The evolution of the fAIble system to automatically compose and narrate stories for children. - In: Journal of experimental & theoretical artificial intelligence, ISSN 1362-3079, Bd. 36 (2024), 4, S. 611-656
This article describes our long-term research into automated story generation and our resulting story generation architecture called fAIble that incorporates several innovations. fAIble determines each event that occurs in the tale using a combination of scripted sequences and stochastically chosen events. The probability of an event occurring is based on the skills and personalities of the characters who have agency. Event selection is also influenced by the context of the situation faced by the characters. Each event is associated with a description in grammatically-correct natural language that can be narrated orally via text-to-speech. We describe the evolution of fAIble, its architecture and the results of our independent evaluation of each of the four progressively developed fAIble prototypes (fAIble 0, I, II and III), as tested with human test subjects. On a continuous scale where 0 means unacceptable, 1 means acceptable and 2 means optimal, the composite human test subject rating average from the independent tests of the prototypes was 0.933. The paper also describes a summative assessment where test subjects were asked to review stories from all four prototypes and rank them comparatively. These comparative results indicate an improvement from the original (fAIble 0) to the last one (fAIble III).
https://doi.org/10.1080/0952813X.2022.2104382
Modeling and measuring the effects of individually optimized multi-channel transcranial direct current stimulation on the human brain. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2023. - 1 Online-Ressource (xiii, 138 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2023
Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine nicht-invasive Technik zur Neuro-Modulation, bei der schwache Ströme durch Elektroden auf der Kopfhaut gesendet werden, um vorübergehend Eigenschaften des Gehirns zu verändern. Durch die gezielte Beeinflussung bestimmter kortikaler Bereiche haben Forscher tDCS eingesetzt, um Motorik, Emotionen, Gedächtnis, Sprachverarbeitung und verschiedene andere kognitive Funktionen zu beeinflussen. Konventionell wird bei der tDCS eine bipolare Standardmontage verwendet, um eine bestimmte Hirnregion von Interesse zu stimulieren, was in der Literatur zu unterschiedlichen Ergebnissen führte. In jüngster Zeit haben Optimierungsmethoden für die mehrkanalige tDCS (mc-tDCS) an Interesse gewonnen, die genau auf einen bestimmten Hirnbereich abzielen und das Potenzial haben, kontrolliertere und konsistentere Ergebnisse zu erzielen. In dieser Arbeit wird ein neuartiger mc-tDCS-Ansatz, der Distributed Constrained Maximum Intensity Approach (D-CMI), vorgeschlagen, um die somatosensorische P20/N20-Zielquelle des menschlichen Gehirns im Brodmann-Areal 3b zu stimulieren. Um die P20/N20-Zielquelle im Brodmann-Areal 3b für die tDCS genau zu rekonstruieren, wird eine integrierte und kombinierte Magnetoenzephalographie (MEG) und Elektroenzephalographie (EEG) Quellenanalyse mit individualisierter, auf die Leitfähigkeit des Schädels kalibrierter realistischer Kopfmodellierung vorgeschlagen. Die D-CMI-Methode wird für die somatosensorische P20/N20-Zielquelle im Brodmann-Areal 3b zunächst in einer Simulationsstudie und dann in einer experimentellen Validierungsstudie untersucht. In der Simulationsstudie wurden simulierte elektrische Felder (EF) für die neue D-CMI-Methode und die bereits bekannten, dem Stand der Technik entsprechenden Maximalintensitäts- (MI) und Standard-Bipolarmethoden erzeugt und für die individualisierten somatosensorischen P20/N20-Ziele verglichen. Die praktische Anwendbarkeit des D-CMI-Ansatzes wird in einer experimentellen Studie zur Stimulation der somatosensorischen P20/N20-Zielquelle im Brodmann-Areal 3b getestet und mit bipolaren Standard-TDCS- und Sham-TDCS-Bedingungen verglichen. Für den Vergleich werden die Daten der mit dem Finger elektrisch stimulierten somatosensorisch evozierten Felder (SEF) vor und nach der Anwendung der drei verschiedenen tDCS-Bedingungen (D-CMI, bipolare Standard- und Sham-Bedingungen) aufgezeichnet. Insbesondere werden die 20ms SEF-Spitzenamplituden vor und nach der Anwendung der drei tDCS-Bedingungen verglichen, um die Leistung von D-CMI im Vergleich zu Sham und bipolarer Standard-TDCS zu testen. Die in dieser Arbeit aus der Simulationsstudie gewonnenen Ergebnisse zeigten, dass die individualisierten D-CMI mc-tDCS-Montagen im Vergleich zur bipolaren Standardmethode hohe Stromintensitäten am Ziel zeigten. Ein weiterer Aspekt der individualisierten D-CMI-Montagen ist die potenzielle Reduzierung von Nebenwirkungen und Hautempfindungen. In dieser Hinsicht berücksichtigt die D-CMI die wichtigsten Stimulationsparameter, wie z. B. eine hohe Zielgerichtetheit (DIR) mit dem Potenzial geringerer Hautsensationen und elektrischer Feldamplituden in entfernten Hirnarealen. Die statistischen Vergleiche der 20ms SEF-Spitzenamplituden aus der experimentellen Studie in dieser Arbeit zeigten, dass der D-CMI-Ansatz den bipolaren Standard-TDCS-Ansatz, der auf das somatosensorische Brodmann-Areal 3b abzielt, übertrifft. Eine reduzierte Hautempfindung und Konsistenz während des gesamten Experiments mit D-CMI-basierter Scheinkonditionierung war ebenfalls erfolgreich. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die D-CMI-Methode in Verbindung mit einer hochindividualisierten Schädelkonduktivität, die durch eine realistische Kopfmodellierung kalibriert wird, zu einer besseren Kontrolle der Stimulationsergebnisse führen kann als die Standard-TDCS-Methoden. Eine integrierte kombinierte MEG- und EEG-Quellenanalyse mit D-CMI-Montagen für die mc-tDCS-Stimulation kann möglicherweise die Kontrolle und Reproduzierbarkeit verbessern und die Empfindlichkeitsunterschiede zwischen Schein- und realen Simulationen verringern.
https://doi.org/10.22032/dbt.59595
Model-based reliability engineering of automotive drivetrain architectures with multi-trajectory simulation. - In: 16th International Probabilistic Safety Assessment and Management Conference 2022 (PSAM 16), (2023), S. 167-179
The reliability of safety-critical systems needs to be evaluated during their design. Model-based systems engineering methods and tools for stochastic discrete-event systems support this with domain-specific models as well as simulation and analysis algorithms for complex dynamic systems. However, reliability models can become computationally expensive to evaluate, either because the state space of the systems is large or if rare events are important. The paper introduces a modular model to evaluate the reliability of fault-tolerant automotive drivetrain architectures for future electric autonomous cabs. We show how the recently proposed multi-trajectory simulation method can solve such problems efficiently, by integrating the advantages of simulation and numerical analysis.
Recommendations of the German Society for Clinical Neurophysiology and Functional Imaging for the diagnosis of irreversible loss of brain function :
Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Klinische Neurophysiologie und Funktionelle Bildgebung (DGKN) zur Diagnostik des irreversiblen Hirnfunktionsausfalls. - In: Klinische Neurophysiologie, ISSN 1439-4081, Bd. 54 (2023), 4, S. 221-230
Im Zuge der Fünften Fortschreibung der Richtlinie der Bundesärztekammer zur Feststellung des irreversiblen Hirnfunktionsausfalls, gültig seit September 2022, wurden die Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Klinische Neurophysiologie und Funktionelle Bildgebung (DGKN) zu den ergänzenden elektrophysiologischen und Doppler-sonografischen Untersuchungen aktualisiert. Die hier präsentierten Empfehlungen der DGKN beinhalten die Indikationen, Voraussetzungen und die Durchführung dieser Zusatzverfahren bei Kindern und Erwachsenen.
https://doi.org/10.1055/a-2069-3379
Work in progress - did you check it? : checklist for redesigning a laboratory experiment in engineering education addressing competencies of learning and working 4.0. - In: Open science in engineering, (2023), S. 601-609
Due to the possibilities of digitalization, the world of work is undergoing a profound change towards Industry 4.0 and related Learning and Working 4.0. In this context, new competences are expected from employees, which must also be addressed in STEM disciplines, especially in higher engineering education. Lab courses are particularly suitable for this, because here students can actively work on devices and potentially cyber-physical systems. This contribution is the undertaking of a group of lab teachers from various disciplines working on the joint project CrossLab to formulate what they consider the important aspects of lab teaching as learning outcomes for Industry 4.0. Furthermore, as a final goal, they will be transferred into a checklist that can be used in the implementation of existing and newly designed lab experiments with regard to the required competences of Learning and Working 4.0. Constructive Alignment forms the pedagogical framework, in which intended learning outcomes, teaching-learning activities and learning outcome monitoring must be thought through and planned as a whole. The checklist will extend an existing checklist for the thirteen conventional fundamental lab learning-objectives according to Feisel and Rosa. This work in progress describes first results of this attempt.
https://doi.org/10.1007/978-3-031-42467-0_56
An extendable microservice architecture for remotely coupled online laboratories. - In: Open science in engineering, (2023), S. 97-109
The CrossLab project aims at creating a new online laboratory paradigm in which various parts of an experiment are modular and composable across institutional boundaries. In this work, we show our progress on the development of the backend infrastructure that drives the distributed and remotely coupled online laboratory infrastructure developed in the CrossLab project. This infrastructure is a technical solution to enable the cross-elements and cross-universities aspects of the CrossLab project, i.e., it enables the composition of various laboratory devices across different universities into one experiment. The backend infrastructure will be embedded in a larger system architecture which we describe briefly. The paper focuses on the details of the REST Interface that the system architecture uses.
https://doi.org/10.1007/978-3-031-42467-0_9
Comfortable dry EEG using Flower electrodes. - In: Biomedical engineering, ISSN 1862-278X, Bd. 68 (2023), S. 221
https://doi.org/10.1515/bmte-2023-2001
Pilot study on the effect of a transocular alternating current stimulation on the steady-state pattern-reversal electroretinogram. - In: Biomedical engineering, ISSN 1862-278X, Bd. 68 (2023), S. 212
https://doi.org/10.1515/bmte-2023-2001
Amplitude fluctuations in the averaged photic driving in the electroencephalogram correspond to burst occurrence in single trials. - In: Biomedical engineering, ISSN 1862-278X, Bd. 68 (2023), S. 209
https://doi.org/10.1515/bmte-2023-2001
Detailed anatomical neck model for electromagnetic simulations. - In: Biomedical engineering, ISSN 1862-278X, Bd. 68 (2023), S. 181
https://doi.org/10.1515/bmte-2023-2001