4/HS 6 wird Sven Kluge, Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung Rostock, im Rahmen des IACS-Kolloquiums einen Vortrag zum Thema halten.

Der Titel des Vortrags ist:

Interaktive 3D-Volumenvisualisierung von Sonardaten

 

Abstract

Die Weltmeere sind nicht nur komplexe und in weiten Bereichen unerforschte Ökosysteme und zudem das Rückgrat des weltweiten Handels. Die Meere leisten auch einen zentralen Beitrag zur Welternährung, sind Transitgebiet für Pipelines, Strom und Kommunikationsleitungen, spielen eine zentrale Rolle in der Energiewende als Lieferant für Wind- und Gezeitenstrom und sind Lagerstätte für fossile Brennstoffe sowie mineralische Rohstoffe. Die Erforschung, der Schutz und die schonende Nutzung der maritimen Ressourcen sind auf leistungsfähige Sensorsysteme angewiesen, die im Medium Wasser und in extremen Tiefen die Augen und Ohren ersetzen, die uns an Land befähigen die Umwelt zu erfassen.
Im Verbundprojekt „Akustisches Auge“ forscht das Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung an der interaktiven Visualisierung von Sonardaten aus dem Maritimen Bereich. Üblicherweise werden Sonardaten in 2D-Ansichten analysiert und ausgewertet, wodurch der Bezug zu den umgebenden Schichten und Informationen verloren gehen kann. Deshalb wird in dem Forschungsprojekt untersucht, inwiefern der Prozess der interaktiven Datenexploration durch geeignete 3D-Visualisierungen unterstützt und verbessert werden kann. Zusätzlich wird die Möglichkeit der automatischen Material- und Objekterkennung unter Wasser erforscht.
Der Vortrag zeigt einen Überblick über das Verbundprojekt „Akustisches Auge“ und geht dann detailliert auf die Vorgehensweisen und Probleme zur Auswertung und Visualisierung von Sonardaten ein.

Vortrag 16.04. Funksicherheit am Beispiel von SmartHome

Vortrag 16.04. Funksicherheit am Beispiel von SmartHome

 

Am Montag 16.04.2018 um 15:45 in Haus 4/HS 6 wird Johannes Pohl, IACS/Hochschule Stralsund, im Rahmen des IACS-Kolloquiums einen Vortrag zum Thema halten.

Der Titel des Vortrags ist:

Wer ist hier der Herr im Haus? – Funksicherheit am Beispiel von SmartHome

 

Abstract

Das Internet of Things allgemein und SmartHome im speziellen erleichtern unseren Alltag. Durch intelligente Heizthermostate lässt sich Geld sparen und mit funkgesteuerten Türschlössern fallen nie wieder die Einkäufe beim Türaufschließen auf den Boden.

Dieser Komfort birgt jedoch auch Risiken. Was ist, wenn die Kommunikation zwischen Fernbedienung und Türschloss nicht hinreichend abgesichert ist? Dann betreten Einbrecher das Haus ohne Spuren zu hinterlassen. Solche Angriffe sind längst Realität und dennoch sichern Hersteller ihre Produkte nur mäßig ab.

In diesem Vortrag wird gezeigt, welche Schritte notwendig sind, um die Kommunikation zwischen SmartHome Geräten abzuhören, zu verstehen, und zu manipulieren. Dies wird an einem praktischen Beispiel demonstriert. Es ist kein Vorwissen erforderlich, alle theoretischen Grundlagen werden während des Vortrags vermittelt.

Termine IACS-Kolloquium 2018

Termine IACS-Kolloquium 2018

 

Das IACS-Kolloquium 2018 findet im Sommersemester montags 15:45-17:15 in Haus 4/Hörsaal 6 statt.

Die folgenden Vorträge sind geplant:

16.04. Johannes Pohl (IACS): HF Hacking am Beispiel von Smart Home
23.04. Sven Kluge (Fraunhofer IGD Rostock): Interaktive 3D-Volumenvisualisierung von Sonardaten
07.05. Dr. Michael Ruff: Agiles Projektmanagement am Beispiel einer Software für Gebäudeleittechnik
14.05. Sebastian Plotz (IACS): Untersuchung der Sicherheit von Drohnen-Kommunikationsprotokollen
04.06. Bertin Hoffmann (IACS): Analyse und Simulation von Tumorerkrankungen

Genauere Informationen zu den Vorträgen werden rechtzeitig bekanntgegeben.

Vortrag 22.05. Automatische Spracherkennung zur Analyse von Gesang

Vortrag 22.05. Automatische Spracherkennung zur Analyse von Gesang

 

Am Montag, 22.05.2017, um 15:45 in Haus 4/HS 6 wird Anna Kruspe, Fraunhofer IDMT Ilmenau, im Rahmen des IACS-Kolloquiums einen Vortrag zum Thema 

Anwendungen von Techniken der automatischen Spracherkennung zur Analyse von Gesang

halten.

 

Abstract

In den letzten 15 Jahren hat das Feld des Music Information Retrievals (MIR) viele interessante Ansätze zur computerbasierten Analyse von Musik hervorgebracht. Ein Aspekt, der bisher jedoch noch nicht viel Aufmerksamkeit erfahren hat, ist der textliche Inhalt von Gesangsstimmen. In diesem Vortrag wird ein Überblick über die Anwendung von Technologien der Automatischen Spracherkennung (ASR) auf Gesang gegeben. Frau Kruspe wird im Speziellen ihre eigenen Arbeiten zu den Themen Sprachenidentifikation, Schlagwortsuche und Text-zu-Gesangs-Alignment vorstellen.

Vortrag 08.05. Berechnung von Fahrplänen des Schienengüterverkehrs

Vortrag 08.05. Berechnung von Fahrplänen des Schienengüterverkehrs

 

Am Montag 08.05.2017 um 15:45 in Haus 4/HS 6 wird Reyk Weiß, TU Dresden, im Rahmen des IACS-Kolloquiums einen Vortrag zum Thema

Automatische Verfahren zur Berechnung von Fahrplänen des Schienengüterverkehrs

halten.

 

Abstract

Die Fahrplanung im Schienenverkehr ist eine komplexe Aufgabe, die auch heutzutage noch sehr erfahrene Mitarbeiter benötigt, um für stark befahrene Streckenabschnitte verlässliche Fahrpläne konstruieren zu können. Neue Trassen in einen bereits sehr engen Fahrplan einzulegen ist ein zeitlich sehr aufwändiger und iterativer Prozess, der darüber hinaus häufig schlechtere Qualität für die neu eingelegten Trassen bedingt.

Zwar nutzen heutzutage die meisten Eisenbahnunternehmen als Unterstützung für die Erstellung der Fahrpläne Computerprogramme, dennoch sind diese Programme eher mit virtuellen Zeichenbrettern zu vergleichen, da sie den Bearbeiter zwar auf Konflikte hinweisen, aber keine automatischen Entscheidungen bei der Fahrplanerstellung treffen.

Somit werden Fahrpläne auch heute noch genauso wie im 19. Jahrhundert in erster Linie manuell erstellt und sind daher auch nicht mathematisch optimal.

Folglich besteht die Notwendigkeit für hoch optimierte, automatisierte Algorithmen und deren intelligente Vereinigung. Eine derartige Realisierung spiegelt sich in dem Software-System TAKT wider, das in enger Zusammenarbeit mit der TU Dresden und der DB Netz AG entwickelt wird. Die Implementierung bietet völlig neue Ansätze um die verschiedenen Probleme der Fahrplanung zu lösen.

Vortrag 24.04. Visualisierung von Nervenfasern

Vortrag 24.04. Visualisierung von Nervenfasern

 

Am Montag 24.04.2017 um 15:45 in Haus 4/HS 6 wird Thomas Schult, IACS/HS Stralsund, im Rahmen des IACS-Kolloquiums einen Vortrag zu folgendem Thema halten.

Vom Labor in die Klinik: Visualisierung von Nervenfasern aus diffusionsgewichteten Daten der Magnetresonanztomographie 

 

Abstract

Die diffusionsgewichtete MRT-Bildgebung ist ein nützliches Werkzeug bei der Diagnostik und Operationsplanung von Tumorerkranken des Gehirns. Allerdings weisen die Verfahren, die zu diesem Zweck aktuell in der klinischen Routine eingesetzt werden, Ungenauigkeiten in bestimmten Hirnbereichen auf oder sind stark von Nutzereingaben abhängig.
Aus diesem Grund wurde in unserer Arbeitsgruppe ein Verfahren entwickelt, das die zuvor genannten Probleme vermeiden soll. Um die sogenannte A-Glyph LIC Methode vom Labor in die Klinik zu bringen, wurde eine Software zur Evaluierung entwickelt.
Der Vortrag gibt zunächst eine Einführung in die grundlegende Funktionsweise der Methode. Anschließend wird darauf eingegangen, welche Schritte notwendig waren, um das Verfahren Neuroradiologen und -chirurgen zugänglich zu machen. Es werden des Weiteren klinische Beispiele gezeigt, Vergleiche mit Verfahren der klinischen Routine angestellt sowie auf die Fragestellungen der geplanten Evaluierung der Methode anhand von Tumorpatienten eingegangen.

Vortrag 03.04. IT-Sicherheit an der Universitätsmedizin Rostock

Vortrag 03.04. IT-Sicherheit an der Universitätsmedizin Rostock

 

Am Montag 03.04.2017 um 15:45 in Haus 4/HS 6 wird Thomas Dehne, Universitätsmedizin Rostock, im Rahmen des IACS-Kolloquiums einen Vortrag zum Thema 

IT-Sicherheit an der Universitätsmedizin Rostock – Herausforderungen und Strategien 

halten.

 

Abstract

  • Die reale Gefahr anhand von aktuellen Angriffsszenarien
  • Interessante Zahlen und Fakten zu existierende Sicherheitslücken
  • Strategien im Kampf gegen Cyberkriminalität im „Einklang“ des Betriebes in einer Universitätsklinik
  • Schwierigkeiten bei der Umsetzung von IT-Sicherheitsmaßnahmen
  • Gesetzliche Rahmenbedingungen
IACS Kolloquium Termine 2017

IACS Kolloquium Termine 2017

 

Das IACS-Kolloquium 2017 findet im Sommersemester montags 15:45-17:15 in Haus 4/Hörsaal 6 statt.
 

Die folgenden Vorträge sind geplant
 

  • 03.04.2017 Thomas Dehne, Universitätsmedizin Rostock: IT-Sicherheit an der Universitätsmedizin Rostock – Herausforderungen und Strategien
  • 24.04.2017 Thomas Schult, IACS: Visualisierung von Nervenfasern aus diffusionsgewichteten Daten der Magnetresonanztomographie
  • 08.05.2017  Reyk Weiß, TU Dresden: Automatische Verfahren zur Berechnung von Fahrplänen des Schienengüterverkehrs
  • 22.05.2017 Anna Kruspe, Fraunhofer IDMT Ilmenau: Anwendungen von Techniken der automatischen Spracherkennung zur Analyse von Gesang
  • 29.05.2017 Martin Böckle, IACS: User Centered Adaptive Gamification

 

Genauere Informationen zu den Vorträgen werden noch bekanntgegeben.

Kontakt

Prof. Dr. rer. nat.
Gero Wedemann

Leiter des Institute For Applied Computer Science (IACS)

Tel:

+49 3831 45 7051

Raum:

106b, Haus 4

Prof. Dr.-Ing.
Jasminko Novak

Leiter IACS Competence Center e-Business & Interactive Media, Mitglied Forschungskommission der Hochschule, Mitglied Promotionskommission der Fakultät für Wirtschaft

Tel:

+49 3831 45 6608

Raum:

325, Haus 21

Prof. Dr. sc. hum.
Hans-Heino Ehricke

Stellv. Leiter des Institute For Applied Computer Science (IACS)

Tel:

+49 3831 45 6674

Raum:

331a, Haus 4

Prof. Dr. rer. nat.
Gerold Blakowski

Praktikumsbeauftragter WINF

Tel:

+49 3831 45 6612

Raum:

320, Haus 21