A model of individualized canonical microcircuits supporting cognitive operations. - In: PLOS ONE, ISSN 1932-6203, Bd. 12 (2017), 12, e0188003, insges. 29 S.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188003
Lorentz force evaluation with extended area approach. - In: XIX International Symposium on Theoretical Electrical Engineering, (2017), S. 36
On-line path planning and robust adaptive path following for underactuated autonomous underwater vehicles. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (xi, 151 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017
Autonome Unterwasservehikel (AUV) sind für den Einsatz in maritimen Gebieten mit harschen und lebensbedrohlichen Umgebungsbedingungen sowie langen Missionshorizonten unerlässlich. Die Planung solcher Missionen erfolgt dabei oft über einen übergeordneten Missionsplanungsalgorithmus, der auf Grundlage von Umgebungsdaten, wie z.B. Wetter-, Karten- und Sensordaten, Referenzwegpunkte generiert. Aufgrund zeitlich veränderlicher Missionsziele und dynamisch variierender Hindernisse, wie z.B. andere Seefahrzeuge, ist eine flexible Anpassung dieser Referenzwegpunkte zur Laufzeit unvermeidlich. Da in den meisten Anwendungsfällen eine möglichst genaue Durchquerung der Wegpunkte mit vertretbarem Stellaufwand gewünscht ist, fokussiert diese Dissertation auf die Bahnführung von AUV, die durch eine Kombination aus on-line Bahnplanung und nichtlinearen Folgeregelungskonzepten besteht. Wegen der Anforderungen von Folgeregelungen an die Glattheit der Referenzbahn (C2) werden im ersten Teil dieser Arbeit zunächst 3D Bahnplanungsalgorithmen auf Basis von Polynomen 5. Grades vorgestellt, welche die von der Missionsplanung vorgegebenen Wegpunkte interpolieren. Zur Verbesserung der numerischen Eigenschaften sowie der Reduzierung des Rechenaufwands wird dieser Ansatz auf B-Splines übertragen. Durch eine spezielle Pufferung/Fensterung einer bestimmten Anzahl an Wegpunkten wird die zusätzliche Anforderung an die on-line Planung adressiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden ausgehend von einer eingehenden mathematischen Modellbildung von AUVs nichtlineare Folgeregelungskonzepte für den vollaktuierten und den unteraktuierten Fall (mehr Freiheitsgrade als Stellgrößen) entwickelt. Für ersteren wird eine Feedback-Linearisierung mit beobachterbasiertem Ansatz und aktiver Störunterdrückung präsentiert. Für den zweiten Fall wird ein robustes, adaptives Regelgesetz zur Kompensation von Modellunsicherheiten und Störungen entworfen. Wegen der Unteraktuierung des Systems, stellt dies eine anspruchsvolle Aufgabe dar, welche basierend auf der direkten Methode von Lyapunov und adaptiver Backstepping-Verfahren gelöst wird. Zur Robustifizierung des adaptiven Reglers kommen Parameter-Projektions-Techniken zum Einsatz. Abschließend werden formale Nachweise der Stabilität der präsentierten Regelungen angeführt und die Leistungsfähigkeit der entwickelten Ansätze anhand von detaillierten Simulationen belegt.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000533
Flexibler Multiphotonen/CARS-Tomograph für die medizinische Diagnostik. - Ilmenau, 2017. - xiv, 126 Seiten, Seite XXXIV
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017
Nichtlineare optische Kontrastmechanismen, wie die Zweiphotonen-angeregte Autofluoreszenz (2P-AF), die Frequenzverdopplung (engl. second-harmonic generation - SHG) und die chemisch selektive kohärente anti-Stokes Raman Streuung (engl. coherent anti-Stokes Raman scattering - CARS) ermöglichen eine räumlich hochaufgelöste markerfreie Bildgebung. Ein weiterführendes komplementäres Verfahren besteht in der zeitaufgelösten Detektion der 2P-AF-Signale und der damit ebenfalls chemisch-selektiven Fluoreszenzlebensdauer-Bildgebung (engl. fluorescence lifetime imaging - FLIM). Diese Methoden ermöglichen eine bedeutende klinische Anwendung: die hochaufgelöste nicht-invasive, zerstörungsfreie Bildgebung am lebenden Gewebe - auch bekannt als nichtlineare "optische Biopsie". Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt in der Vereinigung dieser Kontrastmechanismen mit dem bestehenden Gerätekonzept eines Femtosekundenlaser-basierten Multiphotonen-Tomographen mit flexibel positionierbarem Messkopf. Einen wesentlichen Anteil an der Entwicklung hatte die Integration der CARS-Bildgebung mit zwei Anregungsstrahlen. Bei diesem Zweistrahl-Konzept ist eine sowohl zeitliche als auch räumliche Überlagerung der spektral unterschiedlichen Anregungsphotonen in einem gemeinsamen Anregungsvolumen erforderlich. Die simultane Signaldetektion erfolgt mit einem Mehrkanal-Detektor in (i) bis zu vier spektral getrennten Kanälen und (ii) mit einer hohen Zeitauflösung im ps-Bereich. Letzteres ermöglicht die zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung und schließlich FLIM. Mit dieser multimodal-chemischen Selektivität aus Molekülschwingungs- und Fluoreszenzlebensdauerkontrast können insgesamt vier komplementäre Kontrastmechanismen (2P-AF, SHG, CARS, FLIM) simultan für die Multiphotonen-Tomographie eingesetzt werden. Die Funktionalität dieser multidimensionalen Bildgebung wurde an Modellsystemen bestätigt. Weiterführende ex vivo Untersuchungen an murinen Gewebeproben mit lipidreichen Adipozyten, Myelinfasern und Lipidtröpfchen der Leber belegen einen hohen chemischen Kontrast. Abschließend wurde der hochflexible Multiphotonen-Tomograph erfolgreich an menschlicher Haut getestet.
Integrated description of functional and non-functional requirements for automotive systems design using SysML. - In: 2017 7th IEEE International Conference on System Engineering and Technology (ICSET 2017), ISBN 978-1-5386-0383-3, (2017), S. 27-31
https://doi.org/10.1109/ICSEngT.2017.8123415
Extending the SVM integration with case based restarting GA to predict solar flare. - In: 2017 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), ISBN 978-1-5386-1645-1, (2017), S. 1994-1999
The world and human life can be had serious impact by Unusual high solar flare. In particular, serious problems may be caused by destroy satellites, damage electric power plants due to it. Therefore, it is desirable to predict sun flare peaks. However, such prediction is difficult and often inaccurate. In previous work, we used a Support Vector Machine (SVM) as a machine learning technique to predict the sun flare intensity based on data of the past. Later, we extended this SVM by a Case Based Genetic Algorithm, because such prediction turned out to be a combinatorial challenge of patterns. Since GAs are known for a tendency to fall into local optima with no further improvement, we developed a strategy of increasing the mutation rate and/or introduced restarts, whenever such stagnation occurred. The focus of the present paper is a further extension by a technology called UFCORIN along with experimental work to estimate optimal parameters.
https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8122911
Evaluation of a classification method for MR image segmentation. - In: 2017 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), ISBN 978-1-5386-1645-1, (2017), S. 1581-1586
The paper introduces a proposal for an automated magnetic resonance (MR) image segmentation called Case-Based Genetic Algorithm Location-Dependent Image Classification (CBGA-LDIC) and presents its evaluation results. This method finds an appropriate cell set towards efficient image segmentation. It uses location-dependent image classification (LDIC), which is integrated by genetic algorithm (GA) combined with case based reasoning (CB). LDIC is a local heuristic, which defines multiple location-dependent classifiers. Each classifier is trained by Gaussian mixture model. CBGA-LDIC decomposes the whole image into some cells, makes a set of cells, and then trains classifiers. The method is applied to knee bones, beca0use these bone formations are similar in their location. Therefore, good combinations of cells are useful and stored in case bases. To show, that this method produces better results that other ones and to find optimal parameters, some experiments have been performed and their results are presented in this paper.
https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8122840
Context respectful counseling agent integrated with robot nodding for dialog promotion. - In: 2017 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), ISBN 978-1-5386-1645-1, (2017), S. 1540-1545
Nowadays, a lot of IT personnel have psychological distress. Meanwhile, counselors to help them are lack in number. To solve the problem, we proposed a counseling agent (CA) called CRECA (context respectful counseling agent). CRECA listens to clients and promotes their reflection context respectfully namely in a context preserving way. This agent can be enhanced using a body language called "unazuki" in Japanese, a kind of "nodding" to greatly promote dialogue, often accompanying "un-un" (meaning "exactly") of Japanese onomatopoeia. This body language is expected to significantly help represent empathy or entire approval. In this paper, the agent is integrated with such a "unazuki" or "dialog promotion nodding" robot to continue the conversation naturally or context respectfully towards clients' further reflection. To realize such "unazuki", the robot nods twice at each end of dialog sentence input by clients. The experimental evaluation proves such nodding is effective in counseling.
https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8122833
Sex mediates the effects of high-definition transcranial direct current stimulation on "Mind-Reading". - In: Neuroscience, ISSN 1873-7544, Bd. 366 (2017), S. 84-94
https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2017.10.005
Prospects for constructing remote laboratories for the study of cognitive systems. - In: The crossing point of intelligent data aquisition & advanced computing systems and east & west scientists, ISBN 978-1-5386-0697-1, (2017), S. 965-968
https://doi.org/10.1109/IDAACS.2017.8095230