Publications of the University Press

Das retinale Gefäßsystem ermöglicht als diagnostisches Fenster in den menschlichen Körper nicht nur diagnostische Aussagen über vaskuläre Augenerkrankungen, sondern ggf. auch Schlussfolgerungen auf systemische Gefäßerkrankungen. Dabei analysiert die retinale Gefäßanalyse vaskuläre Veränderungen insbesondere über die Messung retinaler Gefäßdurchmesser und ihres dynamischen Verhaltens unter unterschiedlichen Mess- und Stimulationsbedingungen. Für retinale Gefäßdurchmessermessungen werden unterschiedliche Messverfahren eingesetzt. Bei Anwendung dieser Messverfahren bestimmen eine Vielzahl von messtechnischen Parametern (optische Eigenschaften der Messkette, Beleuchtungsparameter) sowie von biologischen Einflußgrößen (zeitliche und örtliche biologische Variabilität, Kopf- und Augenbewegungen) die Aufnahmebedingungen und sind damit Quellen von Messfehlern. Objektive Kriterien zur Überprüfung der Messergebnisse bzw. zum Vergleich von Messmethoden können mit Gefäßabbildungsmodellen erarbeitet werden. Da körperliche Abbildungsmodelle bezüglich ihrer Komplexität und Variabilität nicht sinnvoll mit ausreichender Genauigkeit und hinreichender Praktikabilität realisierbar sind, wird dafür in dieser Arbeit ein numerisches Modell entwickelt. Mit diesem Modell können die Auswirkungen einer Vielzahl von technischen sowie biologischen Einflußgrößen auf die Messergebnisse mit hoher Flexibilität simuliert werden. Ein vorhandenes numerisches Basismodell wird im Rahmen dieser Arbeit umfassend neu strukturiert, aktualisiert, wesentlich erweitert und implementiert. Dabei wird der Abbildungsvorgang der retinalen Gefäße bis auf das aufgenommene Pixelbild realitätsnah simuliert. Die Modellerweiterung ermöglicht die Betrachtung zusätzlicher Einflussgrößen. Störungen bei der Gefäßdarstellung sowie die optischen Eigenschaften des Blutes (Vene-Arterie) werden dabei berücksichtigt. Außerdem sind weitere Parameter zur Beschreibung der Eigenschaften von Bildsensoren implementiert. Anschließend wurde eine Ausgabemöglichkeit der modellierten Gefäßbilder als Bilddatei geschaffen. Dadurch besteht die Möglichkeit, beliebige Messverfahren auf diese Bilder anzuwenden und die Ergebnisse der Gefäßdurchmessermessungen zu vergleichen. Mit diesem Modell ist nun eine Evaluierung von Messalgorithmen zur Gefäßdurchmesserbestimmung möglich. Dadurch besteht auch die Möglichkeit, den Einfluss verschiedener Modellparameter auf die Linearität der Messbeziehung isoliert zu erfassen. Dafür werden verschiedene Modellparameter in realen Fundusbildern zur experimentellen Bestimmung ihrer Wertebereiche untersucht. Andere Parameterbereiche werden aus der Literatur entnommen. Innerhalb dieser Wertbereiche werden die Abweichungen der gemessenen Werte von den Sollwerten erfasst und damit der systematische Fehler bzw. eine Korrekturkurve der im Modell integrierten automatischen Messmethode ermittelt. Zusätzlich wird der Einfluss von Änderungen ausgewählter Modellparameter (z. B. Kontrast, Helligkeit, optische Auflösung) auf den Gefäßdurchmesser gezeigt. Der Einfluss der zufälligen Änderungen der Modellparameter wird durch das Modell quantifiziert und systematisch simuliert. Außerdem ermöglicht das Modell durch frei einstellbare Parameter die Bestimmung eines Arbeitsbereiches, in dem das Messverfahren zuverlässig arbeitet. Dadurch können Qualitätsanforderungen an die Fundusabbildung abgeleitet werden, die für ein zu testendes Messverfahren unbedingt erfüllt werden müssen, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messwerte zu gewährleisten.

Die Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Fahrzeugführer ist nach wie vor ein Feld, das im Automobilbereich große Aufmerksamkeit erfährt. Ein Verständnis der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion wird Entwicklungsingenieuren früh im Entwicklungsprozess die Berücksichtigung der Fahrerreaktionen in unterschiedlichen Fahrsituationen ermöglichen und somit Sicherheit und Komfort der Fahrzeuge erhöhen und gleichzeitig zu einer Reduktion der Entwicklungskosten beitragen. Trotz reichhaltiger Literatur zum Thema Fahrermodellierung wird in dieser Arbeit argumentiert, dass konventionelle Ansätze den Anforderungen beim Einsatz von Fahrermodellen in einem industriellen Kontext nicht genügen. Insbesondere mangelt es ihnen entweder an Wirklichkeitstreue oder an Weite des Validitätsbereich. In dieser Arbeit wird ein neuartiger Ansatz vorgeschlagen, der wohlbekannte neurophysiologische Konzepte aufgreift, um sie erfolgreich auf die Nachbildung menschlichen Bremsverhaltens zu übertragen. Der so entwickelte Regler formalisiert die menschimmanente Fähigkeit, ständig Vorhersagen über die Zukunft zu treffen. Er beinhaltet zwanglos Verzögerungszeiten, die dem menschlichen Regelkreis unweigerlich innewohnen und umgeht die kontroverse explizite Modellierung von Reaktionszeiten. Zur Bewältigung der Bremsaufgabe nutzt der Regler ebenso kinematisches Größen wie propriozeptives Feedback am Bremspedal. Zur Parametrierung und Validierung des Reglerentwurfs wurde menschliches Bremsverhalten in Realfahrzeugexperimenten mit insgesamt 73 Probanden durchgeführt.Die Experimente wurde in einer kontrollierten Umgebung auf Teststrecken der Robert Bosch GmbH mit einem Fahrzeug mit programmierbarem Bremssystem durchgeführt. Insbesondere zeigen die Versuchsdaten, dass sich die menschliche Strategie zur Kontrolle der Bremsaufgabe aus dem Wechselspiel zweier Wahrnehmungsvariablen ergibt. Dies ist eine Verallgemeinerung bekannter Ergebnisse über menschliche Bremsstrategien beim Bremsen in den Stand in künstlichen Umgebungen Diese Ergebnisse werden hier auch erstmals in Realfahrzeugversuchen bestätigt. Das Fußen dieses neuartigen Reglers auf neurophysiologischen Fakten trägt zu seiner Validität bei. Die Ideen, die in dieser Arbeit vorgestellt werden, lassen sich nach der in dieser Arbeit erarbeiteten Simulation von Bremsverhalten insbesondere zwanglos auf das Lenkverhalten übertragen, und sollten daher wegweisend für zukünftige Anstrengungen sein, menschliches Fahrverhalten realistisch nachzubilden.

Die Detektion und Überwachung von Umweltparametern wie z.B. Schwermetallen gewinnt in der heutigen Zeit zunehmend an Bedeutung. Eine Möglichkeit zur Messung von Schwermetallen bieten ionenselektive Elektroden auf der Basis von Chalkogenidgläsern. Allerdings ist die Herstellung dieser Materialien zeit- und kostenintensiv. Weiterhin fehlt die Möglichkeit der Miniaturisierung für die Herstellung von Sensorsystemen für ''Vor-Ort''-Messungen. Um dieses Problem zu lösen, werden im Rahmen dieser Arbeit Chalkogenidglasschichten für den Nachweis von Cadmium, Blei, Kupfer, Thallium und Silber in Flüssigkeiten mittels gepulster Laserabscheidung (PLD: Pulsed Laser Deposition) hergestellt und charakterisiert. Die Abscheidung der Schichten erfolgt auf Silizium-Substrate. Die physikalische Charakterisierung der Schichten erfolgt mittels Video-Mikroskopie, Rutherfordrückstreuung (RBS) und Rasterelektronenmikroskopie (REM). Elektrochemisch werden die hergestellten Schichten mittels ionenselektiver Potentiometrie sowie Impedanzspektroskopie untersucht. Weiterhin werden die charakterisierten Schichten in ein siliziumbasiertes Sensorarray integriert und untersucht. Für eine zusätzliche Materialcharakterisierung werden feldeffektbasierte Sensorstrukturen, wie die Elektrolyt/ Isolator/ Halbleiter (EIS)-Struktur, der lichtadressierbare potentiometrische Sensor (LAPS) und der ionenselektive Feldeffekttransistor (ISFET) verwendet. Für ein besseres Verständnis der Vorgänge zum Potentialbildungsmechanismus an der Phasengrenze ''Fest/ Flüssig'' der Chalkogenidglasschichten wird exemplarisch ein Cadmium-selektives Chalkogenidglasmaterial mittels Impedanzspektroskopie charakterisiert. Für das untersuchte System wird ein theoretisches Modell in Form eines elektrischen Ersatzschaltbildes erstellt und mit den gemessenen Daten verglichen. Der Einsatz des entwickelten Sensorsystems für die Untersuchung von komplexen Flüssigkeitsmischungen auf der Basis einer ''elektronischen Zunge'' wird diskutiert.

Das Angebot von Kommunikations- und Informationsdiensten richtet sich einerseits nach den individuellen Bedürfnissen der Nutzer andererseits aber auch nach den Möglichkeiten der verwendeten Netztechniken. Um einen optimal auf den Nutzer angepassten Dienst bereitstellen zu können, muss dessen Kontext berücksichtigt werden. Ein Dienstzugriff soll dabei möglichst flexibel und unabhängig vom Netz erfolgen. Den mobilen Zugriff auf solche Dienste können Infrastrukturnetze, durch ihre Topologie bedingt, nicht überall bedienen. Mobile Ad-hoc-Netze sind dagegen an keine Infrastruktur gebunden und deshalb sehr flexibel einsetzbar. Durch deren dynamische Topologie ergeben sich jedoch gegenüber den herkömmlichen Netzen auch spezielle Anforderungen an die Routen- und Dienstsuche. Konventionelle Verfahren sind hierbei in der Regel weder nutzbar, noch für einen Einsatz in heterogenen Umgebungen geeignet. Gerade mit der fortschreitenden Konvergenz der Netze ist aber eine netzübergreifende Lösung unumgänglich.Die vorliegende Arbeit befasst sich deshalb mit den Themen Ad-hoc-Netze sowie den hierbei eingesetzten Routingprotokollen und -verfahren. Es werden Möglichkeiten zur Dienstsuche erläutert und gegenübergestellt. Mit den Erkenntnissen daraus wird ein Architekturkonzept entwickelt, das die Dienstsuche sowohl in Ad-hoc- als auch in herkömmlichen Infrastrukturnetzen erlaubt. Die Dienstsuche erfolgt dabei in Verbindung mit einem für diesen Zweck erweiterten Routingverfahren. Warum diese Art einer Dienstsuche auf Netzwerkebene vorteilhaft ist, wird erläutert und begründet. Kernstück der entwickelten Architektur bilden die so genannten Kontextrouter, die eine Dienstsuche unabhängig von der Adresse eines Dienstanbieters unterstützen. Auch der Nutzer benötigt keine Kenntnis über eine solche Adresse. Eine Suche erfolgt lediglich über den Dienst und den zur Verfügung stehenden Informationen über den Kontext des Nutzers. Damit wird ein auf den Nutzer optimal angepasster Dienst ausgewählt. Das Konzept unterstützt die Weiterleitung von Daten zu einem alternativen Server, sofern der ursprüngliche Server ausfällt, und bietet Providern die Möglichkeit, steuernd auf die Dienstsuche und -kommunikation einzuwirken. Das Verifizieren des vorgestellten Konzeptes erfolgt auf Basis praktischer Realisierungen. Das dazu aufgebaute Demonstratornetzwerk dient für eine Reihe von Tests zum Nachweis der Funktionen und der Leistungsfähigkeit der Architektur. Die daraus resultierenden Ergebnisse beweisen, dass das Konzept den gestellten Anforderungen genügen kann.

Das in den USA der 60er Jahre geborene Internet entwickelte sich in kürzester Zeit zu einem Massenmedienphänomen der Informationsgesellschaft und erlangte wirtschaftliche, politische, rechtliche und soziale Bedeutung. Die Konnektivität des Netzes ermöglicht grenzenlosen Datentransfer. Sie wirft neue juristische Sachverhalte auf und führt zu zahlreichen Grundsatzdiskussionen. Durch seine umfangreichen Wirkungen und die voranschreitende Globalisierung verwischen einst geordnete Strukturen, die Welt muss sich mit moralischen, gesellschaftlichen, ökonomischen, politischen oder technischen Aspekten auseinandersetzen. Die anfangs rein wissenschaftliche Internet-Nutzung bedurfte keiner staatlichen Regelungen, seine Gemeinschaft verwaltete sich allein mittels impliziter Verhaltensregeln. Jedoch entstanden mit der wachsenden Bedeutung zusehends Probleme und die Selbstverwaltung funktionierte kaum noch. Mit der Gründung der privatrechtlichen US-Institution Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN), hoffte man, eine geeignete Lösung gefunden zu haben. Ziel der Arbeit ist es, sich mit dem Phänomen ICANN auseinanderzusetzen. Der Fokus richtet sich auf die durch die Organisation verursachten Problembereiche und Konflikte. Aus der kritischen Betrachtung heraus werden alternative Formen der Internet-Regulierung dargestellt. Anschließend wird untersucht, ob ICANN weiterhin die zu erfüllenden Aufgaben wahrnehmen kann und soll bzw. ob und welche anderen Mechanismen geeigneter sein könnten. Der letzte Teil widmet sich dem Machteinfluss der USA über das Internet und ICANNs Zukunft. Den Einstieg bilden allgemeine geschichtliche und technische Internet-Grundlagen gefolgt von der Beschreibung der Institution ICANN anhand ihrer Organisations- und Vertragsstrukturen und Aufgaben. Es folgt eine kritische Auseinandersetzung mit ICANN, indem auf hervorzuhebende Basisprobleme und spezielle aktuelle Konfliktbereiche eingegangen wird. - Der Fokus der Arbeit beinhaltet die Struktur und Organisation des Internets und ICANNs. Es werden verschiedene Lösungsansätze dargelegt und auf geschichtlich begründete und aktuelle rechtliche und formaljuristische Hintergründe eingegangen. Daran schließen Theorien zur Internet-Governance an. Es werden Vor- und Nachteile von Selbstregulierung und staatlicher Regulierung dargestellt und ICANN darin eingeordnet. Anschließend werden alternative Internet-Regulierungsansätze dargestellt. Das folgende Kapitel widmet sich der besonderen Stellung der USA im Internet und der Zukunft ICANNs. Mit dem globalen Überblick wird die Internationalität ICANNs als US-Institution beleuchtet und die damit verbundenen Probleme aufgezeigt. Ein kurzes Fazit bildet den Abschluss.