Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

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1 Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung TTN-Hessen Das Netzwerk für Innovation CeBIT März 2009 Halle 9, Stand C22 MODI Hessen TTN

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3 Kooperationspartner in Forschung und Innovation Netzwerkpartner Technische Universität Darmstadt Hochschule Darmstadt Goethe-Universität Frankfurt am Main Fachhochschule Frankfurt am Main Hochschule für Gestaltung Offenbach am Main Fachhochschule Wiesbaden Justus-Liebig-Universität Gießen Fachhochschule Gießen-Friedberg Philipps-Universität Marburg Hochschule Fulda Universität Kassel European Business School Gesellschaft für Schwerionenforschung Georg-Speyer-Haus Arbeitsgemeinschaft hessischer Industrieund Handelskammern Arbeitsgemeinschaft der Hessischen Handwerkskammern Vereinigung der hessischen Unternehmer verbände e.v. RKW Hessen GmbH Hessische Arbeitsgemeinschaft der Technologie-, Dienstleistungs- und Gründerzentren e.v. HA Hessen Agentur GmbH Kooperationspartner INNOVECTIS GmbH TransMIT GmbH GINo GmbH INI-GraphicsNet Stiftung EDUCATIONCENTER BBZ Fulda Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung I

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5 Die hessischen Hochschulen als Partner im Technologie- TransferNetzwerk Hessen (TTN-Hessen) präsentieren sich auf der zentralen Leitmesse CeBIT 2009 mit einem neuen modernen Gemeinschaftsstand. Der Hochschulstand bietet eine Auswahl an Exponaten aus der Spitzenforschung des Forschungsund Technologiestandortes Hessen. Vielfältige Modelle und kompetente Ansprechpartner vor Ort regen zur Kooperation von Unternehmen mit den hessischen Hochschulen an, um Ideen, Entwicklungen und technische Visionen von morgen gemeinsam zielorientiert zu realisieren. Die hessischen Universitäten und Fachhochschulen bieten Unternehmen exzellente Voraussetzungen, um über Forschungskooperationen und die Förderung von Ausgründungen als Triebfeder wissensbasierten Wachstums an ihrem Standort zu wirken. Der Transfer von Forschungsergebnissen in Produkte, Verfahren und Dienstleistungen erfordert einerseits industrierelevante Forschungsprofile, die sich am Bedarf der Unter - nehmen orientieren, andererseits bedarf es aber auch professioneller Transferstrukturen sowie strategischer Partnerschaften mit Politik und Wirtschaftsverbänden. Durch das TTN- Hessen ist ein professionelles Networking garantiert, womit die erforderlichen Grundlagen eines erfolgreichen Wissensund Technologietransfers in Hessen gewährleistet werden. Insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen können durch das TTN-Hessen auf Strukturen im Forschungsund Entwicklungsbereich zurückgreifen, die ansonsten nur großen Wirtschaftsunternehmen zur Verfügung stehen. Das TTN-Hessen ist ein bundesweit einzigartiges Netzwerk. Partner im Netzwerk sind neben den staatlichen Hochschulen die European Business School, die Gesellschaft für Schwerionenforschung, das Georg-Speyer-Haus, die Arbeitsgemeinschaften der hessischen Industrie- und Handelskammern, der Hessischen Handwerkskammern und der hessischen Technologie-, Dienstleistungs- und Gründerzentren sowie die RKW Hessen GmbH und die Vereinigung der hessischen Unternehmerverbände. Unternehmen, die wissenschaftliche Kooperationspartner in Hessen suchen, steht das Angebot der individuellen Beratung durch ein Netz von fünf regionalen Beratungsstellen (Darmstadt, Frankfurt, Gießen, Fulda und Kassel) zur Verfügung. In den Beratungsgesprächen werden mit den Unternehmen die Ziele genau definiert, um in enger Zusammenarbeit mit den Transfereinrichtungen der Hochschulen Hessens die erfolgreiche Suche nach wissenschaftlichen Kooperationspartnern für ein konkretes Projekt zu gewährleisten. Damit bietet das TTN- Hessen seinen Kunden das gesamte Portfolio der Transferdienstleistungen im Bereich der Verwertung von Know-how aus der öffentlichen Forschung. Die Hessische Landesregierung unterstützt den Dialog, die Vernetzung und die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft durch zahlreiche Fördermaßnahmen sowie das Landesprogramm LOEWE. Dabei werden Kofinanzierungs - mittel aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) eingesetzt. Wir erwarten von der Leitmesse in Hannover auch in diesem Jahr wieder vielfältige Anstöße und Anreize für den Ausbau bestehender und die Entwicklung neuer Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Wir laden Sie herzlich ein, den hessischen Hochschulstand zu besuchen. Profitieren Sie von der wissenschaftlichen Exzellenz der hessischen Hochschulen sowie dem einzigartigen Netzwerk: Dem TTN-Hessen! III

6 CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 3. bis 8. März 2009 IV Übersicht Exponate CeBIT 2009 VI Ansprechpartner VII TTN-Hessen Das Netzwerk für Innovation IX Forschung für die Praxis Die hessischen Hochschulen für angewandte Wissenschaften XI HIPO Patente und Know-how aus hessischen Hochschulen XIII Cluster- und Netzwerk-Initiativen in Hessen Technische Universität Darmstadt 01 BPMN-To-Text Mit Tool-Support von der Prozess spezifikation zu Fachaussagen BPMN-To-Text 03 Piki eine dezentrale Wiki-Engine für Eclipse Piki A Decentralized Wiki Engine for Eclipse 05 LifeSocial.KOM eine dezentrale Plattform für Soziale Netzwerke LifeSocial.KOM 07 Kompetenznetz e-learning-hessen.de Ein Erfolgsmodell für das Lernen der Zukunft Network of Competence e-learning-hessen.de A Best Practice Model for Learning in the Future 09 Anwendungen des elektronischen Personalausweises Innovative applications of the electronic identity card Hochschule Darmstadt 11 Integration eines VoIP-Kommuni ka tions - systems (IMS) in eine SOA 13 mq:: mobile Questionnaire Mobile Umfragen mit dem Handy mq:: mobile Questionnaire 15 Atlantis University Portal Atlantis University Portal 17 Medien Portal Hessen Bei Umsetzung des innovativen Konzeptes geht Hessen zukunftsweisende Wege Medien Portal Hessen 19 Pock-it Pock-it 21 MODI Dynamische Modellintegration für E-Business MODI Dynamic Model Integration for E-Business 23 MAVI Modulare Algorithmen für Volumenbilder MAVI Modular Algorithms for Volume Images IMPRESSUM Herausgeber: Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Verantwortlich: Jürgen Schilling, HA Hessen Agentur GmbH, Wiesbaden Gestaltung: WerbeAtelier Theißen, Lohfelden Druck: Werbedruck Schreckhase, Spangenberg Für die sachliche Richtigkeit des Inhalts der Beiträge sind die ausstellenden Hochschulen und Institutionen verantwortlich. IV

7 MODI Goethe-Universität Frankfurt am Main 25 megadigitale-prozess Der Weg zum erfolgreichen Einsatz von elearning megadigitale process Justus-Liebig-Universität Gießen 43 IfS-SportCasts Videopodcasting in der Sportwissenschaft IfS-SportCasts Videopodcasting in Sports Science Fachhochschule Wiesbaden 27 Generierung anatomischer Atlanten für die Strahlentherapie Generation of Anatomical Target Volumes for Radiotherapy in Cancer Treatment 29 Form- und Bewegungsanalyse von Lungentumoren Shape and Motion Analysis of Bronchial Carzinoma 31 Wivi Interaktive Visualisierung zur opportunistischen Suche in der Wikipedia Wivi Interactive Visualization for Opportunistic Exploration of Wikipedia 33 MIT 3D Mensch-Maschine Interface Technologie für virtuelle Umgebungen MIT3D 35 THMILE 3D Medical Imaging Learning Environment THMILE 3D Medical Imaging Learning Environment 37 TurgorLab Berührungslose Vermessung von postoperativen Schwellungen TurgorLab Fachhochschule Gießen-Friedberg 45 Die Brennstoffzelle eine Komponente in der sicheren Stromversorgung Uninterruptible Power Supply (UPS) with a fuel cell module Hochschule Fulda 47 SiMaKon Die virtuelle Anprobe im Internet SiMaKon Virtual Try-On on the Internet 49 Cloddy Terrain ohne Grenzen Cloddy the next generation of terrain algorithms Universität Kassel 51 UML Lab Softwareentwicklungswerkzeug der nächsten Generation UML Lab next-generation software engineering tool Deutscher Wetterdienst 53 JASON 2 JASON 2 39 SchaVIS 3D Visualisierung für die Schadensprävention bei Hochwasser SchaVIS 41 Opensource Framework für Telematikapplikationen What is CSI? V

8 Ansprechpartner Technische Universität Darmstadt Dr. Winfried Heinzel T F Dezernat I, Referat Außenbeziehungen und Wissenstransfer Karolinenplatz Darmstadt Hochschule Darmstadt Dipl.-Geogr. Jürgen Linneweber T F TechnologieTransferCentrum Haardtring Darmstadt Goethe-Universität Frankfurt am Main Dr. Ute Lanzendorf T F Referat für Forschungsangelegenheiten Senckenberganlage Frankfurt am Main Fachhochschule Frankfurt am Main Peter Sulzbach T F Forschung Weiterbildung Transfer Nibelungenplatz Frankfurt am Main Hochschule für Gestaltung Offenbach am Main Ulrike Grünewald T F Büro für Wissenstransfer Schlossstraße Offenbach am Main Hochschule für Musik und Darstellende Kunst T Pressereferat Eschersheimer Landstraße Frankfurt am Main Fachhochschule Wiesbaden Dr.-Ing. Michael Anton T F Technologie- und Wissenstransfer, Forschungsförderung Kurt-Schumacher-Ring Wiesbaden Justus-Liebig-Universität Gießen Dr. Ulrich Dölp Gunther Gerlach T F Forschung und Wissenstransfer Ludwigstraße Gießen Fachhochschule Gießen-Friedberg Dipl.-Ing. Heinz Kraus T F Referat Technologietransfer Ostanlage Gießen Philipps-Universität Marburg Hellmuth Graßmann T F Pressestelle Biegenstraße Marburg Hochschule Fulda Christina Langsdorf T F Referat Forschung & Transfer Marquardstraße Fulda Universität Kassel Dr. Oliver Fromm T F UniKasselTransfer Gottschalkstraße Kassel Wiesbaden Frankfurt Offenbach Darmstadt Marburg Gießen Kassel Fulda Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Dr. Torsten Rossmann T F Rheinstraße Wiesbaden HA Hessen Agentur GmbH Dr. Gerrit Stratmann T F Jürgen Schilling T F Abraham-Lincoln-Straße Wiesbaden VI

9 TTN -Hessen Das Netzwerk für Innovation a Wissenstransfer a Forschungspartner a Patente und Lizenzen a Kooperationen a Cluster und Netzwerke Im TechnologieTransferNetzwerk (TTN- Hessen) haben sich die hessischen Hochschulen, Forschungseinrichtungen und die führenden Wirtschaftsvereinigungen zusammengeschlossen, um ihr Angebot zur Unterstützung des Wissens- und Technologietransfers aufeinander abzustimmen und gemeinsam zu vermarkten. Das TTN- Hessen wird von der HA Hessen Agentur GmbH koordiniert, die auch selbst Partner im Netzwerk ist. Das Netzwerk wird kofinanziert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Die Gemeinschaftsstände der hessischen Hochschulen auf den zentralen Leitmessen CeBIT, Hannover Messe und ACHEMA, die das TTN-Hessen im Auftrag des Hessischen Ministeriums für Wissenschaft und Kunst betreibt, bieten den Partnern eine gemeinsame Dachmarke für einen einheitlichen Marktauftritt. Sie belegen die Leistungsstärke und Anwendungsorientierung der hessischen Hochschulforschung und sind Anlaufstelle für viele Unternehmen, die an Kontakten zu Hochschulen interessiert sind. Das TTN-Hessen fördert auf breiter Basis die Vermittlung von Wissen und technologischem Know-how zwischen Wissenschaft und hessischem Mittelstand. Auf diese Weise werden Innovationen schneller in Produkte, Verfahren und Dienstleistungen umgesetzt. Dr. Gerrit Stratmann T Jürgen Schilling T Sven Mayer T Barbara Hoffmann T TTN-Hessen, c/o HA Hessen Agentur GmbH Abraham-Lincoln-Straße 38-42, Wiesbaden, F CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Hessen TTN VII

10 Fünf regionale Beratungsstellen für Technologietransfer nehmen sich dieser Aufgabe vor Ort an, gehen auf die Unternehmen zu, identifizieren Kooperationspartner und vernetzen mit der Wissenschaft. Sie sind bei den Industrie- und Handelskammern Darmstadt, Frankfurt, Gießen-Friedberg, Kassel und Fulda eingerichtet und somit in deren Kontakte, Netzwerke und Aktivitäten eingebettet. Veranstaltungen sind ein wichtiges Instrument, um Kontakte zwischen der mittelständischen Wirtschaft und Hochschulen zu knüpfen. Das TTN-Hessen bietet ein breites Spektrum an Veranstaltungen als Foren für den branchen- und technologieorientierten Erfahrungs- und Informationsaustausch an. Verschiedene Akteure im direkten Kontakt miteinander ins Gespräch zu bringen, zählt zu den wichtigsten Aufgaben im Technologietransfer. Dies gelingt besonders gut in Netzwerken und Clustern, in denen Unternehmen und Forschungseinrichtungen an konkreten Fragen zusammenarbeiten. Das TTN-Hessen stellt eine netzwerkübergreifende Kooperationsplattform zur Verfügung und stellt den Erfahrungsaustausch zwischen den hessischen Clusterund Netzwerkinitiativen sicher. Auf der Internetplattform präsentieren sich hessische Hochschullehrer mit ihren Forschungsgebieten aus technisch-naturwissenschaftlichen, aber auch geistes- und sozialwissenschaftlichen Disziplinen, um Kooperationspartner aus der Wirtschaft anzusprechen. Damit bietet das TTN-Hessen einen hessenweiten, hochschulübergreifenden Überblick über die Transferangebote aus der öffentlichen Forschung. Daneben wird ein direkter Zugang zur gemeinsamen Verwertungsoffensive der hessischen Hochschulen angeboten, die sich im Rahmen der Hessischen Intellectual Property Offensive (HIPO) zusammengeschlossen haben, um Produkt- und Verfahrensinnovationen zu vermarkten. Kofinanziert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) TTN-Hessen TechnologyTransferNetwork Hessen Hessen has recognized the opportunities for innovation and growth that result from stronger interactions between industry, universities and public research institutions. Attaching great priority to promoting the participation of smaller firms in research and technology, Hessian universities and polytechnics as well as the leading industry associations and the chambers of commerce and industry have joined forces in the Technology- TransferNetwork Hessen (TTN-Hessen). The network aims to promote industryscience cooperation and is coordinated by the Hessen Agency. In order to stimulate joint development projects, the TTN-Hessen supports the matchmaking between small and medium-sized enterprises and public research institutions. Regional advisory centers offer enterprises information on partners for research and development in all relevant technological fields. These helpdesks have been installed at the chambers of commerce in Darmstadt, Frankfurt, Gießen-Friedberg, Fulda and Kassel. Patent and licensing advice is offered by three patent- and utilization agencies that undertake the evaluation, protection and marketing of the best research results from the Hessian state universities and polytechnics. With the aim to facilitate access to application-oriented public research, research results are promoted at major industrial fairs and scientific know-how is presented on the internet. The TTN-Hessen has established a strong reputation for efficient technology and knowledge transfer. With help from the state government of Hessen and the European Regional Development Fund (ERDF), it is continually working to improve the framework conditions for innovation in Hessen. Please don t hesitate to contact us or visit our website VIII

11 Forschung für die Praxis Die Hessischen Hochschulen für angewandte Wissenschaften Wir unterstützen Sie! Suchen Sie Unterstützung bei der Entwicklung neuer Produkte, Verfahren, Technologien oder Dienst leistungen? Braucht Ihr Un ternehmen, Ihre Kommune oder Ihr Verband technische, wirtschaft liche, sozia - le oder anderweitige Beratung bei der Lösung praktischer Fragen? Suchen Sie Informationen über Fördermöglichkeiten oder berufsbegleiten - de Weiterbildungsangebote? Dann sind Sie bei den fünf staatlichen hessischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften (Fach hochschulen) an der richtigen Stelle, denn sie sind u.a. Spezialisten für anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung. Ihr praxisbezogenes Know-how und die vielfältigen Dienstleistungsangebote unserer Hochschulen leisten einen Beitrag zur Lösung Ihrer Fragen Professorinnen und Professoren aus den Ingenieur-, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften, dem Sozialwesen sowie aus weiteren Wissenschaftsbereichen stehen Ihnen in insgesamt 40 Fachbereichen als Expertinnen und Experten zur Verfügung. Jedes Jahr führen wir erfolgreich mehrere hundert Forschungs-, Entwicklungs- und Transferprojekte mit den unterschiedlichsten Kooperationspartnern durch. Unser praxisbezogenes Angebot a Kostenlose Erstberatung und Infor mationen über unser Leistungsangebot a Gemeinsame Forschungs-, Entwicklungs- und Beratungsprojekte a Vermittlung von Expertinnen und Experten a Gutachten, Analysen a Förderprogramminformationen a Messebeteiligungen bei gemeinsamen Projekten a Personaltransfer a Diplom-, Bachelor- und Masterarbeiten a Berufsbegleitende Weiterbildung für Berufstätige, maß geschneiderte Inhouse-Schulungen. a Klare rechtliche Vereinbarungen, ein professionelles Projektmanagement und Termintreue sind für uns selbstverständlich. Ihre Ansprechpartnerinnen und Ansprechpartner Fachhochschule Frankfurt am Main University of Applied Sciences Hochschule Darmstadt Dipl.-Geogr. Jürgen Linneweber TechnologieTransferCentrum Haardtring 100, Darmstadt T , F Fachhochschule Gießen-Friedberg Heinz Kraus Transferzentrum Mittelhessen Ostanlage 25, Gießen T , F CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences Fachhochschule Frankfurt am Main Peter Sulzbach Abteilung Forschung Weiterbildung Transfer Nibelungenplatz 1, Frankfurt am Main T , F Hochschule Fulda Christina Langsdorf Referat Forschung & Transfer Marquardstraße 35, Fulda T , F Fachhochschule Wiesbaden Dr.-Ing. Michael Anton Technologie- und Wissenstransfer, Forschungsförderung Kurt-Schumacher Ring Wiesbaden T , F IX

12 Unsere Zielgruppen Unser Angebot richtet sich an Industrie, Handwerk, Handel, hier vor allem an kleine und mittlere Unternehmen, sowie an Öffentliche Einrichtungen, Verbände, Wissenschaftsorganisationen und an Einzelpersonen. Kontakt Rufen Sie die Ansprechpartnerinnen und -partner in den Hochschulen Ihrer Region an oder schreiben Sie ihnen eine . Wir vereinbaren dann ein Erstgespräch, um die Aufgabenstellung gemeinsam festzulegen. Schirmherrschaft Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Forschungs-, Entwicklungs- und Transferschwerpunkte eine Auswahl Technische und ökologische Herausforderungen a Bilderkennung a Bluetoothtechnologie a Brennstoffzellentechnologie a Holz-Beton-Verbund a Innovative und nachhaltige unterirdische Gewinnung von natürlichen Energiequellen a Interaktive multimediale Systeme zur Verkaufsförderung im Einzelhandel a IT-Netzwerke und Netzwerksicherheit a Internetgestützte Dienstleistungen a Klimamessungen an historischen Gebäuden a Lebensmitteltechnologie a Materialwissenschaften a Mikrobiologie a Neue Telekommunikationsnetze a Neutrino-Masse-Untersuchungen a Optische Performanceverbesserung von Head-Up-Displays a Piezomotoransteuerung für Avionik a Umwelt-Messstation a Verbesserte Abwasseraufbereitung durch Biotechnologie Veränderung in Gesellschaft und Wirtschaft a Altersforschung a Effiziente Logistik durch Smartlabels a Genderforschung a Gestaltung betrieblicher Entscheidungsprozesse a Gesundheit und Ernährung a Lebensraumgestaltung, Umwelt a Lokale Arbeitsmarktpolitik und Sozialpolitik (Hartz IV) a Marktforschung in China: Rahmenbedingungen und Herausforderungen a Mensch-Computer-Interaktion a Pflegeforschung a Qualitätsmanagement a Suchtforschung a Transnationale Arbeitsbeziehungen a Verkehrssicherheit auf Motorradstrecken a Wissens- und Innovations - management Neue Wege in Ausbildung, Bildung und Wissenschaft a Digitale Hochschule a Multilinguales Sprachtraining mit Mobiltelefonen a Interaktives Lernen mit neuen Medien a fraline IT-Schul-Services a Neue berufsbegleitende Weiter bildungs- und Master - studiengänge X

13 Patente und Know-how aus hessischen Hochschulen Hessische Intellectual Property Organisation u Sie möchten Lizenzen für neue Technologien erwerben. hipo bündelt Innovationen aus zehn staat lichen hessischen Hochschulen und ange schlossenen Universitätskliniken sowie dem Georg-Speyer-Haus. Sie suchen Partnerschaften für innovative Entwicklungen. hipo verfügt hierfür über einen breiten Pool an Partnern. Sie streben Zeitvorsprünge gegenüber dem Wettbewerb an. hipo sagt Ihnen heute, welche Ergebnisse aus der Forschung sofort für Ihr Unternehmen nutzbar sind. Das können wir für Sie tun Als Innovations-Scout übernehmen wir die Suche nach geeigneten Experten oder Innovationen. Als Produkt-Scout suchen wir Ihnen aus dem Innovations-Pool nahezu aller deutschen Hochschulen neue Produkt-Ideen. Als Innovations-Coach unterstützen wir kleine und mittlere Unternehmen bei der Einführung von Innovationen. Dabei er - gän zen wir Ihre Kapazitäten bei Findung, Bewertung und Auswahl von Ideen, bei Produktentwicklung und Produktvorbereitung bis hin zur Markteinführung. Wir beraten Sie über effizientere Methoden und Technologie-Alternativen. Bitte nutzen Sie unseren kostenlosen - Service. Dort können Sie ein tragen, zu welchen Techno logien und in welcher Sprache Sie aktuell zu Inno vationen aus den Hessischen Hochschulen informiert werden möchten. Drei Agenturen für drei Regionen Über die regionalen Agenturen Trans- MIT, INNOVECTIS und GINo bietet hipo den Zugang zu Innovationen aus zehn hessischen Hochschulen. Diese Patentverwertungsagenturen sorgen dafür, dass Sie a das Rad nicht neu erfinden müssen a einen Know-how-Vorsprung gewinnen a immer aktuell informiert sind. Wir stehen für erste Gespräche und Anfragen jeweils in Kassel (Nordhessen), Gießen (Mittelhes sen) und Frankfurt (Südhessen) kostenfrei zur Ver fügung. Ausführliche Beratungen und Recherchen wer den nach Leistungsumfang berechnet. Sprechen Sie uns gerne an. Ein Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie Trans MIT Region Mittelhessen (Koordination) TransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbh Kerkrader Straße 3, Gießen Dr. Peter Stumpf, Telefon , Fax -99 Region Südhessen INNOVECTIS Gesellschaft für Innovations-Dienstleistungen mbh Altenhöferallee 1, Frankfurt am Main Dr. Otmar Schöller, Telefon , Fax -29 CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Region Nord- und Osthessen GINo Gesellschaft für Innovation Nordhessen mbh Gottschalkstraße 22, Kassel Dr. Heike Krömker, Telefon , Fax XI

14 GINo Kassel Marburg TransMIT Gießen INNOVECTIS Frankfurt Wiesbaden Fulda Friedberg Darmstadt In Kooperation mit den Patentinformationszentren PIZ Darmstadt, Telefon PIZ Kassel, Telefon Patent solutions from hessian universities Hessian Intellectual Property Organisation (hipo) You would like to acquire licenses for new technologies hipo bundles innovations from ten staterun universities and associated university hospitals as well as Georg-Speyer- Haus. You look for partnerships for innovative developments hipo disposes of a big number of partners. You prefer to be quicker than your competitors hipo informs you today which research results are usable for your company now. What we can do for you As innovation scouts we take over the search for suitable experts or innovators. As product scouts we seek for you new ideas for products from the innovation pool of almost all German universities. As innovation coaches we support small and medium-sized enterprises in the implementation of innovations. We complete your capacities in finding, evaluating and choosing ideas, in the development and preparation of products until their introduction on the market. We offer you consultancy on more efficient methods or technology alternatives. Please make use of our free service. Choose on which technologies and in which language you would like to be informed on current innovations from Hessian universities. More information is given on Three agencies for three regions Via its regional agencies TransMIT, INNOVECTIS and GINo hipo offers the access to innovations from ten Hessian universities. These patent exploitation agencies take care, that a you do not have to reinvent the wheel, a you have got a know-how advantage, a you always receive up-to-date information. For first talks or enquiries we are at your disposal in Kassel (Northern Hesse), Gießen (Central Hesse) and Frankfurt (Southern Hesse). Our services are free of charge. More detailed consultancies and enquiries are calculated according to their scope of supply and services. Please do not hesitate to contact us. XII

15 Cluster- und Netzwerk-Initiativen in Hessen Produktion Dienstleistung Forschung Bildung Wachstum und regionale Wettbewerbs - fähigkeit zeigen sich vor allem dort, wo Unternehmen in regionalen Clustern eng mit wissenschaftlichen Einrichtungen zusammen arbeiten und dabei auch gemeinsame Ressourcen wie Bildungsstätten und eine gut ausgebaute Infrastruktur nutzen. Dies fördert nicht nur die Innovationsfähigkeit der beteiligten Unternehmen, sondern erhöht auch ihre Bindung an die Region. Cluster- oder Kompetenznetzwerke, in denen Unternehmen und Forschungseinrichtungen an konkreten Fragestellungen zusammenarbeiten, haben eindeutige Vorteile: sowohl für die Unternehmen, die aus dem Zusammenschluss Synergieeffekte erzielen, als auch für die jeweilige Region: Cluster- oder Kompetenznetzwerke a initiieren Dialoge zwischen unterschiedlichen Unternehmen, Forschung, Verwaltung und Politik; a ziehen neue Zulieferer und Dienstleistungsunternehmen an; a befördern Wissensaustausch und Technologietransfer und a tragen dazu bei, Forschungs - ergebnisse schneller in neue Produkte und Verfahren umzusetzen. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 XIII

16 In Hessen gibt es rund 30 erfolgreiche Kompetenznetzwerke, die innovative Unternehmen und Forschungseinrichtungen in verschiedenen zukunftsträchtigen Branchen und Technologien zusammenführen, so zum Beispiel Optische Technologien, IT, Automotive, Energietechnologien oder Mikrosystemtechnik. Einen Überblick über die in Hessen aktiven hessischen Cluster- und Netzwerk-Initiativen und Unterstützungsmöglichkeiten gibt Ihnen erstmals eine neue Broschüre des TTN-Hessen, die am Messestand erhältlich ist und auch über die Geschäftsstelle bezogen werden kann. CIB Frankfurt MoWiN.net Technologie & Innovation Medizinregion Mittelhessen Unternehmenssoftware Rhein Main Neckar Initiative Hessen ZEITSPRUNG IT-FORUM FULDA E.V. HESSENMETALL Spritzguss-Cluster Werkzeug- & Formenbau für die kunststoffverarbeitende Industrie Cluster Initiatives in Hessen Economic growth and regional economic competitiveness are closely linked to the presence of industrial clusters in sectors of technological importance. In clusters enterprises work closely together with research institutions. Allowing the joint use of resources such as education and vocational training as well as a well-maintained infrastructure, participation in clusters does have a positive impact on the innovation capability of enterprises and on their relationship to their home region. In Hessen some 30 cluster initiatives and networks of competence exist bringing together innovative enterprises and research institutions in different leading technological fields such as optical technologies, information technology, automotive, energy technologies or micro system technology. A short survey of the existing cluster and network initiatives in Hessen is given in a new publication which is available directly at the fair. XIV

17 BPMN-To-Text Mit Tool-Support von der Prozess - spezifikation zu Fachaussagen Diagrammsprachen in der Entwicklung Die frühen Phasen der Anwendungssystementwicklung (zum Beispiel die Voruntersuchung oder der Fachentwurf) dienen der fachlich-konzeptionellen Erarbeitung einer Lösung für das später zu entwickelnde Anwendungssystem. Diese Lösung besteht aus vielen Teil - lösungen (also Modellen) welche meist mit Hilfe von Diagrammsprachen spezifiziert werden, was nicht immer unproblematisch ist, da eine solche Spezifikation genügend Raum für Fehlinterpretationen und damit Missverständnisse bietet. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese Diagramme durch den Anwender interpretiert werden müssen. Da es sich hier um fachlich-konzeptionelle Lösungen handelt, sind die Fehler entsprechend weitreichend und in späteren Phasen nur aufwendig wieder zu beseitigen. Andererseits muss der Enterprise-Engineer sicherstellen, dass das Modell seiner konzeptionellen Lösung auch alle Anforderungen der Problem-Domäne erfüllt. Dies beinhaltet sowohl die Geschäftslogik (ausgedrückt in Prozessmodellen) als auch alle anderen Anforderungen an das zu entwickelnde Anwendungssystem. Die Akteure (Endanwender) müssen im Sinne eines qualitativ guten Entwurfs in diesen Rekonstruktionsprozess intensiv eingebunden werden, denn nur sie ver - fügen über das fachliche Know How. Da der Anwender aber oft nicht über genügend sprachlogischen Sachverstand verfügt, die formalen Modelle richtig interpretieren zu können, behindert dies heute die umfassende Integration des Anwenders in den Entwicklungsprozess. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Erich Ortner, Master of Sience Tayyeb Amin, Dipl.-Wirtsch.-Inform. Marcus Elzenheimer, Technische Universität Darmstadt Fachbereich Rechts- und Wirtschaftswissenschaften Fachgebiet Wirtschaftsinformatik I Hochschulstraße 1, Darmstadt T , F

18 no Apply for funds Plan appropriate? Search for idea Sketch a plan yes Elaborate the plan Enough funds available? no, need more details no, faulty basic assumptions Integration der Anwender durch natürlichsprachliche Darstellung der Prozesse Lösungsmöglichkeiten Hier ergeben sich nun zwei Lösungsmöglichkeiten. Die erste Möglichkeit besteht darin, den Anwender im Umgang mit den Diagrammsprachen zu schulen, die zweite hat das Ziel, die Spezifikation in einer für den Anwender verständlicheren Art und Weise umzuschreiben. Da die erste Variante einen enormen Aufwand verursacht und es schlicht weg unrealistisch ist, alle potentiell infrage kommenden Anwender schulen zu wollen, bleibt nur der Weg, die Spezifikation in einer für den Anwender verständlichen Art und Weise umzuschreiben. Die Idee hinter BPMN-To-Text ist nun, die durch das Modellierungstool erstellten Prozessmodelle auf Knopfdruck automatisch in ein quasi natürlichsprachliches Englisch zu transformieren. Auf diese Weise ist es auch ungeschulten Anwendern möglich, die auf Basis ihrer Aussagen gewonnen Modelle zu überprüfen, was eine weitergehende Integration der Anwender in den Entwicklungsprozess ermöglicht. BPMN-To-Text Early phases of application system development (e. g. the phase of expert design) are known to be problematic and are exposed to many possible errors. It's difficult and cost inefficient to rectify the errors of this phase in later stages, which usually requires a lot of changes starting from changing the existing models or even worse find another conceptual solution. To minimize the errors probability, enterprise engineers should ensure that their model has fulfilled all the requirements given by the problem domain. This includes business logic (expressed by process models) as well as other elaborated requirements. The end users should be broadly involved in the process of modeling of the solution, but due to some limitation in understanding formal language specification of nontechnical end users they cannot be involved in this stage as it should be. So there is a need for a common and broadly understandable representation of the modeled solution. Our solution is based on the idea to support a round trip in the field of application system development. This is done through a modeling-tool extension for an inter communication between pure formal languages (e. g. Business Process Model Notation diagrams (BPMN)) into a natural language (in this case English). So unskilled personal can get an overview of the designed model in nearly natural English, which is based on information given by their own. This way end users can be more involved into the modeling process. 2

19 Piki eine dezentrale Wiki-Engine für Eclipse Vorteile der verwendeten Technologie + + Peer-to-Peer Technologie Verteilt Ressourcen Verteilt Kosten Vermeidet Engpässe Wiki-Engines und ihre heutigen Probleme Eine Wiki-Engine ermöglicht es Benut - zern ihr Wissen direkt auszutauschen, indem Artikel gelesen und verändert werden. Potenziell kann jeder, der einen Artikel liest, diesen direkt durch sein Wissen ergänzen. Das Wikipedia-Projekt (www.wikipedia.org) ist eine freie Enzyklopädie, die beweist, dass dieses Konzept gut funktioniert. Die zugrunde liegende Technik erfordert allerdings zentrale Server, auf denen alle Artikel gespeichert werden, die teuer im Betrieb sind. Dies ist notwendig, um gleichzeitige Änderungen an den selben Artikeln zu verhindern. Um Server zu Warten ist das Wikipedia-Projekt jedes Jahr auf mehrere Millionen Spendengelder angewiesen. Ein weiteres Problem ist die nicht optimale Auslastung dieser Maschinen. Steigt die Benutzernachfrage, weil beispielsweise ein aktuelles Ereignis, das Bedürfnis nach Informationen erweckt, können die zentralen Rechner überlastet sein, während bei geringer Nachfrage diese unnötig brach liegen. Darüber hinaus könnte ein Betreiber durch die zentrale Ablage der Artikel diese zensieren oder anderweitig manipulieren. Ein weiteres Anwendungsfeld für Wiki-Engines sind Entwicklungsprojekte. Auch hier werden Informationen zusammengetragen und zentral verwaltet. Die Zielgruppe ist aber viel kleiner, und die Dauer eines Projektes zeitlich begrenzt. Oft wird deshalb aus Zeitgründen auf eine Wiki-Engine verzichtet, für deren Betrieb man extra einen Server einrichten müsste. Real-Time Systems Lab Echtzeitsysteme ES CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. rer. nat. Andy Schürr T Dipl.-Inform. Patrick Mukherjee T Technische Universität Darmstadt Real-Time Systems Lab ES Merckstraße 25, Darmstadt 3

20 1 Update 5 2 nd Update 4 Update ACK 2 Replicate 3 Replicate OK Unsere Lösung Die dezentrale Wiki-Engine Piki nutzt fortschrittliche Peer-to-Peer-Techno lo gien, um alle erwähnten Probleme zu lösen. In unserer Lösung verzichten wir gänzlich auf zentrale Server und speichern die Artikel direkt auf den Rechnern der Teilnehmer. So wie die Nutzer eines Wikis ihr Wissen teilen, indem einige lernen und andere lehren, diese Rollen aber ständig wechseln, teilen auch die Rechner ihre Ressourcen, indem Artikel direkt gespeichert und abgerufen werden. Das senkt die Betriebskosten auf ein Minimum und macht den Einsatz einer Wiki-Engine sofort möglich. Um zu verhindern, dass gleichzeitige Änderungen an einem Artikel diesen durcheinander bringen haben wir einen auf den Rechnern der Teilnehmer verteilt ablaufenden, ausgeklügelten Algorithmus entwickelt. Das verteilte Verwalten der Artikel macht Zensur unmöglich. Da jeder neue Nutzer mit seinem Rechner weitere Kapazitäten in das System einbringt, ist immer genau die notwendige Rechner - unterstützung da, so dass das System nie überlastet werden kann. Unsere Umsetzung basiert auf der erweiterbare Eclipse- Plattform, so dass eine Nutzung in dieser Umgebung auch mit anderen Komponenten möglich ist. Die Forscher Federführend durch das Fachgebiet Echtzeitsysteme (ES) wurde Piki von Wissenschaftlern der Technischen Universität Darmstadt entwickelt, um die theoretischen Erkenntnisse aus der DFG-Forschergruppe QuaP2P: Verbesserung der Qualität von Peer-to-Peer-Systemen in die Realität umzusetzen. Piki A Decentralized Wiki Engine for Eclipse Wiki Engines and its current problems A wiki engine allows users to directly exchange their knowledge by reading and changing articles. Potentially anyone who reads an article can improve it with his knowledge. The Wikipedia pro - ject (www.wikipedia.org) is a free encyclopedia that proves that this approach works well. The underlying technology, however, requires a central server, where all items are stored, which are costly to maintain. This central solution is necessary to synchronize simultaneous chang es on articles. In order to pay for the maintenance costs the Wikipedia project has to collect donations of several millions each year. Another problem is the non-optimal utilization of the server machines. Increasing user de - mand, for example triggered by a current event, could lead to an overloaded central computer, while a low demand wastes capacity. The central storage enables the operator to censor or otherwise manipulate the articles. Another field of application for Wiki Engines are development projects. Again, information is gathered and centrally managed. The target audience is much smaller, and the duration of a project lasts a limited time. Because of the time-costs in setting up a server a wiki engine isn't utilized in most small projects. Our solution The decentralized wiki engine Piki uses advanced peer-to-peer-techno logies to solve all of the above mentioned problems. In our solution, we entirely re - nounce on central servers, and store the articles directly on the participants computers. Like the users of a wiki share knowledge by learn and teach, with constantly switching roles, their computers also share resources by storing and retrieving articles. This re duces operating costs to a minimum and makes the use of a wiki engine more attractive. To prevent concurrent chang es to an article, we developed an elaborate algorithm, which runs distributed among the participants machines. The distributed storage of the articles renders censorship impossible. As each new user brings more capacity with his computer system can never be overloaded. Our implementation is based on the extensible Eclipse platform. It can, therefore, be used in combination with other components. The researchers: Lead ed by the department of Real-Time Systems (ES) Piki was developed by scientists from the Technische Universität Darmstadt, in order to implement the theoretical findings of the DFG research group QuaP2P: Improving Quality of peer-to-peer systems into reality. 4

21 LifeSocial.KOM eine dezentrale Plattform für Soziale Netzwerke LifeSocial.KOM im Gegensatz zu heutigen Plattformen für Soziale Netzwerke Facebook, StudiVZ und Xing sind Webseiten für Soziale Netzwerke, die erst einige Jahre alt sind, aber schon eine beträchtliche Nutzerzahl aufgebaut haben. Interaktionen mit Freunden und Bekannten steht bei diesen Plattformen im Vordergrund. Nutzer können sich durch ein persönliches Profil vorstellen, Gruppen bilden, Fotos online stellen, chatten und Nachrichten austauschen. Die Interaktion in Web-basierten Lösungen ist meist einschränkt, da sie nicht direkt zwischen den beteiligten Teilnehmern stattfindet, sondern indirekt über Server des Portalbetreibers. Die Nutzer können meist nur über Nachrichten mit - einander kommunizieren, interaktive Internet-Telefonie oder Multimedia-Anwendungen sind nicht möglich. Ein weiterer Nachteil der zentralisierten Lösungen sind die enormen Aufrechterhaltungskosten für die Infrastruktur auf Seiten des Betreibers. Mit LifeSocial.KOM adressieren die Forscher der Technischen Universität Darmstadt diese beiden Ziele: Deutliche Senkung der Betriebskosten und Begünstigung von direkter Interaktion zwischen Nutzern. KOM CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz T Dipl.-Math., Dipl.-Inform. Kalman Graffi T Technische Universität Darmstadt Multimedia Communications Lab KOM Merckstraße 25, Darmstadt 5

22 Die Lösung Die Forscher LifeSocial.KOM wurde am Fachgebiet Multimedia Kommunikation (KOM) an der Technischen Universität Darmstadt ent - wickelt und ist ein Java-basiertes Programm, das eine dezentrale Lösung für Soziale Netzwerke realisiert, die komplett ohne Server auskommt. LifeSocial.KOM nutzt die Kapazitäten der einzelnen Teilneh mer geräte und verbindet diese zu einem Netzwerk, um so eine dezentrale Infrastruktur zu schaffen, die Daten und Personen effizient finden kann. Durch einen verteilten Ansatz lassen sich die Kosten für den Betreiber komplett auf die Nutzer übertragen. Aufbauend auf dieses Netzwerk haben die Forscher der TU Darmstadt eine ausgefeilte Datenmanagement- und Sicherheitsarchitektur ge - setzt, so dass Daten langfristig mit einer Zugriffskontrolle im Netzwerk zugreifbar sind. Die Kontrolle über den Daten verbleibt dabei immer bei dem Autor der Daten, so dass keine Sicherheitsbedenken entstehen. Auf diese technische Grund - architektur baut eine Ansammlung von Plug-Ins, die die Funktionen der Sozialen Netzwerke realisieren. So wurden die bekannten Möglichkeiten zum Profilieren und Bilden von Gruppen ebenso umgesetzt wie die Verwaltung von Fotos und Nachrichtenkommunikation. LifeSocial.KOM ist durch die Plugin-Infrastruktur leicht und bequem erweiterbar. Aktuelle Arbeiten setzen eine Kollaborationsumgebung für kleine bis mittlere Arbeitsgruppen um. Das Fachgebiet Multimedia Kommunikation (KOM) an der Technischen Universität Darmstadt umfasst Forschungs - gruppen u. a. zu den Themengebieten IT Architekturen, Peer-to-Peer-Systeme und Wissensmanagement. Ferner beteiligt sich das Fachgebiet an der Forschergruppe QuaP2P: Verbesserung der Qualität von Peer-to-Peer-Systemen, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird. Basierend auf dieser Expertise wurde LifeSocial.KOM entwickelt und um neuste Erkenntnisse aus der Forschung an den Qualitätsmerkmalen Adaptivität, Effizienz, Validität und Vertrauenswürdigkeit von Peer-to-Peer-Systemen erweitert. LifeSocial.KOM 6 Millions of users participate nowadays in online community platforms. Users present themselves and interact with other members of the community in various ways. However, current solutions are centralized and limited by two factors: first by the costs at the provider side for bandwidth and storage and second by the indirect communication between the users, which inhibits delay critical (multimedia) interaction. LifeSocial.KOM was developed by the Multimedia Communications Lab (KOM) at the Technische Universität Darmstadt. It is a fully decentralized platform using peer-to-peer technology to lower the provider costs and to enable the users to directly interact with each other. The users' devices build a network infrastructure enabling efficient lookup of data and users. On top of this, a complex data management and security architecture was implemented, which in combination builds the core of LifeSocial.KOM. The functionality of the online community platform is implemented as a modular, plugin-based framework, which makes the platform easily extendible and user-friendly. The Multimedia Communications Lab (KOM) has a long history of research on peer-to-peer systems, IT architectures and knowledge media. KOM participates in the research team QuaP2P: Improvement of the Quality of Peer-to-Peer Systems, which is funded by Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Based on this broad expertise, latest research results has been used to design LifeSocial.KOM.

23 Kompetenznetz e-learning-hessen.de Ein Erfolgsmodell für das Lernen der Zukunft Hessische Hochschulen profitieren von umfassendem Erfahrungsaustausch Lehrende an allen hessischen Hochschulen haben vielfältige Erfahrungen mit dem Einsatz neuer Medien gesammelt, indem sie unterschiedlichste Lerninhalte elektronisch und multimedial aufbereitet und neue Formen des Lehrens und Lernens erprobt haben. Das Kompetenznetz e-learning-hessen.de macht dieses Know how zum Nutzen aller Interessierten transparent und zugänglich. Strukturell basiert das Kompetenznetz auf einem Community-Ansatz: Alle Hochschulmitglieder sind aufgefordert, ihre e-learning-erfahrungen zu dokumentieren und ihre Lehrmaterialien zum Nutzen der Community-Mitglieder zu präsentieren. Technologisch basiert das Kompetenznetz auf innovativen Technologien des semantischen Wissensnetzes und des interaktiven Web 2.0. Auch E-Learning Anfänger finden leicht relevante Informationen. k-med und HeLPS: Modellkooperationen hessischer Hochschulen k-med bietet als Plattform für elektronisch gestütztes Lernen ca. 200 Lernkurse in 16 medizinischen Fächern. Über Studierende vor allem der Humanmedizin und ca. 300 Gäste aus allen Bereichen des Gesundheitssystems (z. B. Ärzte, medizinische Assistenten) nutzen die Kurse in Hessen. Ein intuitiv bedienbares Autorensystem und eine einheitliche Lernplattform für alle Studierenden und Gäste bilden die technische Infrastruktur. Didaktische, instruktionale und gestalterische Beratungsangebote unterstützen die Autor - Innen beim Verfassen der Lernkurse. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Kompetenznetz e-learning.hessen.de Dr.-Ing. Christoph Rensing Hessisches Telemedia Technologie Kompetenz Center (httc) e.v. Merckstraße 25, Darmstadt, T , k-med Prof. Dr. med. Klaus Jochen Klose Philipps Universität Marburg / Klinik für Strahlendiagnostik Baldingerstraße, Marburg, T , HeLPS Prof. Dr. rer. medic. Josef Wiemeyer Technische Universität Darmstadt / Institut für Sportwissenschaft Magdalenenstraße 27, Darmstadt, T , ResourceCenter Dr.-Ing. Christoph Rensing Hessisches Telemedia Technologie Kompetenz Center (httc) e.v. Merckstraße 25, Darmstadt, T , 7

24 Die in k-med entwickelten Infrastrukturen wurden im Projekt HeLPS (Hessische E-Learning Projekte in der Sportwissenschaft) erfolgreich auf die Sportwissenschaft übertragen. Sämtliche hessischen Institute der Sportwissenschaft sind beteiligt. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Selbstlernmodulen, die zum Teil nicht nur in den Sportwissenschaften, sondern auch in der allgemeinen Pädagogik und in der Lehrerfortbildung eingesetzt werden können. Bearbeitet werden die Bereiche Good-Practice Methoden des erziehenden Sportunterrichts, Bewegung im Ganztag der Schule, e-learning Content für den Bereich der sportpraktischen Lehre, Funktionale Bewegungsanalyse in der Sportpraxis und Biomechanische Bewegungsanalyse im Sport. ResourceCenter Das RecourceCenter ist das technische Rückgrat der Kursproduktion in den Projekten k-med und HeLPS. Mit dem Webbasierten, intuitiv zu bedienenden Autorenwerkzeug werden multimedial angereicherte Selbstlernkurse und Lerneinheiten erzeugt. Die Web-basierte Architektur und die Verwendung eines einheitlichen Repositories ermöglichen die Erstellung von Lernkursen in einem Team von mehreren Autoren und die Wiederverwendung einzelner Elemente in mehreren Kursen. Mit Hilfe des Kurseditors werden Kurse strukturiert, ein Abschnittseditor erlaubt das Einbinden von Medienresourcen und ein Texteditor ermöglicht die Gestaltung von Texten. Network of Competence e-learning-hessen.de A Best Practice Model for Learning in the Future Hessian Academia benefit from comprehensive Exchange of Experiences Lecturers have been collecting various experiences with the use of new media by upgrading learning material electronically and by trying new forms of teaching and learning. The network elearning-hessen.de opens access to this know how for all being interested. Lecturers are invited to document their e-learning experiences and to present their material for the benefit of the e- learning community. Innovative concepts of semantic net and interactive web 2.0 are implemented. Also e-learning beginners can easily find relevant information. The project k-med (medicine) and HeLPS (sports science) are examples for exemplary cooperations of hessian academia. Learning courses for students are created and offered to all students in Hesse. An authoring tool, which can be used intuitional, and a consistent learning management system form the technical infrastructure. Consultancy in didactics, instructional design, and layout composition support authors during the creation of courses. The ResourceCenter is the technical backbone of course creation in the projects k-med and HeLPS. This web-based, intuitively usable authoring tool enables authors to create online courses with multimedia enhancements. A web-based archi tecture and a consistent repository enable collaborative course creation und re-use of separate elements in several courses. Course structures, media resour - c es and texts are combined by specific editors. 8

25 Anwendungen des elektronischen Personalausweises Das Center for Advanced Security Research Darmstadt (CASED) bündelt die Kompetenzen der Technischen Universität Darmstadt, des Fraunhofer-Instituts für Sichere Informationstechnologie und der Hochschule Darmstadt. CASED hat seine Forschung und Entwicklung in drei Bereiche gegliedert: Der Arbeitsbereich Sichere Daten behandelt die Grundlagen der Datensicherheit. Der Arbeitsbereich Sichere Dinge erforscht die Sicherheit Eingebetteter Systeme und Sichere Dienste beschäftigt sich mit der Sicherheit von Service-Architekturen. Einen engen Praxisbezug gewährleistet CASED durch sein Anwendungslab. Zukünftig wird die CASED-Graduiertenschule einen Master in IT-Sicherheit und ein strukturiertes Promotionsprogramm anbieten. Im November 2010 wird in Deutschland der elektronische Personalausweis eingeführt. CASED ist an verschiedenen Projekten zum elektronischen Personalausweis beteiligt. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Dr. Alex Wiesmaier, CASED Center for Advanced Security Research Darmstadt Technische Universität Darmstadt, Hochschulstraße 10, Darmstadt T , F Barbara Krug, ISPRAT e.v., Theresienstieg 11, Hamburg T , F Dr. Sönke E. Schulz, Lorenz-von-Stein-Institut für Verwaltungswissenschaften an der CAU Olshausenstraße 40, Kiel T , F , Oliver Küch, T Fraunhofer-Institut SIT, Rheinstraße 75, Darmstadt Markus Ruppert, FlexSecure GmbH, Industriestraße 12, Darmstadt T , F , 9

26 Gefördert durch ISPRAT (Interdisziplinäre Studien zu Politik, Recht, Administration und Technologie e.v.) werden im Projekt Innovative Personalausweis-Anwendungen in Kooperation mit dem Lorenzvon-Stein-Institut für Verwaltungswissenschaften innovative Anwendungsmöglichkeiten des elektronischen Personalausweises erforscht. Im Vordergrund steht dabei der Lifetime esafe: Dieser elektronische Datenspeicher erlaubt es dem Nutzer, beliebige persönliche Dokumente langfristig sicher und vertraulich abzulegen. Der elektronische Personalausweis ermöglicht die sichere Authentisierung des Benutzers am esafe. Die Vertraulichkeit der gespeicherten Daten ist insbesondere dadurch gewährleistet, dass der esafe von einem verteilten Dienstleisterkonsortium betrieben wird. Das Projekt zielt darauf ab, die Anwendungspotentiale des elektronischen Personalausweises aufzuzeigen und zu nutzen. Im Projekt Campuspilot, welches vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) in Auftrag gegeben wurde, arbeitet CASED mit der Flex - Secure GmbH zusammen. Gegenstand dieses Projekts ist, die Funktionen des elektronischen Personalausweises im universitären Umfeld zu erproben: Im Rahmen eines Pilotversuches an der Technischen Universität Darmstadt wird die Authentisierungsfunktion des elektronischen Personalausweises von einer Probandengruppe getestet. Die Teilnehmer verwenden den elektronischen Personalausweis, um verschiedene existierende Onlinedienste im Campusumfeld zu nutzen, wie etwa den Download von ebooks, die Noteneinsicht oder die Raum - buchung. Ziel dieses Piloten sind belastbare Aussagen zum Anwendungspotential der Authentisierungsfunktion und verwertbare Erkenntnisse für den Einsatz des elektronischen Personalausweises in der Praxis, insbesondere Hinweise zur Benutzerfreundlichkeit und Akzeptanz dieser neuen Technologie. Ein weiteres Projekt befasst sich mit dem Nachweis der Sicherheitseignung des Authentisierungsprotokolls PACE (Password Authenticated Connection Establishment). Mittels PACE, einer Neuentwicklung des BSI, wird ein authentischer, verschlüsselter Kanal zwischen elektronischem Personalausweis und Lesegerät aufgebaut. Innovative applications of the electronic identity card The Center for Advanced Security Research Darmstadt (CASED) combines the expertise of Technische Universität Darmstadt, the Fraunhofer Institute for Secure Information Technology and the University of Applied Sciences Darmstadt. Research and development within CASED is divided into three departments: Security of Data deals with the foundations of data security. The department Security of Things investigates the security of embedded systems and Security of Services is concerned with the security of service architectures. To ensure a high level of practical orientation, CASED is establishing a laboratory for applications. In the future the CASED graduate school will offer a master s program and a well structured PhD program in IT security. In November 2010 the new electronic identity card will be introduced in Germany. CASED is involved in several pro - jects dealing with the electronic identity card. In the project Innovative Personal - ausweis-anwendungen, which is sponsor ed by the Institute for interdisciplinary study of politics, law, administration and technology (Interdisziplinäre Studien zu Politik, Recht, Administration und Technologie e.v., ISPRAT), innovative applications of the electronic identity card are investigated in cooperation with the Lo renz-von-stein-institut für Ver waltungs wissenschaften. The project focuses on the Lifetime esafe. This electronic data storage unit enables the user to deposit personal documents securely and confidentially in the long-term. The electronic identity card provides a secure user au thentication at the esafe. The confidentiality of the stored data is ensured in parti cular by the fact that the esafe is run by a distributed consortium of service pro viders. In the project Campuspilot commisioned by the Federal Office for Information Security (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, BSI), CASED is cooperating with FlexSecure GmbH. The subject of this project is to test the authentication function of the electronic identity card in the university environment. At Technische Universität Darmstadt, the participants use the electronic identity card to utilize different existing online services such as download of ebooks. The goal of the Campuspilot is to obtain verifiable statements regarding the application potential of the authentication function and consolidated findings concerning the practical use of the electronic identity card. Another project is concerned with the verification of the security suitability of the autentication protocol Password Authenticated Connection Establishment (PACE), a new development by the BSI. Via PACE an authenticated encrypted channel is established between the electronic identity card and the card reader. 10

27 Integration eines VoIP-Kommuni ka tions - systems (IMS) in eine SOA Business Process Service Call Center Appl. Portal B2B Appl. Service Service Business Process Engine Service Bus Service Repository/ Registry SOAP CRM ERP PIM IMS AS SIP A S = Application Server CRM = Customer Relationship Management ERP = Enterprise Resource Planning IMS = IP Multimedia Subsystem PIM = Personal Information Management SIP = Session Initiation Protocol SOAP = Simple Object Access Protocol UA = User Agent SIP SIP Asterisk UA 2 UA 2 Server SIP UA 3 Komponenten einer Anwendungslandschaft mit einem kommunikationssteuerndem Geschäftsprozess Abstrakt Der ausgestellte Demonstrator zeigt, wie mit Hilfe des IP Multimedia Sub - system (IMS) alle Formen der Multi media - kommu nikation in allgemeine Geschäftsprozesse integriert werden können. Als informa tions-technologische Infrastruktur wurde eine Service-Oriented Architecture (SOA) verwendet. Ausgangspunkt Traditionell werden Telekommuni ka tions - prozesse und Prozesse der Infor mations - technologie (IT) voneinander ge trennt realisiert. Telekommunikationsprozesse er - mög lichen dabei die Bereitstellung von Verbindungen über eine Vielzahl von Netzen, während IT-Prozesse vielfältige Geschäfts abläufe automatisieren und steuern. Durch diese Trennung ist es allgemein nicht möglich, dass ein Geschäftsprozess auf definierte Ereignisse hin automatisch geeignete Kommunikationsvorgänge auslöst, koordiniert und dokumentiert. Es ist daher wünschenswert, die Fähigkeiten der Kommunikationstechnik und der Informationstechnologie gemeinsam und gleichberechtigt für Anwendungen zugänglich zu machen. Wichtig dabei ist, dass für die Nutzung der Kommunikationsdienste auf der Anwendungsebene keine speziellen Telekommunikationskenntnisse erforderlich sind, so dass hier durch das große Potential der Anwendungsentwickler eine Vielzahl attraktiver Anwendungen entstehen können. Die Kommunikationstechnik kann dabei weitere nützliche Dienste für Anwendungen liefern, wie beispielsweise die aktuelle Aufenthaltsinformation und Präsenz der gewünschten Kommunikationspartner. IT-Dienste werden in vielfältiger Weise durch Unternehmensanwendungen bereitgestellt, wie z. B. Personal Information Management (PIM), Customer Relationship Management (CRM) und Enterprise Ressource Planning (ERP). CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Woldemar Fuhrmann, M.Sc. Christian Thome, Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences Fachbereich Informatik Schöfferstraße 8b, Darmstadt T oder -9232, F

28 Lösung Für Multimediakommunikation bildet sich das IP Multimedia Subsystem (IMS) als Defacto-Standard heraus. Das IMS bietet offen definierte Schnittstellen für Kommunikationsdienste, wie die Sitzungssteuerung, Steuerung von Kommunikationsdiensten, Mobilitätsverwaltung und Vergebührung. Damit können mit Hilfe des Session Initiation Protocol (SIP) Kommunikationsdienste mit vielfältigeren Leistungsmerkmalen als in herkömmlichen Netzen bereitgestellt werden. Das IMS bildet die Grundlage für die Integration und Komposition von Kommunikationsdiensten mit anderen IT-Diensten in einer allgemeinen Anwendungslandschaft. Zur Integration eines IMS in eine Anwendungslandschaft wird eine Service- Oriented Architecture (SOA) benutzt, die ein Referenzmodell und Standardverfahren für die Integration von IT-Anwendungen bereitstellt. Eine SOA erzeugt Anwendungen durch die Kombination von lose gekoppelten Diensten, die von Dienstkomponenten über standardisierte Schnitt - stellen bereitgestellt werden. Diese Dien - ste können entfernt aufgerufen werden und sind jeweils getrennt von anderen Diensten wiederverwendbar. Einsatzmöglichkeiten und Vorteile Die Einsatzmöglichkeiten dieser Lösung sind vielfältig: Überall dort, wo es sinnvoll ist, auf ein auslösendes Ereignisse mit einer Multimediakommunikation zu reagieren. Beispiele sind Notsituationen, Produktionsüberwachung, Dienstüber - wachung, Logistik und Kundenbetreuung. Vorteile dieser Lösung sind die Erwei - terung von IT-Anwendungslandschaften um modulare Kommunikationsdienstbausteine, die eine einfache Anpassung an den Anforderungsprozess ermöglichen. Die Kommunikationsdienste können entweder lokal oder von Dritten bereit - gestellt werden. Über den IMS AS kann die Dienstschnittstelle des Kommunika - tionssystems realisierungs- und produktneutral gestaltet werden. Komponenten Die Komponenten sind umseitig schematisch dargestellt. Die Kopplung des IMS an die SOA übernimmt ein IMS Application Server (IMS AS). Die Schnittstelle zwischen dem IMS Server und dem Service Bus wird durch Web Services beschrieben und die Kommunikation erfolgt über SOAP. Der IMS AS wird immer dann aktiv, wenn ein Ereignis in dem übergeordneten Geschäftsprozess bzw. Anwendungsprozess Kommunikationsaktivitäten erforderlich macht. Da der Hauptaugenmerk dieses Projektes auf der Integration des Kommunikationssystems in eine allgemeine Anwendungslandschaft liegt, wird das sehr komplexe IMS zur Vereinfachung und zum besseren Verständnis des Demonstrators durch einen Asterisk-Server angenähert. Der Service Bus übernimmt typische Middleware-Aufgaben, wie z. B. das Routing von Nachrichten und die Registrierung und Entdeckung von Diensten. Die Business Process Engine sorgt für den Ablauf der Skripte der Anwendungsprozesse und wird vom Service Bus bereitgestellt. Beide wurden mit der webmethods Suite der Software AG realisiert. Der Anwendungsprozess übernimmt in der Beispielsimplementierung die Steuerung einer einfachen Konferenzschaltung. Er wurde mit der standar disierten Be schrei bungssprache Business Process Modelling Notation (BPMN) formal be schrieben und automatisch in die ausführbare Prozesssprache Business Process Execution Language (BPEL) umgewandelt. Realisierung dieses Projektes mit freundlicher Unterstützung durch: a Software AG Demonstrator mit webmethods Suite a Nico Eichelmann und Stefan Klodt Demonstrator mit Open Enterprise Service Bus 12

29 mq:: mobile Questionnaire Mobile Umfragen mit dem Handy Umfragen sind heutzutage allgegenwärtig. Sie sind wichtige Formen der Marktforschung und bestimmen das Handeln von Unternehmen mit. Die Verwendung des Handys als Umfragewerkzeug bietet gegenüber den herkömmlichen Papierfragebögen mehrere Vorteile: Die durchgehend elektronische Um - frage vermeidet einen Medienbruch. Die Antworten gelangen direkt in eine zentrale Datenbank und können unmittelbar ausgewertet werden. Darüber hinaus entstehen keine Druckkosten, da auf Ausdrucke völlig verzichtet werden kann. Außerdem ist kein Personal zum Verteilen und Einsammeln der Fragebogen erforderlich. Den Befragten ermöglicht die elektronische Umfrage eine flexible Zeiteinteilung beim Beantworten. Außerdem ist die Befragung nicht ortsgebunden. Der Befragte kann somit selbst entscheiden, wann und wo er die Umfrage beantwortet. MIDP / CLDC bietet mit seinem Lowest Common Denominator User Interface (LCDUI) verschiedene Darstellungs - formen an, die zur Realisation von Umfrage-Anwendungen eingesetzt werden können: Listen, Textfelder, Auswahlfelder, Bilder und weitere. Die erste Ab - bildung zeigt eine einfache Auswahl mit sogenannten Radiobuttons und die zweite Abbildung zeigt eine Auswahlliste mit vorgegebenen Antworten. Zur Darstellung der aggregierten Daten stehen neben der unmittelbaren Zahldarstellung auch Balkendiagramme zur Verfügung. Das Gesamtsystem besteht aus einer Client- und einer Serverkomponente. Beide Komponenten sind in Java geschrieben. Die Clientsoftware ist ein MIDlet, ein JAVA-Programm für mobile Devices, das in der Kilobyte Virtual Machine (KVM) eines Handys läuft. Der Server ist als Webapplikation implementiert und bedient eine Oracle- Datenbank im Hintergrund. Er nimmt die Antworten der Fragebogen entgegen und wertet diese aus. Darüber hinaus stellt er auch die Umfragesoftware für das Handy zum Download zur Verfügung. Für die Übermittlung der Umfrageantworten zum Server und der ausgewerteten Daten zurück zum Handy ist eine Middleware erstellt worden. Die Anonymität der Umfrageteilnehmer zu wahren ist eine wichtige Anforderung an Umfragen. Im vorliegenden Projekt wird dies darüber gewährleistet, dass keinerlei personenbezogene Daten übermittelt werden. Durch die Offenlegung des Quellcodes kann dies überprüft werden. Darüber hinaus kann zukünftig das Signieren der Anwendung die Vertrauenswürdigkeit der Anwendung schaffen. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs, Florian Miess B.Sc., Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences Fachbereich Informatik Schöfferstraße 8b, Darmstadt T , F

30 KVM Servlet Container Fragebogen Programm (MIDP/CLDC) Port 80 Http GSM/UMTS I S P Internet HRZ Port 80 Http Fragebogen Server Endgerät des Befragten Zentraler Datenbankserver Eine weitere Anforderung ist, die mehrfache Beteiligung derselben Person an einer Befragung wie z. B. bei elektronischen Wahlen zu verhindern. Der Prototyp besitzt keinen derartigen Mechanismus. Mehrfachbeantwortungen werden zwar grundsätzlich Client-seitig unterdrückt, indem der Stand der Bearbeitung in einem internen Speicher gesichert wird und damit ein erneutes Bearbeiten und Absenden des Fragebogens nicht mehr zugelassen wird. Diese Sicherung kann allerdings durch erneutes Laden des MIDlets unterlaufen werden. MIDlets können auf verschiedene Arten installiert werden. Herstellerspezifische Software ermöglicht die Installation am PC. Als Alternative dazu bietet sich im Browser des Endgeräts das Laden des MIDlets über die WebSite von mq (http://mq.fbi.h-da.de) an. Nach Auswahl durch den Benutzer wird das betreffende MIDlet über die Luftschnittstelle geladen und installiert. Etwas komfortabler geht dies mit SMS: Nach Versenden einer SMS an eine bestimmte Kurzwahlnummer erhält das Endgerät eine Antwort-SMS mit dieser URL. Am einfachsten lässt sich jedoch das MIDlet über Bluetooth laden. Dies setzt allerdings immerhin voraus, dass sich das Endgerät innerhalb der Reichweite der sendenden Station befindet (also z. B. in der Nähe eines Betreuungsstandes). Der Versand der Antworten kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt stattfinden. Die Übertragung der Daten dauert dabei maximal 10 Sekunden. Davon benötigt der Aufbau der Verbindung zum Internet Service Provider (ISP) den größten Teil. Die entstehenden Kosten sind minimal, da sowohl das gesendete (500 Byte) als auch das empfangene Datenvolumen (400 Byte) sehr gering ist. Die gesamte Um - fragesoftware hat eine Größe von 90 KB. Geplant ist, mq für weitere Befragungen einzusetzen. In abgewandelter Form als Quiz mit integriertem Preisausschreiben wird die Technologie im Januar 2009 zur Werbung für das Informatik - studium auf einer Hochschulinformationsmesse angewandt. mq:: mobile Questionnaire mq:: mobile Questionnaire is the next generation opinion research technology. It only requires a Java enabled cell phone equipped with a small program (a so called MIDlet; the mq application). Whenever you use paperbound questionnaires, you have to take into account, that you have to disseminate them, collect them and transform their data into a ma - chine readable format. This is a long way. The mq way is pretty much shorter: Just press the button and your cell phone will automatically transmit the data to a server. No manual work is required! And what about your data privacy? The source code of the program is available to you. So you can check, which data will be sent to the server. And what about multiple transmission of the same data? The current version of mq provides you with a simple mechanism, which avoids multiple trans missions. As long as you don t re-install mq, that works pretty well. 14

31 Atlantis University Portal LMS Atlantis Portal WIKI Studentenverzeichnis DMS Das Atlantis University Portal ist ein großer Schritt in Richtung benutzerfreundlicher Lernportale. In jahrelangen Forschungsarbeiten sind die Bedürfnisse der Lernenden und Lehrenden in die Entwicklung eingeflossen. Durch Integration und Anpassung an die persönlichen Bedürfnisse jedes einzelnen Benutzers werden neue Potentiale eröffnet, die weit über die Möglichkeiten traditioneller Lehre bzw. elektronischen Lernens hinaus gehen. Das Atlantis University Portal integriert webbasierte Lernapplikationen verschiedener Hochschulen zu einer gemein samen Lernumgebung auch international. Eine einheitliche Benutzerführung erleichtert die Bedienung erheblich. Aber nicht nur das Look and Feel, alle gemeinsamen Dienste werden zusammengeführt. Beispielsweise kann eine Suche über alle Inhalte erfolgen, egal ob sich diese im Learning Management System (LMS), im Document Management System (DMS), im Kalender, in einem Wiki oder woanders befinden. Die Möglichkeiten der Anpassung an die persönlichen Bedürfnisse gehen weit über das bisher Bekannte hinaus. Normalerweise können für die Benutzer nur die verschiedenen Angebote und Dienste zu einem Portfolio zusammengestellt werden. Das Atlantis University Portal bietet darüber hinaus eine persönliche Zusammenstellung der Lerninhalte. Aus allen verfügbaren Kursen wird ein persönliches Angebot zusammengestellt. Da jeder Mensch anders lernt, kann so ein größerer Lernerfolg erreicht werden. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Udo Bleimann, Dr. Ingo Stengel MSc Robert Löw Dipl.-Inf. Tillman Swinke Dipl.-Ing. Oliver Schneider Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences Fachbereich Informatik Schöfferstraße 8b, Darmstadt T , F

32 Schon vor einigen Jahren wurden unterschiedliche Modelle von Lerntypen entwickelt. Nach einer detaillierten Analyse der vorhandenen Modelle erstellte Professor Franz-Josef Röll im Jahr 2005 ein Mo dell, das die bisherigen Modelle berücksichtigt und sogar erweitert. Dieses neue Model wird durch sechs Lerntypen (Schöpfer, Kommunikator, Analyst, Verwal ter, Konstrukteur, Wahrnehmer) charakterisiert. Jede Person hat unter schied - liche Anteile dieser sechs Lerntypen. Diese Anteile charakterisieren das Lernprofil der Lernenden. Um den Lernprozess zu optimieren, ist eine individuelle Adressierung der Lernen den notwendig ( Learn your own way ), da jeder abhängig von seinem Lernprofil am besten lernt. Die unterschiedlichen Ausprägungen der Lern - typen erfordern unterschiedliche Vor - gehensweisen in der Lehre. Dement - sprechend sind die Inhalte zu den gleichen Themen für unterschiedliche Personen anders aufzubereiten. Experimentell sind die prädominant genutzten Materialtypen den entsprechenden Lerntypen zugeordnet worden. Abhängig vom Lerntyp wurden Lern materialen erstellt. Wie Prof. Udo Bleimann 2007 zeigte, kann elearning eine blended Lösung zur individualisierten Lehre sehr gut unterstützen. Das Atlantis University Portal beschränkt sich nicht auf einen Server einer Hochschule - alle relevanten Server aller zusammenarbeitenden Hochschulen werden mit einbezogen. Das Ergebnis ist ein großes integriertes Angebot, das hochgradig individualisiertes Lernen auf höchstem Niveau ermöglicht. Die Bologna Idee wird Wirklichkeit. Dies ist nur der Anfang. Wir arbeiten weiter an den Möglichkeiten, die das Atlantis University Portal bietet. Atlantis University Portal The Atlantis University Portal is a huge step towards a user-friendly learning portal. During years of research, the needs of learners and teachers were integrated in the development. Through integration and adaption to the personal needs of each single user, new potentials are released that exceed the current potentials by far. The Atlantis University Portal is integrating web-based learning applications of different schools and combining them to an international learning environment. The possibility for customising to the users' needs extends the known scale by far. In most cases, users can only select features and services and compose them into the portal. The Atlantis University Portal additionally offers a compilation of learning content tailored for each single user, selected from all available modules. Since every human learns in a different way, this method can provide a meaningful and lasting learning experience. The Atlantis University Portal is not limited to one server of one university, rather all relevant servers of all participating universities are connected. The result is an enormous integrated choice that enables profoundly individualised learning at the highest stage, meeting our motto Learn Your Own Way. The Bologna-Idea is becoming reality. This is just the beginning. We continue to work on the possibilities the Atlantis University Portal is offering. 16

33 Medien Portal Hessen Bei Umsetzung des innovativen Konzeptes geht Hessen zukunftsweisende Wege Nutzergruppen Anbieter Schule, Lehrerinnen Präsenzbestände der Hess. MZ mit Zentralarchiv Content Medienzentren IT-Fachpersonal Institutionen wie HMK, Afl, SSA Medienportal Hessen Online-Medienbestände der Hess. MZ Bildungsserver, Lernarchive Regionale Stadt- und Schulbibliotheken Content Auslieferung Auslieferung Ergebnis Anfrage Daten Auslieferung Content Weitere Nutzergruppen wie SchülerInnen,... FWU, Schulfernsehen, weitere Anbieter Nutzer / Client Hybride Variante: Dezentral gespeicherter Content mit zentraler Datenhaltung Überblick zum Medienportal Hessen Neue Internetarchitektur und aktuelle Informationstechnologie könnten schon bald hessischen Lehrkräften den direkten, schnellen Zugriff auf rechtlich abgesicherte Unterrichtsmaterialien ermöglichen und dienen somit der Verbesserung der schulischen Medienversorgung und der Weiterentwicklung der Unterrichtsqualität. Projektauftrag Das Zentrum für Advanced Learning, Medien und Simulation (igdv) der Hochschule Darmstadt (h_da) wurde auf Initiative der hessischen Schulträger und des Hessischen Kultusministeriums 2007 beauftragt, dem Amt für Lehrerbildung bei der Projektleitung Medien Portal Hessen zur Entwicklung eines modernen Systems zur Distribution von Medien zu begleiten und Beratung und Konzeptentwicklung zu übernehmen. Ziel: Zusammenfassung und Verwaltung der Bestände der 34 regionalen Medienzentren und der online distri buierbaren Medien in einem Portal. Die NutzerInnen sollen über neue, zusätzliche Distributions - wege unkompliziert Medienangebote verschiedener Anbieter nutzen können. Zur Recherche wird der Medienbestand mit einer Verfügbarkeitsanzeige auf regionaler Ebene angezeigt. Im Konzept werden ökonomische, rechtliche und organisatorische As pek te wie Zugangsschutz, Datenschutz und Rechteverwaltung be ach tet, um den sehr unterschied lichen Anforderungen der Lizenzierbarkeit der Medien, der technischen Anbindungen der Schulen, der Nutzerrollen im System und der zukünftigen Betätigungsfelder der Medienzentren gerecht zu werden. Dabei sind Sicherheitsstandards einzuhalten und typische Probleme wie Zugriffsverzögerungen, Engpässe beim Datentransport, hohe Wartezeiten oder Überlastungen der Server zu vermeiden. Leistungsmerkmale Das Content Delivery Network in Hessen soll in einer dezentralen Verteilung Content auf mehreren Cache Servern an strategisch günstigen Standorten zwischen speichern. Dieser so genannte hybride Ansatz vereint die Vorteile der hierarchischen und verteilten Caching Struktur. Er bietet a geringere Belastung der Bandbreite a bessere Lastverteilung a Reduktion der Kommunikation a Anpassung an Netzlast a Robustheit bei Ausfällen von Cache Servern und 24/7 Verfügbarkeit a Betankung On-Demand und Betankung On-Command CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Arnd Steinmetz, Sybille Bartram, Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences igdv Zentrum für Advanced Learning, Medien und Simulation Schöfferstraße 1, Darmstadt Telefon / -8835, Telefax

34 Medienversorgung Bei dem System werden alle beschreibenden Daten zum Medienverleih und die zur Distribution notwendigen Dienste zentral vorgehalten. Zentrale Dienste sind das System zur Authentifizierung und Auto risierung der Nutzer und das Request-Routing System. Vorteile / Entwicklungsperspektiven a Möglichkeit einer zentralen sowie dezentralen Verwaltung der Inhalte, Lizenzen und Nutzer / innen. a einfache Anpassung des gemein - samen Datenmodells an weitere Entwicklungen wie Erweiterungen des Nutzerkreises Fazit Mit dem vorgelegten Konzept macht Hessen einen großen Schritt in Richtung auf eine zukunftssichere Medien-Ver - sorgung seiner Schulen und anderer Bildungseinrichtungen. Lizenzrechtlich ge prüf te und auf Unterrichtssituation und Lehrpläne bezogene Medien, fachlich bewertete Arbeitsmaterialien zu jeder Zeit von nahezu jedem Ort. Die zentrale Datenhaltung reduziert die Komplexität von Koordination, Administration und Wartung des Medienbestandes und hat damit für alle Beteiligten des Distributionssystems Vorteile: Original Server Anbieter 1 Anbieter 2 Neuer externer Anbieter a geringerer Kommunikationsaufwand und somit kürzere Wartezeiten für Nutzer a Wegfall von Beschriftungen, Sortierung in lokalen Archive und Ersatzbeschaffungen bei Verlust meldungen a zentrale IT-Administration entlastet Medienzentren a Hochverfügbarkeit des Content und der Metarecherche Cache Server in Medienzentren Clients der Lehrkräfte in Schulen bzw. zu Hause Authentifizierungsserver Service- Granting Server DB DB Standort zentraler Dienste Request- Routing System Erweiterbarkeit der hybriden Caching Struktur mit zentralen Diensten Medien Portal Hessen In April 2007, the Hessian education authority and the Hessian Cultural Ministry (HKM) instructed the office for teacher training (AfL) to conduct an examination into the optimisation of the lending system of the Hessian media centres. The Centre for Advanced Learning, Media and Simulation (igdv) at the University of Applied Sciences in Darmstadt (h_da) took on a supportive consultancy role in the development of a solid and generic concept for a central online media distribution system. The concept of an online media distribu - tion system in Hesse describes a modern system with primary internet architecture and the use of state-of-the-art IT technology for distribution. This will tap into new, additional distribution routes. The aim of online media distribution is to establish processes which comply with security standards, observe the user rights of the licensed media and also avoid the typical problems such as access delays, bottlenecks in data transport, extensive waiting times and an over - loading of the server. The system integrates the traditional distribution routes such as postage or courier services for reference inventory items and electronic media (DVD-on-demand) and expanses to the online distribution of digital media via a Content Delivery Network (CDN). An open and expandable online media distribution system will result from the centralisation of the data storage and all of the requisite services, such as authen - tication and request routing. Additional media providers and their contents can be added without complication, even if these utilise a separate request routing system. At the same time, economic, legal and organisational aspects such as access pro tection, data protection and the ad mi - nistration of rights were observed within the developed concept, in order to fulfil the broad range of requirements pertaining to the licensing of the media, the technical connections with the schools, the user rolls in the system and the future scope of activity of the media centres. Users of the online media distribution system are primarily tutors of Hessian schools as well as members of non-educational establishments registered with the regional media centres such as associations. The system comprises a Content Delivery Network, which offers an infrastructure including multiple locally distributed servers. Digitalised image media (content) is multiple-replicated and stored on these servers. Following authentication, this content can be supplied to the Hessian tutors via the internet without extended waiting times using the password protected download option. 18

35 Pock-it Grundidee Hinter Pock-it steht eine simple Idee: Die Anwendung ermöglicht Benutzern das Hinterlassen und Abrufen von Informationen an bestimmten Orten. Es entsteht ein neues Kommunikationswerkzeug. Konzept Pock-it läuft auf Ihrem Mobiltelefon. Die Positionierung erfolgt mittels GPS (andere Technologien in Planung), zum Datenaustausch wird eine Internetverbindung über WLAN oder das Mobilfunknetz benötigt. In der Welt von Pock-it gibt es drei Dinge: Bubbles und Blips und Benutzer. a Bubbles sind aktive Orte in der echten Welt ( Point of Interest ), die eine bestimmte Position und eine gewisse Größe haben. a Blips sind Nachrichten, Bilder, Videos, Sprachnachrichten oder sonstige Informationen, die in solchen Bubbles enthalten sein können. Eine Bubble kann beliebig viele Blips enthalten. a Benutzer können an beliebiger Stelle Bubbles erzeugen und Blips hinterlassen. Ihr Mobiltelefon kennt Ihren aktuellen Standort und stellt Ihnen die Bubbles in Ihrer Umgebung zur Verfügung. Während Sie sich in der Welt bewegen, tauchen nach und nach neue Bubbles auf und alte verschwinden. Ihnen wird jeweils die an diesem Ort relevante Information angeboten. Das Konzept ist bewusst allgemein ge - hal ten, um eine Fülle von Anwendungen zu ermöglichen. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Arnd Steinmetz, Claudius Coenen, Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences igdv Zentrum für Advanced Learning,Medien und Simulation Schöfferstraße 1, Darmstadt T / -8836, T

36 commercial tourism personal use Cinema Information Guestbook Amusement Lean-Back Timeline Gastronomy Rating Virtual Geocaching Event Forum Historical Information Small Ad Lean-In Small Ad Self-Guided Tour Geoblogging Product Information Semapedia Qype Mobile Legend informatory involving Anwendungsbeispiele Technik Fazit a Virtuelles Geocaching Geocaching ist eine Freizeitbeschäf - tigung für Viele. Im einfachsten Fall werden Zielkoordinaten gesucht, in vielen Fällen aber auch Rätsel über einige Stationen verteilt. Mit Hilfe von Pock-it kann eine Zwischenstation eine Bubble sein, in der die nächsten Koordinaten oder ein neues Rätsel stecken. a Explorative Stadtführung Während Sie auf eigene Faust eine neue Stadt erkunden, informiert ihr Telefon Sie über Sehenswürdigkeiten und Insider-Tipps. Die Informationen können nach Sprache gefiltert werden, so dass Sie nur verständliche Nachrichten bekommen. Pock-it ist ein Server-Client System. Der Server ist in Ruby on Rails implementiert. Er stellt einen REST-Webservice und ein Web-Interface bereit. Daten werden in einer MySQL Datenbank gespeichert. Der Client ist in Java Micro Edition geschrieben und setzt auf dem Endgerät Internetzugang und GPS voraus. Geplant sind Clients für Android, iphone und Windows Mobile. Pock-it entstand aus einer Kombination verschiedener Technologien. Es ging nicht in erster Linie darum, ein Problem zu lösen. Ergebnis ist eine Plattform, die für einige Anwendungen geeignet ist. Diese Plattform steht nun unter GPLv3 Lizenz als Open Source Software zur Verfügung. Sie kann also an spezifische Bedürfnisse angepasst werden. Pock-it Pock-It is a generic and completely open source client-server framework for geospatial applications. Pock-it consists of the client appli cation running on a cell phone / smart phone with GPS support and internet access and the Pock-it server. The application on your cell phone stores the messages / data online on the Pock-it server. Both components are open source and hence provide a platform allowing for a free defi nition of the services provided to the user. Pock-it allows you to post multimedia messages and data and place them at your current location using your mobile phone. Other users will be able to read those messages once they reach the same location. Pock-it was developed to be a generic platform with open interfaces and was put into the open source. It will be possible to utilize the Pock-it platform for a whole range of applications from self-guided city tours (whether it be museums or restaurants) to virtual guest books left at a certain location. 20

37 MODI Dynamische Modellintegration für E-Business Entwicklung von Methoden und Anwendungs kom ponenten zur dynamischen Modellintegration im elektronischen Geschäftsverkehr Die Integration heterogener Modelle ermöglicht semantisch eindeutiges Prozess- und Informationsmanagement. MODI Gefördert vom Motivation Zur Entwicklung und Ausführung durchgängiger Prozesse in Unternehmen und Unternehmenskooperationen sind unterschiedliche Unternehmens-, Prozess- und Datenmodelle inhaltlich zusammenzu - führen und konsistent zu verwalten. Dabei ist die Koordinierung von Modellen verschiedener Herkunft eine nicht-triviale Aufgabe, da sie für verschiedene Zwecke und Anwendungsdomänen mit Hilfe verschiedenartiger Modellierungswerkzeuge und in unterschiedlichen Modellierungssprachen erstellt wurden. Insbesondere die Koordination der heterogenen Semantik der verwendeten Fachsprache(n) stellt hierbei eine große Herausforderung dar. Zielsetzung Zur Zusammenführung und Erschließung der Inhaltsbedeutung von Modellen wird im Projekt ein modulares semantisches Informationssystem konzipiert und prototypisch implementiert. Die Benutzerschnittstelle wird als interaktives seman - tisches Netz realisiert. Methode Die Nutzung semantischer Netze bietet die Möglichkeit Unternehmens-, Prozessund Datenmodelle aller Art zueinander in Beziehung zu setzen. Durch den Einsatz semantischer Technologien in Kombination mit kollaborativen Techniken und Wissensarbeit kann das Fundament zur Herstellung semantischer Modellkonsistenz entstehen. Darauf aufbauend kann im Bottom-up-Verfahren ein eindeutiges semantisches Unternehmensmodell entstehen. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Michael Rebstock, T Janina Fengel, T Claus Bayer, T Christian Schalles, T Hochschule Darmstadt Fachbereich Wirtschaft Forschungsgruppe ebig Electronic Business Integration Group Haardtring 100, Darmstadt 21

38 Kooperationspartner: Systemanwendung Das MODI-System ermöglicht eine dynamische Integration von Modellen in Fällen von Unternehmens- oder Abteilungsfusionen, bei Prozessintegrationen innerhalb und zwischen Unternehmen oder für modellgetriebene Softwareentwicklung. Beispiele für Einsatzmöglich - keiten sind die Erstellung von unternehmensweiten Informations- oder Prozessmodellen, Angleichung von Prozessen und Daten, Kopplung fachbereichsspezifischer Anwendungen oder Einführungen von ERP-Systemen oder Prozessstandards wie ITIL. Nutzen des Einsatzes Der Einsatz des Systems führt über die Zeit zur Emergenz einer Unternehmensontologie ohne manuelle Vorarbeiten, die evolutionär weiter entwickelt werden kann. Es lassen sich darin Fragen beantworten wie beispielsweise: Wie wird Auftrag bezeichnet?, Ist Auftrag identisch mit Bestellung? oder Wo überall wird ein Auftrag verwendet?. Zur Unterstützung bei der Modellierung können Korrespondenzelemente für eine semantische Analyse gesucht und Modellvergleiche zwecks semantischer Angleichung vorgenommen werden. So kann Konsistenz in der Verwendung der Fachsprache hergestellt und Prozessund Informationsmanagement ohne Ab - brüche aufgrund semantischer Uneindeutigkeit realisiert werden, ohne die Nachteile zentral koordinierter redaktioneller Arbeiten. MODI Dynamic Model Integration for E-Business Conceptualization and implementation of a modular system for model integration The integration of heterogeneous models facilitates semantically unambiguous process and information management. For designing and executing uninterruptible corporate processes in and between enterprises, differing enterprise, process and data models need to be consistently related and managed. Thereby, the coordination of models from different origins is a non-trivial task, as they have been produced for differing purposes and application domains by means of various modeling tools and modeling languages. Especially the heterogeneous semantics of differing business terminologies used for naming model elements present a huge challenge. Within the MODI-project a modular semantic information system is conceptualized and implemented for semantically relating and capturing the intended meaning of models. The user interface is realised as an interactive semantic net. Using semantic nets allows for relating and coordinating models by exploiting semantic technologies in combination with collaborate techniques and knowledge management practices. Thus, the basis for semantic model consistency can be provided, which can be extended in a bottom-up-manner into an unambiguous semantic enterprise model and subsequent enterprise ontology. The MODI-system offers dynamic model integration in cases of mergers and acquisitions, B2B process integration or model-driven software architecture. Examples are the development of enterprise-wide process and information models, process and data reconciliation for mergers, linking of domain specific applications or the adoption of ERP-systems or a process standard such as ITIL. Possible questions answered by means of the semantic net provided by the MODI-system could be How is order being designated?, Is ordering identical to purchase order? or Where is order being used? For supporting modeling tasks, searches for corresponding model elements for semantic analysis and model comparisons for semantic model reconciliation can be performed. In doing so, consistent terminology use and continuous process and information management without interruptions due to semantic ambiguity can be provided without having to cope with the disadvantages of centrally managed editorial efforts. 22

39 MAVI Modulare Algorithmen für Volumenbilder MAVI ist ein modulares Softwaresystem für die Verarbeitung und Analyse von Volumenbildern, das am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschafts - mathematik in Kaisers - lautern in Zusammenarbeit mit der Hochschule Darmstadt entwickelt wurde. MAVI ist ein Softwaresystem zur Analyse dreidimensionaler Daten, die durch Mikro-CT erhalten werden und ist besonders geeignet für die quantitative Analyse von Mikrostrukturen verschiedener Werkstoffe, z. B. von Schäumen, Faserverbund - werkstoffen, Vlies, Keramik und Beton. Aufgrund seiner modularen Struktur ist MAVI jedoch auch für die Analyse drei - dimensionaler Strukturen wie Knochen oder Schnee anwendbar. Wegen seiner grafischen Oberfläche ist das Programm einfach zu handhaben und ermöglicht es auch ungeübten Benutzern, leicht Ergebnisse zu erzielen. MAVI konzentriert sich dabei auf die Charakterisierung der Geometrie komplexer Mikrostruk turen. Volumen, Oberfläche, Krümmungs integrale und die Eulerzahl werden für die vollständige Struktur oder für einzelne Objekte bestimmt. Anisotropien und Vorzugsrichtungen können ebenfalls quantifiziert werden. Weiterhin stehen verschiedene Filter und morphologische Transformationen, arithmetische und logische Operationen, die Fouriertrans formation, vielfältige Techniken zur Segmentierung und Objektisolierung sowie Funktionen zur Manipulation und Aufbereitung von Datensätzen zur Verfügung. 3D-Analyse von Alumina-Granulat: Schnitte durch das Originalbild (links) und die Rekonstruktion der Körner (rechts). CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Joachim Ohser T Dr. Claudia Lautensack T Dipl.-Inform. Björn Wagner T Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften Schöfferstraße 3, Darmstadt 23

40 Die Kombination der Funktionen erlaubt z. B. die Bestimmung von Anzahl und Dicke perkolierender Poren, der mittleren Koordinationszahl zusammenhängender Teilchen oder die bildanalytische Messung der Tortuosität. Für einige komplexe, aber häufig benötigte Anwendungen wie die Entfernung von Rauschpartikeln oder die Trennung zusammenhängender Objekte wurden die Algorithmen zu benutzerfreundlichen Modulen zusammengefasst. Offenporige Schäume können mittels einer speziellen Analysefunktion untersucht werden. Neben dem eigenen Bildformat für Volumenbilder kann MAVI Bilddaten in verschiedenen Datenformaten einlesen. Die Möglichkeiten reichen vom Importieren von Rohdaten und dem Einlesen von AVS-Datensätzen bis zum Importieren von 2D-Bildstapeln und DICOM-Datensätzen. Bilder können im eigenen Bildformat gespeichert werden oder als 2D-Schnittbilder exportiert werden. Die Messergebnisse können als CSV-Datei zum einfachen Importieren in weitere Anwendungen, wie z. B. Statistiksoftware, exportiert werden. Neben Bildverarbeitungs- und Analysefunktionen bietet MAVI drei Visualisierungsmöglichkeiten für Volumenbilder. Im Rahmen des FH 3 -Projekts 3D Quantitative Gefügeanalyse werden in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ITWM die Mikrostrukturen von Fasern und Granulaten mit Hilfe von MAVI untersucht. Das Fraunhofer ITWM bietet die Analyse von Mikrostrukturen auch als Serviceleistung: die Bandbreite der untersuchten Materialien reicht dabei von Metall- und Polymerschäumen, Keramikmaterialien über Beton und Faservliesen bis hin zu Schnee. Kooperationspartner: ITWM Institut Techno- und Wirtschaftsmathematik MAVI Modular Algorithms for Volume Images MAVI is a modular software system for the processing and analysis of volume images developed at the Fraunhofer- Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik in cooperation with the University of Applied Sciences Darmstadt. MAVI is especially apt for the quantitative analysis of very different material microstructures, for example, foams, fiber composites, nonwovens, ceramics, or concrete. However, due to its modular structure, MAVI can also be applied immediately for three-dimensional images of other structures, such as bones or snow. MAVI concentrates on functions for the characterization of the complex geometry of microstructures. Volume, surface area, curvature integrals, and the Euler number are determined for the entire structure or for individual objects. Anisotropies and preferred directions are not only detected, but also quantified. Within the scope of the FH 3 program the microstructures of fibers and granulates are examinated using MAVI. The analysis of microstructures is also offered as one of the ITWM s services. 24

41 megadigitale-prozess Der Weg zum erfolgreichen Einsatz von elearning Analyse a Bedarfsermittlung a Zieldefinition a Maßnahmenkatalog Konzeption Umsetzung a Didaktische & mediendidaktische Planung a Grobkonzept, Feinkonzept, Drehbuch a Interaktions- & Betreuungskonzept a Design a Self-Assessment a Authoring mit LernBar, Flash,... a Medienproduktion a Qualifizierung & Coaching megadigitale Komplettlösung zum erfolgreichen Einsatz von elearning Evaluation a Qualitätssicherung a Formative & summative Evaluation a Interviews, Fragebögen, a Usability Studien megadigitale steht für ein in Hoch - schulen und Unternehmen erfolgreich ein gesetztes Beratungs- und Umsetzungs - kon zept zur Einführung und Implemen - tierung von elearning. Die Beratung verläuft gezielt mit Hilfe des AKUE-Prozesses Analyse Kon zep - tion Umsetzung Evaluation, der ge - mein sam mit dem Auftraggeber gestaltet wird. Die sorgfältige Analyse der Ausgangslage, eine evaluationsorientierte Konzept - entwicklung und die Umsetzung anhand eines Lean Media Production -Prozesses verhelfen Auftraggebern zu einer selbstgesteuerten Implementierung von elearning-maßnahmen mit einem skalierbaren Unterstützungsangebot. Eine breite Palette an didaktischer und technischer Beratung, Begleitung und Qualifizierung sorgt für den fundierten Aufbau von elearning-kompetenzen im eigenen Haus und sichert deren nachhaltige Verankerung. Das Leistungsspektrum umfasst den kompletten Prozess von der didaktischen Beratung über die Content - erstellung inklusive Ton-, Film- und Bildbearbeitung bis hin zur Evaluation. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 studiumdigitale Goethe-Universität Frankfurt am Main Senckenberganlage 31, Frankfurt am Main T , F

42 LernBar das Werkzeug zur schlanken Produktion von Lernprogrammen Mit dem Autorensystem LernBar lassen sich Lerninhalte unter Einhaltung gestalterischer Qualitätskriterien schnell und einfach produzieren. Zahlreiche Frage - typen und Feedbackmöglichkeiten sowie das Einbinden aller gängigen Medienformate ermöglichen die schnelle Umsetzung didaktischer Lernszenarien. Im LernBar-Studio sorgen mehr als 40 Vorlagen für ein abgestimmtes Kurs - design. Der LernBar-Player zeigt die Lernprogramme in einem Standardbrowser an und ist für den Einsatz in Online- und Offline-Szenarien konfigurierbar. Zur Kursverwaltung und -auswertung steht, sofern kein eigenes LMS eingesetzt wird, das LernBar-Portal zur Verfügung. Dies kann zudem als Online-Entwicklungs umgebung genutzt werden, über die mehrere Autoren gemeinsam Kurse bearbeiten können. Self-Assessment die Grundlage für zukünftigen Lernerfolg Motivation, Zufriedenheit und gute Resultate kennzeichnen erfolgreiche Lernszenarien. Anonymisierte Online-Self- Assess ments geben, neben der individuellen Beratung, wichtige Hinweise zu persönlichen Stärken und erforderlichen Kompetenzen. Ein anonymisierbares Anmeldeverfahren garantiert Interessierten und Lernenden eine individuelle Bearbeitung des Assessments und die vertrauliche Aus - wertung der Ergebnisse. Als Auswertung erhalten die Lernenden ein Bewertungsdiagramm mit Erläuterungen, das die eigenen Ergebnisse mit Durchschnittswerten vergleicht. megadigitale process studiumdigitale at the Goethe-University Frankfurt offers broad support for the introduction and implementation of elearning activities for universities and companies. This includes a proven and award-winning consulting concept, a powerful authoring tool, an intelligent self-assessment system and an extensive training program. Together with our customers we create successful and future-oriented elearning environments. 26

43 Generierung anatomischer Atlanten für die Strahlentherapie Weltweit erkranken ca. 11 Millionen Menschen neu an Krebs. Assistenz systeme zur Tumortherapie sind ein wichtiges Hilfs - mittel, um eine Heilung herbeizuführen oder um die Lebensqualität der Erkrankten zu verbessern. Eine der tragenden Säulen der Therapie ist neben der Resektion des Tumors und der Chemotherapie die Strahlentherapie. Diese wird mit einer Definition des Zielvolumens zur Bestrahlungsplanung vorbereitet. Da nach einer Tumorresektion die natürlichen Gewebestrukturen nicht mehr existieren, muss das Zielvolumen für die Bestrahlung zeitaufwendig manuell durch einen Strahlentherapeuten im 3D-CT-Datensatz definiert werden. Das vorgestellte Software-Programm erlaubt, eine schnelle Zielvolumendefinition für Prostata-, Zervix- und Kopf-Hals-Tumoren weitgehend zu automatisieren, zu objektivieren und zu visualisieren. 1 Konturierung der Zielvolumina Die interaktive Konturierung des Ziel - vo lumens wird in ausgewählten Schichten des CT-Datensatzes vorgenommen. Die gezeichnete Kontur kann in die nächste, nicht konturierte Schicht kopiert und dort nach verschiedenen Methoden durch den Strahlentherapeuten angepasst werden. Eine 3D-Anpassung der Konturen anhand einer speziellen 3D-Visualisierung des Konturmodells ist möglich. Folgende Funktionalitäten wurden entwickelt: a Schichtweise interaktive Konturierung a Konturkorrekturen mit klinisch optimierten Tools (2D) a Konturanpassung in mehreren Schichten (3D) 2 Generierung der Atlanten Die Atlanten bestehen aus einem Zielvolumenmodell und aus einem dazugehörigen Landmarkenmodell. Aus den konturierten Schichten einer Tumorentität in CT-Datensätzen mehrerer Patienten wird ein dreidimensionales Modell des Zielvolumens generiert. Zur korrekten Anpassung mehrerer Modelle wird das Landmarkenmodell verwendet. a Definition spezifischer, korrespondierender anatomischer Landmarkensätze a Erstellung des Landmarkenmodells aus mehreren Datensätzen a Erstellung des Zielvolumenmodells mithilfe des Landmarkenmodells 3 Anwendung der Atlanten Die Überlagerung des Zielvolumenmodells auf einen individuellen CT-Datensatz eines neuen Patienten erfolgt über eine affine Transformation. Die Transforma - tionsparameter werden aus den Landmarken und dem Landmarkenmodell berechnet. Mithilfe der Parameter kann das Zielvolumenmodell dem neuen CT- Datensatz für die Durchführung der Bestrahlungsplanung überlagert werden. a Interaktive Definition der Landmarken a Berechnung der Transformations - parameter a Affine Transformation des Zielvolumenmodells CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences Prof. Dr. Detlef Richter Dipl.-Inform. Soulimane Abdellaoui, M.Sc. Dipl.-Inform. Faisel Bekkaoui Fachhochschule Wiesbaden Fachbereich Design, Computer Science, Media Kurt-Schumacher-Ring 18, Wiesbaden in Kooperation mit: Philipps-Universität Marburg Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie PD Dr. med. Gerd Strassmann 27

44 Bilder links: Drahtgittermodelle aus der Konturierung anatomischer Strukturen Zielvolumen der Prostata mit Risikostrukturen (oben), Zielvolumen der Zervix (unten). Bilder Mitte: Oberflächenmodelle Zielvolumen der Prostata in halbtransparenter Darstellung (oben), Zielvolumen der Zervix (unten). Bild rechts: Oberflächenmodell des Zielvolumens der Nasopharynx mit Risikostruktur Wirbelsäule. 4 Bewertung des Landmarkensatzes Die Güte des Verfahrens ist von der Wahl eines geeigneten Landmarkensatzes abhängig. Für die Bestimmung der besten Landmarken ist ein Evaluations-Tool integriert, das aus mehreren vorgeschlagenen Landmarken einen geeigneten Land - markensatz extrahiert. Die Güte des Landmarkensatzes wird durch unterschiedliche mathematische Methoden bewertet. a Definition mehrerer potentieller Landmarken a Auswahl unterschiedlicher Landmarkenkombinationen a Bewertung des Landmarkensatzes durch Varianz oder SI-Index 5 3D-Visualisierung Die überlagerten Zielvolumina werden für die medizinische Bewertung dreidimensional visualisiert. Es können mehrere sich überschneidende Strukturen mit einstellbarer Transparenz dargestellt und durch Rotation von allen Seiten betrachtet werden. a Transparente Darstellung sich überschneidender Strukturen a Abbildung Referenz zur Position von CT-Bildern a Kontroll- und Korrekturmöglichkeit für den Therapeuten 6 Zusammenfassung Das vorgestellte Assistenzsystem für die Zielvolumendefinition als zentraler Schritt in die Bestrahlungsplanung erlaubt die Generierung von Zielvolumenmodellen für unterschiedliche Entitäten und deren schnelle Anpassung an individuelle anatomische Gegebenheiten. Dafür sind der Import und der Export von DICOM-Datensätzen vorgesehen. Durch die vorhandene Netzwerkfähigkeit des Systems wird der Datentransport besonders einfach. a Generierung von Zielvolumen - modellen mehrerer Tumorentitäten a Import von DICOM-Datensätzen a Export der Modelle als RT-Structure Generation of Anatomical Target Volumes for Radiotherapy in Cancer Treatment Multidisciplinary cancer treatment is often carried out by surgery, chemo - therapy and irradiation of the surrounding tissue. To perform an exact irradiation preplanning, the target volume has to be defined. The objective of the presented work is to facilitate to a large extent the definition of target volumes. Landmark models are used for the generation of anatomical target volumes. The following functions have been implemented: a Contouring of individual target volumes in selected slices of 3D CT data sets a Generation of anatomical atlas of specified target volumes using anatomical landmarks a Application of the target volumes onto individual data sets by affine transformation a Evaluation of appropriate landmark sets using different mathematical tools a 3D visualization of target volumes by graphical representation using OpenGL a Extendable to further tumor entities and risk structures 28

45 Form- und Bewegungsanalyse von Lungentumoren Einführung und Problemstellung Die therapeutische Behandlung von beweglichen Tumoren ist gekennzeichnet durch eine stetige Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Strahlentherapie. Neue Methoden ergeben sich durch eine Atem getriggerte Bestrahlung, eine Nachführung der Strahlenquelle durch ein Cyberknife oder durch die Verwendung von geladenen Teilchen für die Bestrahlung, der sog. Partikeltherapie, anstelle der standardmäßig verwendeten 3D-Bestrahlungstechniken. Die Partikeltherapie ermöglicht darüber hinaus einen steilen Dosisabfall zum gesunden Gewebe, da die geladenen Partikel im Gegensatz zu den Röntgenstrahlen mithilfe von Magneten punktgenau zum Tumor gelenkt werden können. Ein besonderes Problem ergibt sich, wenn der Tumor aufgrund der Atembewegung im Körper außer seiner Position auch seine Form verändert. Dieses kann beispielsweise bei der Behandlung des Bronchialkarzinoms gegeben sein. Aktuell erfolgt eine Berücksichtigung der Tumorbewegung oder der Formänderung entweder durch eine Vergrößerung des Bestrahlungsvolumens, was die Nebenwirkung der Strahlung auf gesundes Gewebe erhöht, oder durch die Bestrahlung in bestimmten Atemphasen, was die gesamte Bestrahlungszeit ver - längert. Die vorgestellte Studie knüpft an diese Entwicklungen an, um neue therapeutische Maßnahmen zu simulieren und zu visualisieren. Mathematische Modellierung der Tumorform Aus der Mathematik kennt man Verfahren, analytische oder numerische Größen in eine unendliche Reihe zu entwickeln. So lassen sich auch dreidimensionale Formen aus Grundformen entwickeln. Diese Grundformen bilden die Kugelflächenfunktionen oder Spherical Harmonics. Diese bestehen aus einem orthonormalen Satz von Eigenfunktionen Y L,m, mit denen man mit noch zu bestimmenden Koeffizienten C L.m mit P n = P(x n, y n, z n ) = P(r n, Ω n ), wobei n = 1,, N, jede beliebige Form aus gegebenen Raumpunkten einer Oberfläche nachbilden kann. Es gilt im Diskreten: L max +L P n = C L,m Y L,m (Ω L,m ) L=0 m=l wobei für die Indizes gilt : m = -L,, +L und L = 0,, L max. Die Zerlegung und die Rekonstruktion einer Tumorform aus Kugelflächenfunktionen Y L,m kann in einem raumbezogenen oder in einem tumorbezogenen Koordinatensystemen erfolgen. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences Prof. Dr. Detlef Richter Dipl.-Inform. Faisel Bekkaoui Dipl.-Inform. Soulimane Abdellaoui, M.Sc. Fachhochschule Wiesbaden Fachbereich Design, Computer Science, Media Kurt-Schumacher-Ring 18, Wiesbaden in Kooperation mit: Philipps-Universität Marburg Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie PD Dr. med. Gerd Strassmann 29

46 Mathematische Modellierung der Bewegungsbahn Für die Analyse der Bewegung des Tumors wird dessen räumlicher Schwerpunkt in den einzelnen Atemphasen er - mittelt. Die Schwerpunkte bilden die Stützstellen zur Berechnung einer ge - schlossenen dreidimensionalen Bahn - kurve. Die Berechnung erfolgt durch kubische Splines mit geeigneten Parametern. Die Bahnkurve wird mit einer Sicherheitsmarge als der tatsächliche Verlauf des Tumors während eines Atem zyklus angenommen. Anwendung Für eine Anwendung liegen die Bild - daten eines Tumors in Form eines 4D-CT Datensatzes vor, in dem der Tumor ortsund zeitabhängig in 12 Atemphasen aufgezeichnet wurde. Aus ihm werden die 3D-Darstellungen zu den unterschied - lichen Atemphasen extrahiert. Hierfür wird der Tumor durch einen erfahrenen Radiologen konturiert. Aus den Konturen wird der Schwerpunkt des Tumors berechnet und die dreidimensionale Oberfläche erstellt. Anschließend werden die Wichtungsfaktoren CL,m der Kugelflächenfunktionen bestimmt, aus denen die Tumorform modelliert werden kann. Aus den Schwerpunkten des Tumors kann nun ein Modell der Tumorbahn erzeugt werden. Mithilfe dieser beiden Modelle wird durch Interpolation die Position und die Form des Tumors für jede Stelle auf der Bewegungsbahn berechnet und dargestellt. Dieses mathematische Modell kann einerseits als Grundlage für eine dynamische Strahlführung für eine kontinuierliche Bestrahlung des Tumors während der Atembewegung mit einem Cyberknife oder mit einem Partikelstrahl oder andererseits als Bestrahlungs - simulation und Bewegungsvisualisierung dienen. Shape and Motion Analysis of Lung Tumors Purpose of Study Therapy of moving lung tumors is undergoing rapid development due to technological progress in irradiation treatment. New methods are based on tumor gating or tracking by guided continuous beam source ( cyberknife ), or by applying C 12 -ion particle beam, which enables a highly precise irradiation of tumors without affecting normal tissue. In contrast to photon beams, charged particle beams are guided by magnetic fields. Use of mathematical models allows to describe continuous tumor movement and distortion for technical compensation. Mathematical model 3D shapes can be decomposed into a series of spherical harmonics, which form a set of orthonormal functions Y L,m with coefficients C L,m, yet to be determined. The 3D surface is described by N data points P n = P(x n, y n, z n ) = P(r n, Ω n ), for n = 1,, N: L max +L P n = C L,m Y L,m (Ω L,m ) L=0 m=l with indices m = -L,, +L und L = 0,, L max. Tumor movement is analyzed by calculating its spatial center of volume for discrete phases of respiration. The centers are used as three-dimensional data points to calculate a closed loop by cubic splines. This loop is assumed within a security margin to be the motion path of the tumor. Application The tumor is registered as a 4D-CT data set for 12 distinct phases of respiration. The data set is decomposed into 3D representations at the different phases. After an expert radiologist delineated the tumor, its center of volume is calculated and a 3D surface model is created. The surface is decomposed into components C L,m of the spherical harmonics representing its shape. The moving path is calculated from the centers its volume as a cubic spline. Subsequently the tumor model may be calculated by interpolating the parameters accordingly for any position of the motion path. This model provides the frame work for dynamic beam guidance for a continuous photon irradiation or a particle beam guiding system of respiratory moving tumors as well as to simulate the irradiation process or to visualize the tumor motion. 30

47 Wivi Interaktive Visualisierung zur opportunistischen Suche in der Wikipedia Relevante Informationen in einer großen, umfassenden Wissenssammlung wie der Wikipedia zu finden erfordert in der Regel eine relativ genaue Vorstellung davon, was eigentlich gefunden werden soll. Oftmals steht dem aber entgegen, dass der Suchende noch nicht über genug Kontextwissen verfügt, um Begriffe innerhalb eines Themengebietes einordnen und eine präzise Suchanfrage formulieren zu können. Die webbasierte Anwendung Wivi ermöglicht eine intuitive Navigation durch das Wissen der Wikipedia, in dem sie dem Suchenden die Zusammenhänge der betrachteten Artikel visualisiert und relevante Artikel hervorhebt. Die visuelle Unterstützung hilft dabei sowohl bei einer initialen Recherche in einem bisher unbekannten Themengebiet als auch bei der Vertiefung von bereits bekanntem Wissen. Informationsrecherche in umfangreichen Wissenssammlungen Das übliche Vorgehen, um in der Wikipedia Informationen zu einem bestimmten Themengebiet herauszusuchen, be - steht darin, mit einem zuvor bekannten Stichwort zu beginnen und den dazugehörigen Artikel abzurufen. In diesem werden weitere themenspezifische Begriffe verlinkt, die in der Regel mühsam einzeln durchgelesen werden müssen und selbst wieder auf weitere möglicherweise relevante Artikel verweisen. Der Suchende verliert in der komplexen Struktur der untereinander verlinkten Artikel in der Regel recht schnell den Überblick. In der englischen Sprachversion bildet die Wikipedia derzeit einen gerichteten Graphen, der aus etwa 2,6 Mio. Artikeln und über 35 Mio. Links besteht. Normale Webbrowser eignen sich für die Navigation in solchen Strukturen nur sehr bedingt. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences Dipl.-Inform. (FH) Simon Lehmann Prof. Dr. Ulrich Schwanecke Prof. Dr. Ralf Dörner Fachhochschule Wiesbaden Fachbereich Design Informatik Medien Studiengang Medieninformatik Unter den Eichen 5, Wiesbaden 31

48 Webbrowser Client (Flash/Flex) SOAP HTTP Webservice (Java) Webserver/ Servlet-Container HTTP MediaWiki API (PHP) Wikipedia Visualisierung komplexer Graphen Wivi zeigt dem Suchenden immer den bereits besuchten Ausschnitt der Wikipedia an. Zusätzlich werden alle von dort verlinkten Artikel zur Erweiterung des Themengebiets angezeigt. Dadurch kann der Benutzer Stück für Stück seinen Informationshorizont erweitern und behält gleichzeitig die bereits erfassten Informationen im Blick. Diese beiden unterschiedlichen Aufgaben werden auch visuell unterschiedlich behandelt. Radial Tree Layout mit dynamischer Gewichtung zur optimalen Platzausnutzung So erfolgt die Darstellung a der bereits besuchten Artikel durch einen Radial Tree Layout-Algorithmus, der ausgehend von dem zuerst besuchten Artikel die Navigations - historie abbildet und somit Zusammenhänge verdeutlicht. a der weiterführenden Artikel kompakt auf verschiedenen Ringebenen am Rand der Visualisierung. Die Zuordnung zu den Ringebenen erfolgt dabei nach Bemessung der potentiellen Relevanz eines Artikels zu den bereits besuchten Artikeln. Durch einfaches Anklicken eines Begriffs in der visuellen Darstellung wird der entsprechen de Artikel aufgerufen. Die damit einhergehenden teilweise umfangreichen Strukturänderungen der Suchhistorie werden durch eine Animation verdeutlicht. Mit Hilfe der Maus kann der Benutzer einen Begriff auswählen und sich die Verlinkung zu anderen Begriffen farblich hervorheben lassen. Zusammen mit der Möglichkeit, den Artikeltext zu dem ausgewählten Begriff darzustellen, ist Wivi damit ein interaktiver Browser, der auf die besonderen Eigenschaften der Wikipedia zugeschnitten ist. Eingesetzte Technologie Wivi wurde entsprechend der Wikipedia selbst als Webanwendung konzipiert, was seine einfache Verwendung ermöglicht. Dabei kommt für die Benutzerschnittstelle auf dem Client das Adobe Flex-Framework zum Einsatz. Die Anbindung an die Wikipedia erfolgt über einen Webservice, der in Java implementiert wurde und über eine Apache Tomcat / Axis2 Installation dem Client zur Verfügung gestellt wird. Der Webservice greift auf die Daten der Wikipedia über die HTTP-API der MediaWiki-Software zu, mit der die Wikipedia betrieben wird. Durch diese Architektur kann die Anwendung auch auf anderen Media- Wiki-basierten Wikis eingesetzt werden. Außerdem ist es durch Austausch des Webservice möglich, auch andere verlinkte Dokumentstrukturen als Datenquellen zu nutzen. Wivi kann ausprobiert werden unter Wivi Interactive Visualization for Opportunistic Exploration of Wikipedia Finding relevant information in a large and comprehensive collection of knowledge like Wikipedia usually requires a quite accurate preconception of the desired results. On the other hand, the user might not yet have enough knowledge to put domain-specific terms into context and to form a precise search query. Wivi enables the user to intuitively navigate the knowledge of Wikipedia by visualizing the structure of visited articles and emphasizing relevant other articles. Try Wivi under 32

49 MIT 3D Mensch-Maschine Interface Technologie für virtuelle Umgebungen Vision: Natürliche Handinteraktion in einer virtuellen Umgebung MIT 3D ist eine prototypische kamerabasierte Benutzerschnittstelle für einen Büroarbeitsplatz, die auf die vollständige Integration des Anwenders in eine virtuelle Umgebung abzielt. Diese Technologie erhält den räumlichen Kontext von Nutzeraktionen und schafft eine natür - liche Schnittstelle zur Interaktion mit virtuellen Objekten. Damit verstärkt sie die vom Anwender empfundene Präsenz in der virtuellen Welt und erlaubt neben Interaktions metaphern auch die Realisierung natür licher gestischer Kommunikationskanäle für neuartige 3D Telekonferenzumgebungen der Zukunft. Grundlage von MIT 3D ist die drei - dimensionale Registrierung und Rekonstruktion des Benutzeroberkörpers. Die so ermittelten räumlichen Informationen lassen sich auf unterschiedliche Arten weiter verwenden. Position und Orientierung des Gesichts können beispielsweise zur korrekten Darstellung von stereographischen Inhalten herangezogen werden, während die Rekonstruktion der Hände zur Erzeugung künstlicher Handrepräsentationen in der virtuellen Realität dienen kann. Dies erlaubt die natürliche Kommunikation und Interaktion in der virtuellen Welt. Hochaufgelöste volumetrische Echtzeit-Rekonstruktion von Gesicht und Händen Dipl. Inform. (FH) Christoph John Prof. Dr. Ulrich Schwanecke Fachhochschule Wiesbaden Fachbereich Design Informatik Medien Studiengang Medieninformatik Unter den Eichen 5, Wiesbaden Dr. Holger Regenbrecht Department of Information Science University Otago, New Zealand CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences 33

50 Verteilung von Hautfarbe im normierten RG-Farbraum Gelerntes parametrisches Hautfarbmodell Das System Die Basis von MIT 3D bilden sechs um den Arbeitsbereich herum angeordnete Kameras. Deren Bilder dienen als Ausgangspunkt einer volumetrischen Rekonstruktion des Anwenders, speziell seines Gesichts und seiner Hände. Ein Teil dieser Rekonstruktion wird direkt in die virtuelle Umgebung eingebettet, ein anderer dient als Grundlage zur Schätzung einer Gelenkparametrisierung für ein Körpermodell des Anwenders. Volumetrische Rekonstruktion In alltäglichen Büroumgebungen dominieren variierende Lichtverhältnisse und vari able Hintergrundszenen. Diese er - schweren die robuste Bildanalyse und damit verbunden die volumetrische Re - kon struktion und semantische Szenenanalyse. Daher wurde ein stochastisches Verfahren entwickelt, welches den Rekonstruktionsprozess mit der Szeneninterpretation koppelt und damit den Informationsfluss innerhalb der Anwendung maximiert. Das Verfahren verbindet dazu Hin tergrund- und Hautfarbmodelle aus allen verfügbaren Kameraperspektiven mit zeitlichen 3D-Vordergrundinformationen. Diese ergeben sich aus der Bewegungshistorie und dem Körpervolumen des Anwenders und werden aus einer modellbasierten, volumetrischen Zeitreihenanalyse abgeleitet. Das Verfahren wird damit sehr robust gegenüber Bildstörungen und erlaubt die Erzeugung hochdetaillierter volumetrischer Rekonstruktionen von hautfarbenen Objekten wie Händen und Gesicht, sowie die modellbasierte Verfolgung von Körperbewegungen des Anwenders. Realisierung MIT 3D ist echtzeitfähig. Dies wird durch die massiv parallele Implementierung auf Grafikhardware erreicht. Hand und Körpertracking wurden dabei in einer geschlossenen stochastischen Kette formuliert, beginnend bei der Bildverarbeitung auf Pixelebene, bis hin zur semantischen Interpretation. Hierdurch sind keine Konfigurationsparameter für die Einzelkomponenten notwendig. Links: Trackingmodell des Oberkörpers (in Entwicklung) Rechts: Volumetrische Rekonstruktion des Oberkörper MIT 3D MIT 3D is a desk-based user-interface for virtual worlds. Our technology is based on a multi-camera setup and a probabilistic algorithm, which combines image processing with semantic scene analysis. This results in volumetric reconstructions of the upper body, which is utilized for model-based body tracking and the construction of detailed hand and face models. The system has been implemented on the GPU to release the CPU and to satisfy real-time constraints. 34

51 THMILE 3D Medical Imaging Learning Environment Im Rahmen eines interdisziplinären Entwicklungsprojektes wurde im Studiengang Medieninformatik des Fachbereiches Design Informatik Medien der Fachhochschule Wiesbaden zusammen mit der Poliklinik für Zahnärztliche Chirurgie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz eine Software zur realitätsnahen Simulation von intraoralen Röntgenprozessen ent - wickelt. Intraorales Röntgen wurde bislang ausschließlich an einem Phantom und unter Verwendung realer Röntgengeräte gelehrt. Damit ist die Lehre mit einem hohen Kostenaufwand verbunden und durch Ressourcen und Trainingszeiten limitiert. Die entwickelte Anwendung THMILE erlaubt die vollständige Simulation des Röntgenprozesses, basierend auf einem menschlichen CT-Datensatz. Dabei umfasst die Simulation den kompletten Röntgenprozess von der Konfiguration der Röntgenapparatur bis hin zur Erstellung und Bewertung einer Röntgenaufnahme. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences Prof. Dr. Ulrich Schwanecke Dennis Schwertel Prof. Dr. Wolfgang Weitz Fachhochschule Wiesbaden Fachbereich Design Informatik Medien Studiengang Medieninformatik Unter den Eichen 5, Wiesbaden Priv.-Doz. Dr. med. dent. Ralf Schulze Poliklinik für Zahnärztliche Chirurgie Johannes Gutenberg-Universität Mainz 35

52 Simulation eines Röntgenprozesses Das modular aufgebaute System THMILE besteht aus einer Simulations- und einer Analyse-Komponente. Im Simulationsmodul wird die Konfiguration des Röntgensystems spezifiziert sowie die Geometrie von Röntgen-Quelle und Sensor in einer virtuellen Umgebung festgelegt. Hierzu findet der Anwender ein Modell der Röntgenanlage und die semi - transparente Ansicht eines menschlichen Schädels mit einer detaillierten Nach - bildung des Ober- und Unterkiefers vor. Die Anordnung der Röntgenapparatur kann computergestützt auf Basis einer automatischen Vorpositionierung oder rein manuell geschehen. Für die manuelle Positionierung stehen intuitive Trans - lations- und Rotations-Werkzeuge zur Verfügung. Das Oberflächenmodell des virtuellen Schädels basiert auf dem gleichen CT- Datensatz, der auch zur Berechnung der Röntgenbilder herangezogen wird. Damit wird die Konsistenz zwischen der Simulationsumgebung und den generierten Röntgenbildern garantiert. Analyse der Röntgenaufnahmen Im Analysemodul lassen sich die errechneten Aufnahmen automatisch anordnen, sichten und bewerten. Hierzu stehen verschiedene Skalierungs- und Positionierungs-Werkzeuge zur Verfügung. Die Aufnahmen lassen sich damit dem räumlichen Kontext eines standardisierten FDI Zahnschemas zuordnen und so besser interpretieren. THMILE in der zahnmedizinischen Ausbildung Der zusätzliche Einsatz eines Systems zur Röntgensimulation bringt eine Reihe von Vorteilen gegenüber der rein klassischen Röntgenausbildung am Patienten. Im Einzelnen sind dies: a a a Flexibilität und Kosteneffizienz: Da ohne teure Röntgenanlage rein virtuell geröntgt wird, kann orts - unabhängig und zu jeder Zeit geübt werden. Umfangreiches Verständnis anatomischer Zusammenhänge: Eine semitransparente Patienten- Visualisierung vermittelt ein besseres Verständnis für die Positionierung der Röntgenapparatur, da sämtliche Teile des Gerätes stets von allen Seiten einsehbar sind. Einfache Überprüfung des Lernerfolgs: Es können Lernziele, wie z. B. die Erzeugung einer vorgegeben Ansicht, automatisiert bewertet werden. In naher Zukunft soll THMILE in der zahnmedizinischen Ausbildung der Johannes Gutenberg Universität Mainz eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist auch die Integration in das E-Learning der Universität geplant. THMILE 3D Medical Imaging Learning Environment In a joint development project of the University of Applied Sciences Wiesbaden and the Johannes Gutenberg University Mainz, THMILE, a system for the simulation of an intraoral X-Ray system has been developed. It is based on a dataset generated by computerized tomography. The system offers tools for the entire process simulation from the parametrization of the X-Ray equipment up to image formation and evaluation. THMILE will soon be used as an e-learning environment at the University Mainz. 36

53 TurgorLab Berührungslose Vermessung von postoperativen Schwellungen Die Evaluierung und Qualitätssicherung medizinischer Therapiemethoden erfordert die objektive, detaillierte Vermessung und Dokumentation von Heilungsprozessen. Das hier vorgestellte System Turgor- Lab, ermöglicht die zu verlässige, berührungslose, volumetrische Bestimmung und Dokumentation von Schwellungen im Gesichtsbereich, wie sie typischerweise im Rahmen der zahnärzt lichen Chirurgie sowie der Kieferorthopädie und Kiefer - chirurgie auftreten. Mit dem System lässt sich sowohl der Rückgang von Schwellungszuständen bei dentogenen Abszessen oder nach Operationen der Weisheitszähne erfassen als auch die Aus - wirkung von Dysgnathiekorrekturen oder operativen Entfernungen von Tumoren standardisiert dokumentieren. TurgorLab TurgorLab besteht aus einer Software - lösung in Kombination mit einem Hard - wareaufbau, der ausschließlich auf kostengünstigen Standardkomponenten ba siert. Die Anwendung erlaubt die exakte, halbautomatische, berührungslose dreidimensionale Vermessung und Dokumentation von Schwellungszuständen im Gesicht. Gefundener Schwellungsbereich Ermitteltes Schwellungsvolumen Prof. Dr. Ulrich Schwanecke Dipl. Inf. (FH) Christoph John Fachhochschule Wiesbaden Fachbereich Design Informatik Medien Studiengang Medieninformatik Unter den Eichen 5, Wiesbaden Dr. Dan Brüllmann Poliklinik für Zahnärztliche Chirurgie Johannes Gutenberg Universität Mainz CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences 37

54 Verwendete Hardware TurgorLab verwendet zur Akquise von 3D-Oberflächenscans des Patientengesichts einen nach dem Prinzip der Streifenprojektion arbeitenden Scanner. Dieser besteht aus einem herkömmlichen Beamer in Kombination mit einer Standardkamera. Der Scanner wird direkt aus der Anwendung heraus angesteuert und benötigt in der aktuellen Realisierung ca. 1 Sekunde zur Abtastung des Patientengesichts. Das erfasste Arbeitsvolumen beträgt dabei ungefähr 40 cm³. Hierbei beträgt die Distanz zwischen Scaneinheit und Patient etwa einen Meter. Damit kann der Scanner an praktisch jedem Arbeitsplatz eingesetzt werden. Registrierung und Vermessung Im Rahmen der volumetrischen Schwellungsvermessung werden mit TurgorLab behandlungsbegleitend mehrere Scans des Patientengesichts angefertigt. Diese lassen sich zur Dokumentation des Heilungsprozesses gemeinsam mit weiteren Anamnesedaten des Patienten in einer zentralen Datenbank ablegen. Die einzelnen Scans bilden die Basis des volumetrischen Messverfahrens. Vor der eigentlichen Vermessung müssen die Scans hierzu paarweise gegeneinander korrekt ausgerichtet (registriert) werden. Zur Registrierung bietet TurgorLab wahlweise einen vollautomatischen und einen halbautomatischen Modus an. Im halb - automatischen Registrierungsmodus gibt der Benutzer vier Punktkorrespondenzen zwischen den Scans vor. Dies ist dann nötig, wenn einzelne Scans nur einen geringen Überdeckungsbereich aufweisen oder aber sehr stark voneinander abweichen. Nach der Registrierung liegen korrespondierende Gesichtsbereiche der Scans übereinander. Die registrierten Scans können nun zur Schwellungsvermessung verwendet werden. Dazu gibt der Benutzer initial eine Schwellungsregion vor, indem er mit der Maus auf die zu vermessende Schwellung klickt. Anschließend ordnet er die Schwellung einer Messreihe zu. Das von den Scans eingeschlossene Volumen wird nun automatisch bestimmt und vermessen. TurgorLab kann beliebig viele Messreihen und Schwellungsregionen unabhängig voneinander verwalten und eignet sich damit auch für umfangreiche Studien. Performance und Messgenauigkeit Der gesamte Prozess der Registrierung und volumetrischen Vermessung erfolgt in TurgorLab voll interaktiv. Interaktive Antwortzeiten sind aufgrund der hohen Anzahl von Messpunkten, typischerweise mehrere zehntausend Messpunkte pro Scan, nur mit speziellen Datenstrukturen, wie zum Beispiel KD-Bäumen und Halbkanten-Repräsentationen zu realisieren. Hierdurch lassen sich zum Beispiel benachbarte Messpunkte in und zwischen den Scans sehr schnell finden; Informationen, die für die Registrierung und volumetrische Vermessung benötigt werden. Zur schnellen paarweisen Registrierung von Scans wurde eine heuristische Variante des Iterative Closest Point Verfahrens entwickelt, welches die schnelle und zuverlässige Registrierung auf Basis nur weniger Punktkorrespondenzen erlaubt. Das vorgestellte System erzielt Messergebnisse mit einem systematischen Messfehler von rund fünf Prozent. Damit stellt es eine zuverlässige, objektive und günstige Alternative zu traditionellen Evaluierungsverfahren im zahnmedizinischen Umfeld bereit. Datenbankansicht Ansicht der Messergebnisse TurgorLab This article describes TurgorLab, an inexpensive system for non-contact measurement of facial turgors in a dentistry setting. The system is dedicated to the volumetric measurement and documentation of therapy and healing pro - cesses after dental surgeries. TurgorLab is based on a standard structured light scanner, which is utilized to acquire 3D measurements of a patients face. A sequence of scans, for example acquired over a postsurgical period, serves as the input source for volumetric reconstructions and measurements of facial turgor volumes. These measurements document the healing process. 38

55 SchaVIS 3D Visualisierung für die Schadensprävention bei Hochwasser Extreme Hochwasserereignisse sind in den letzten Jahrzehnten stark in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt nicht verwunderlich bei der Größenordnung der vom Hochwasser verursachten Personen-, Sach- und Ernteschäden. Die Hoffnung aus bislang gewonnenen Erfahrungen Maßnahmen zur Schadensminderung für die Zukunft abzuleiten, wird nicht immer erfüllt. Es ist der Hochwasserbetroffene selbst, der hier eine hohe Verantwortung übernehmen muss in der Bauvorsorge, in der Verhaltensvorsorge und in der Risikovorsorge. Um Hochwasserbetroffene dafür zu sensibilisieren, bedarf es einer Aufklärungs - arbeit. Dabei bieten Visualisierungen ein wirkungsvolles Medium, da sie es erlauben, auf besonders anschauliche und für Nicht-Experten verständliche Weise wichtige Informationen und Einsichten in der Hochwasserthematik zu vermitteln. SchaVIS ist ein Computerprogramm, das ähnlich einem Computerspiel das Begehen und Einrichten eines Hauses auf ein - fache Art und Weise erlaubt nach dem Einrichten wird das Haus dann geflutet. Dazu können auch reale Hochwasser - szenarien simuliert werden. Das Programm errechnet und visualisiert den entstandenen Schaden. Es erlaubt auch den Vergleich unterschiedlich eingerichteter Häuser. Damit können von Experten wertvolle Hinweise an Laien gegeben werden, wie man richtig Vorsorge für Hochwasser - ereignisse trifft. SchaVIS unterstützt die Aufklärungsarbeit durch eine besonders einfach verständliche und eingängige Illustration. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences Dipl.-Inform. (FH) Matthias Heckmann Dipl.-Inform. (FH) Benjamin Reppmann Prof. Dr. Ralf Dörner Visualisierungslabor, FB Design Informatik Medien, FH Wiesbaden Dipl.-Ing. (FH) Sonja Tuxhorn Prof. Dr. Ernesto Ruiz Rodriguez Wasserbaulabor, FB Architektur u. Bauingenieurwesen, FH Wiesbaden in Kooperation mit dem Landesamt für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht des Landes Rheinland-Pfalz Kontakt: 39

56 Das Projekt wurde als interdisziplinäres Forschungsprojekt von Seiten der Informatik (graphische und programmtechnische Umsetzung) und des Bauingenieurwesens (fachliche Expertise) an der FH Wiesbaden realisiert im Auftrag des rheinlandpfälzischen Landesamtes für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht. SchaVIS zeigt das Potential, Computer Game Technologie auf reale Problemstellungen anzuwenden und damit Serious Games, Spiele für ernsthafte Anwendungen, zu konzipieren. Dabei konnten im Projekt Best Practices für die Besonderheiten bei der Erstellung von Serious Games ergründet werden. So erwies sich beispielsweise die in Computerspielen etablierte Form der Navigation durch eine 3D Szene für die typischen Anwender von SchaVIS als zu schwierig zu bedienen, so dass Innovationen im Bereich der Mensch- Maschine-Schnittstelle notwendig waren. Auch ein geeigneter Autorenprozess, unterstützt von visuellen Autorenwerkzeugen, musste erarbeitet werden zum einen, um die Fachexpertise effizient einzubeziehen, zum anderen um mit dem im Vergleich zu Produktionen im Entertainment Bereich deutlich geringerem Budget dennoch ein Produkt zu erschaffen, das der in den letzten Jahren gestiegenen Erwartungshaltung von Auftraggebern und Endanwendern an 3D Visualisierungen gerecht wird. Ein Beispielhaus kann frei eingerichtet werden in der Bibliothek der Möbelstücke sind auch deren Schadens - funktionen hinterlegt, um eine realistische Berechnung des Gesamtschadens zu erreichen. SchaVIS SchaVIS is the result of an interdisciplinary effort of computer scientists and hydraulic engineers: it resembles a 3D computer game where one can interactively explore a house and furnish it. A distinctive feature is that the house can also be flooded SchaVIS visualizes the results of the flooding and calculates the amount of damage inflicted. Thus, this 3D visualization and simulation system is able to vividly illustrate the effects of flooding and to depict the benefits of flood prevention measures. SchaVIS supports governmental campaigns to educate home owners how they can prepare themselves in order to minimize flood damages. As such, it is an example for successfully applying game technology to serious problems. The SchaVIS project provides best practices for the human-computer-interaction of a serious game as well as an authoring process based on visual tools that allows to produce an application even within the limits of a comparatively small budget while still meeting the expectations of the customers. 40

57 Opensource Framework für Telematikapplikationen XCSI XCSI XCSI Configuration Files Compiler CSI (PSI Proxy) Server Code CSI Generator Compiler CSI (PSI Proxy) Client Code Die Verbreitung von mobilen elektro ni - schen Endgeräten, wie zum Beispiel per - sönliche Navigationsgeräte, Handhelds oder Handys, hat rasant zugenommen. Ein Großteil dieser Geräte kann mithilfe von Lokalisierungstechnologien laufend die aktuelle geographische Position bestimmen. Laut Branchenverband BITKOM sind im Jahr 2008 in Deutschland schätzungsweise allein 4,8 Millionen Navigations - geräte verkauft worden. Aufbauend auf der Positionsangabe können den Nutzern dieser Geräte nun über Internetserver Tele matikdienste angeboten werden, wie zum Beispiel die Bereitstellung von neuem Kartenmaterial, Hotelreservierungs - systeme, Informationen zu Verkehrs- und Wetterbedingungen, Hinweise auf wichtige Points of Interest wie Hotels und Restaurants oder auch Sehenswürdigkeiten. Telematikportale werden zumeist von den Herstellern oder Vertreibern der mobilen Geräte in kommerzieller Form angeboten. Das Exponat stellt das Opensource Framework CSI 2.0 vor, welches eine frei verfügbare Entwicklungsumgebung bereitstellt, die das Kommunikationsprotokoll zur Dienstebereitstellung realisiert und die weiterhin eine automa - tische Generierung der zur Datenüber - tragung notwendigen SW-Bibliotheken ermöglicht. Die generierten Bibliotheken können dann auf beiden Kommunikationspartnern installiert werden: im mobilen Endgerät und auf dem Telematikserver. Der tatsächlich verwendete Kommunikationsweg ist dabei beliebig anpassbar und kann außer dem klassischen HTTP zum Beispiel auch WAP, IP, Bluetooth oder SMS sein. Das CSI 2.0-Framework steht als Plugin für die in der OpenSource- Gemeinde sehr weit verbreitete Entwicklungsumgebung Eclipse zur Verfügung. In Kooperation mit Prof. Dr.-Ing. Grit Behrens, Fachhochschule Wiesbaden Fachbereich Design Informatik Medien Kurt-Schumacher-Ring 18, Wiesbaden T , F CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences 41

58 Das Exponat entstand im Rahmen einer Kooperationsarbeit zwischen der Fachhochschule Wiesbaden und der Firma Harman / Becker Automotive Systems GmbH. Das ursprünglich konkret für die Automobilbranche entwickelte Kommunikationsprotokoll CSI fand so den Weg in die Opensource Softwareentwicklung von Telematikdiensten. Unter Nutzung des komfortablen Frameworks und unter Einbíndung von frei verfügbaren Straßenkarten wie zum Beispiel Open Street Map können nun auch kleinere und private Anbieter Telematikdienste schnell und unkompliziert entwickeln und ihren Nutzern zur Verfügung stellen. Das Exponat umfasst eine frei ver - fügbare Referenzimplementierung zum Framework jeweils für den Server und den Client. Implementiert wurden POI- Services mit der Möglichkeit einer Umkreissuche auf einer Beispieldatenbank und einer Visualisierung auf der Open Street Map, eine Darstellung von TPEG-Daten mit aktuellen ortsbezogenen Informationen zu Wetter- und Verkehrsbedingungen sowie einige Funktionalitäten zur Administration der mobilen Endgeräte. Das Endgerät wurde als Simulation realisiert und demonstriert Beispielapplikationen zur Positionsabfrage, zur Registrierung und Anmeldung am Server und zur Übertragung des aktuellen Navi - gationsstatus. Es bezieht weiterhin vom Server POI s und aktuelle Informationen zu Wetter, Nachrichten und Verkehr. Client (Device) Server (Internet, HDD, DVD, ) Generated Code CSI Controller GPRS / UMTS / Bluetooth / Generated Code CSI Controller What is CSI? a Possibility for data exchange between device and server a Realizes Location Based Services (LBS) a Independent from bearer (HTTP, IP, SMS, Bluetooth, USB, ) a Usecases defined by server (easy change and enhancement) a Complex use cases realized by several simple use cases a Binary data exchange causes small package size a Code generated Services on both sides (robustness on device and server) a Encryption possible (Channel encryption, data encryption) a Supports Multimessages for reducing communication overhead. 42

59 IfS-SportCasts Videopodcasting in der Sportwissenschaft Der Sport ist längst im World Wide Web angekommen und zählt in diversen Ausprägungsformen zu den von unterschiedlichen Nutzergruppen nachgefragten Angeboten. Neben der Sportbericht - erstattung im Internet, den Websites von Sportvereinen, Sportartikelherstellern und Fanszenen sowie dem Online-Gaming gehören inzwischen auch sportbezogene Beratungs- und Bildungsangebote ganz selbstverständlich zur Inhaltspalette. Gerade mit Blickrichtung auf die oft exponierten Handlungsräume im Sport von der Skipiste über das Badminton- oder Fußballfeld bis zum Skaterpark eröffnen Web 2.0-Anwendungen wie Weblogs, Wikis und das Podcasting neuartige Möglichkeiten für die Entwicklung spezifischer Lehr-Lernmaterialien. So lassen sich beispielsweise Podcasts zu bestimmten Fußballtechniken und -taktiken beim Vermittlungsprozess direkt auf dem Rasen einsetzen, Skifahrer können auf der Fahrt im Lift noch einmal per ipod oder iphone ihre Kurventechnik studieren und ein Gesundheitssportkurs kann das Training durch gezielt entwickelte Medienangebote unterstützen. Ausgezeichnet mit dem CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Dr. Marco Danisch, Prof. Dr. Jürgen Schwier, Justus-Liebig-Universität Gießen Institut für Sportwissenschaft Kugelberg 62, Gießen T , F

60 Da derartige Formen des SportPodcastings bislang nur vereinzelt existieren, besteht eine Aufgabe dieses Projektes in der Produktion von Podcasts zu unterschiedlichen Sportarten und sport wissenschaftlichen Fachdisziplinen. Diese werden über den dafür entwickelten Weblog IfS- SportCasts (www.uni-giessen.de/ifs-sportcasts) kostenlos zur Verfügung gestellt. Eine weitere Aufgabe wird darin gesehen, die Studierenden sportwissenschaftlicher Studiengänge beim Aufbau einer hin - reichenden Medienkompetenz zu unterstützen, die ihnen zukünftig auch die eigenständige Produktion entsprechender Web 2.0-Anwendungen ermöglicht. Grundsätzlich ist wohl in kaum einem anderen Fach eine so unmittelbare Vernetzung von theoretischem Wissen und körperlich-praktischer Ausübung zu beobachten. Dies gilt insbesondere für die sportwissenschaftliche Ausbildung an der Universität, in der die Studierenden den Unterricht zur perspektivischen Berufsvorbereitung mitgestalten. Die dazu gehörige didaktisch-methodisch Planung und Verknüpfung von Übungen, Spielformen sowie deren praktische Abbildung einschließlich des Feedbacks aller Beteiligten wird erst in der visuellen, mehrdimensionalen Wirklichkeit deutlich. Zur Nachhaltigkeitssicherung solcher good practice stellen Web 2.0-Anwendungen wie das Videopodcasting damit ein ideales Feld dar. Als übergeordnete Zielsetzung des Projektes ist schließlich eine ebenso nachhaltige Integration von SportPodcasts in den gesamten Bildungskontext des Sports vorgesehen. Aus der curricularen Ver ankerung innerhalb der hoch - schuldidak tischen Ausbildung lässt sich ein hoher Multiplikationsfaktor für den breiten und pädagogisch angemessenen Einsatz des Podcastings im gesamten Bildungs bereich entwickeln, von dem neben Schulen auch andere Institutionen wie gesundheitsbezogene Einrichtungen, kommerzielle Sportanbieter und Sportvereine langfristig profitieren können. Projektpartner: hessen» multimediainitiative hessen IfS-SportCasts Videopodcasting in Sports Science The integration of Web 2.0-Applications for sports provides multiple op portunities for creating high level educational material like Videopodcasts. Therefore the main objective of this researchproject is the production and free distribution of mobile Media for sports interested Students, Teachers, Coaches in any kind of educational Institution. 44

61 Die Brennstoffzelle eine Komponente in der sicheren Stromversorgung Projektpartner: Konventionelle unterbrechungsfreie Strom versorgungen (USV) sind unter anderem in der Lage, Netzausfälle zu überbrücken. Wenn in Katastrophenfällen die Stromversorgung durch Zerstörung der Infrastruktur über längere Zeit unterbrochen ist und eine Versorgung auf jeden Fall gewährleistet sein muss, ist es sinnvoll, eine weitere Energiequelle mit hohem Energie inhalt in die USV-Anlage zu integrieren. Hierfür bietet sich die Brennstoffzelle an. Überall dort, wo durch den Verlust an Informationen bzw. durch die Unterbrechung des Informationsflusses Menschenleben gefährdet sind oder materielle Schäden entstehen können, werden die Informationssysteme mit unterbrechungsfreien Stromversorgungen ausgerüstet. Außerdem sind alle Kommunikationssysteme mit USV-Anlagen ausgestattet, die dem Datenaustausch in Verkehrsleitsystemen zur Aufrechterhaltung des Verkehrsflusses und der Verkehrssicherheit dienen. Dies gilt insbesondere für den Luftverkehr, den Schienenverkehr, den Individualverkehr und den Schiffsverkehr. Ein weiteres Anwendungsgebiet von USV- Anlagen liegt in der Industrie. So werden Leitsysteme technischer Anlagen ebenfalls mit USV-Anlagen ausgestattet, damit im Falle einer Netzstörung alle Daten gesichert und der Prozess gezielt in einen stabilen Zustand gefahren werden kann. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Dipl.-Ing Michael Kröning Fachhochschule Gießen-Friedberg Wiesenstraße 14, Gießen T , F , RAU-Stromversorgungen GmbH Zum Wartberg 7, D Nidda T , F -208, 45

62 Konventionell aufgebaute USV-Anlagen verfügen zur Überbrückung von Netzausfällen über eine Pufferbatterie, deren Energieinhalt begrenzt ist. Diese übernimmt für die Zeit des Netzausfalls die Versorgung der angeschlossenen Verbraucher. Kommt es jedoch durch Zerstörung der Infrastruktur oder durch Witterungseinflüsse zu längeren Netzausfällen, können diese konventionellen USV-Anlagen noch zusätzlich mit einer Brennstoffzelle ausgestattet werden. Kernstück des Systems ist die Steuereinheit M7D. Diese steuert und überwacht die korrekten Abläufe im System. Zusätzlich überwacht sie den Betrieb und den Zustand der einzelnen Komponenten. Dadurch wird die Betriebssicherheit wesentlich erhöht. Die Firma RAU-Stromversorgung GmbH mit Sitz in Nidda hat gemeinsam mit der Fachhochschule Gießen Friedberg und der TransMIT GmbH in Gießen dieses Gerät entwickelt. Das Hessische Wirtschaftsministerium hat diese Entwicklung mit Fördermitteln unterstützt. Die Grafik zeigt das Blockschaltbild einer solchen Anlage. Tritt bei diesen USV-Anlagen ein Netzausfall ein, übernimmt die Batterie zunächst die Versorgung der Verbraucher. Gleichzeitig wird automatisch die Brennstoffzelle angefahren. Wenn diese ihren Betriebszustand erreicht hat, übernimmt sie die Speisung der Verbraucher und lädt die Batterie wieder in den Stand-By-Zustand auf. Die Brennstoffzelle erzeugt die Energie ohne schädliche Emissionen. Bei ihrer Verwendung lassen sich je nach Wasserstoffvorrat längere Netzausfallzeiten überbrücken, und es können Pufferbatterien kleinerer Kapazität verwendet werden. Der Energieträger Wasserstoff kann während des laufenden Betriebs nachgefüllt werden, sodass die Betriebszeit beliebig verlängert wird. Netzversorgung EINGANG Last AUSGANG Batterie Netzladegerät M7D-Steuerung LCD-Anzeige (mit CPU) DC/DC-Wandler Brennstoffzelle NEXA RS 485 Daten-Interface (Gateway) I 2 C-BUS RS 232 PC-Interface Blockschaltbild einer USV mit integrierter Brennstoffzelle Uninterruptible Power Supply (UPS) with a fuel cell module Usual uninterruptible power supplies are able to bridge power failures only for a short time. If the power supply is interrupted for a longer period of time and it is necessary to have a secured power supply, it is sensible to make use of the UPS with a fuel cell module which is a high energy source. 46

63 SiMaKon Die virtuelle Anprobe im Internet SiMaKon stellt eine neu - artige Internet-Anwendung zur virtuellen Anprobe von Bekleidung im Internet dar. Integrierbar in herkömm - liche Online-Shops bietet sie entscheidende Vorteile für Kunden und Versender. SiMaKon Simulation von Maßbekleidung und Konfektion online zur Passformkontrolle Bequem von zuhause aus Bekleidung shoppen gehen, in einem nahezu grenzenlosen Produktangebot stöbern und dabei unabhängig von Öffnungszeiten sein das Internet macht es möglich. Inzwischen für sehr viele Menschen ein attrak tiver Weg, sich einzukleiden: Gemessen am Online-Umsatz steht die Textil- und Schuh- Branche mit deutlichem Abstand an erster Stelle. Doch welche Größe ist bei dem ge - wählten Oberteil die passende? Und harmonieren Farbe, Schnitt und Passform mit dem eigenen Typ? Viele offene Fragen, die Kunden nach wie vor verunsichern und denen die Versender mit großzügigen Rücksendeoptionen begegnen. Auf bis zu 80 % schätzen Experten die Retourenquote, was enorme Kosten verursacht. Die Antwort auf diese Herausforderungen liefert die Virtuelle Anprobe: Kleidung im Online-Shop am eigenen virtuellen Körper anprobieren und verlässlich beurteilen. Praktische Umsetzung Die einzelnen Komponenten, aus denen reale Bekleidung besteht, wie u. a. einzelne Stoffteile, werden im Rechner zu einem dreidimensionalen Kleidungsstück zusammengefügt und dem Avatar, dem virtuellen Abbild des Kunden angezogen. Sowohl Konfektionsware als auch Maßkonfektion wird unterstützt. Um Faltenwurf und textile Oberfläche realistisch darzustellen, werden physikalische Stoffeigenschaften, Schwerkraft und Reibung berücksichtigt. Höchste Detailtreue wird durch die Abbildung von Merkmalen wie Naht fäden, Stoffdicke und Knöpfen gewährleistet. Die aufwändige Berechnung von Beleuchtung und Schattenwurf trägt eben falls zu einem hochwertigen Darstellungsergebnis bei. Die Avatare sind hinsichtlich ihrer Kör - permerkmale anpassbar: Körpermaße und -form, Frisur und Hautfarbe sowie individuelle Gesichtsformen (noch in Arbeit). Neben einer zuverlässigen Passform kontrolle und Beurteilung der Optik der Bekleidung soll so auch sichergestellt werden, dass die Kunden sich mit ihrem virtuellen Ebenbild identifizieren. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Prof. Dr. Karim Khakzar, Rainer Blum, Dominik Rupprecht, Hochschule Fulda, University of Applied Sciences Fachbereich Angewandte Informatik Marquardstraße 35, Fulda, Germany T , F -349, 47

64 Interaktivität und Einkaufserlebnis Nahtlos integriert in beliebige Bekleidungs-Shops kann die 3D-Szene Avatar, vollständiges Outfit mit mehreren Bekleidungsstücken und Hintergrund im Web- Browser betrachtet werden. Die Kunden haben die Möglichkeit, ihr Anprobeergebnis interaktiv aus beliebigen Blickwinkeln zu begutachten und Details zu vergrößern. Einzelne Kleidungsstücke oder bei Maßkonfektion auch Komponenten wie Stoffe oder Krägen können direkt aus dem Produktkatalog heraus ausgetauscht werden. Ein Vergleich verschiedener Kom binationen ist für die Kunden damit sehr einfach durchführbar. Traditionelle Online-Shops lassen mit dieser innovativen Technologie ein völlig neues Einkaufserlebnis für die Kunden entstehen. Kundenakzeptanz im Fokus Im SiMaKon-Projekt findet eine enge Zusammenarbeit der wissenschaftlichen Partner mit Unternehmen aus der Textilbranche statt, um alle relevanten Anforderungen der Praxis zu berücksichtigen. Fortlaufende Benutzertests stellen bereits in der Entwicklungsphase sicher, dass durch umfassende Benutzerfreundlichkeit ein Höchstmaß an Akzeptanz bei den Endkunden erreicht wird. Gefördert vom Kooperationspartner: SiMaKon Virtual Try-On on the Internet With the textile and shoe sector showing the highest Internet turnover by now, online shopping is obviously an attractive way for people to buy garments. But which size will fit best? And do color, cut and silhouette match one s appearance? These issues still discourage potential customers. Online retailers counteract by offering return options, resulting in high reshipment quotes and enormous costs. The SiMaKon virtual try-on system addresses these challenges: Trying on and reliably appraising clothing in online shops with the help of individual virtual bodies. Practical Implementation a Virtual garment construction and sew ing with real garment data, e.g. patterns a Made-to-measure and ready-made clothing a Realistic simulation of the garment drape and the cloth surface a Representation of subtle details, e.g. sewing threads and knobs, as well as high-quality lighting and shading a Individual avatars (virtual human bodies) with configurable body measurements, hair style, skin tone and face characteristics (work in progress) Interactivity and Shopping Experience a Interactive 3D content shown in the Web browser: avatar, complete clothing outfit and background scenery a Change perspective interactively and zoom into details a Swap pieces of clothing or made-tomeasure garment components directly from the product catalogue for easy comparison Focus on Customer Acceptance The scientific partners of the SiMaKon project closely cooperate with companies of the textile business in order to take into account all relevant requirements. Continuous tests with users throughout the development phases ensure maximum customer acceptance through comprehensive usability. 48

65 Terrain ohne Grenzen Die nächste Generation der Terrain Algorithmen Flexibel, skalierbar und performant! CLODDY ist die Zukunft der Terrain- Visualisierungs-Algorithmen! Mit dieser neuartigen und innovativen Technologie ist es erstmals möglich, riesige Ober - flächen und sogar ganze Planeten problemlos in Echtzeit darzustellen flexibel, skalierbar und performant! Wir leben in einer Zeit, in der 3D- Echtzeitanwendungen wie zum Beispiel Computerspiele oder Navigationsgeräte immer realistischer und komplexer werden. Mittlerweile versteht es sich von selbst, dass Computer in Echtzeit Grafikausgaben erzeugen können, die in der Tat fotorealistisch sind. Trotz aktueller technologischer Mittel und schneller Hardware geraten Projekte aber immer wieder an bestimmte Grenzen des Machbaren. Prozedurale Verfahren überzeugen zwar auf den ersten Blick, jedoch ist eigenständiges Design auf diesen Terrains nur er - schwert möglich, wodurch sie bei Anwendungen wie Spielen in der Regel nicht eingesetzt werden. Auch bekannte Verfahren wie SOAR oder ROAM bieten aufgrund ihrer Komplexität und hoher Rechenlast wenig Flexibilität und sind zudem in ihrer Skalierbarkeit und Performanz stark be - grenzt. Selbst die in Videospielen oft eingesetzten Standard-Verfahren stoßen bei der Aufgabe, detaillierte Landschaften darzustellen, an ihre Grenzen die Videospiele müssen dadurch auf innovatives Game-Design verzichten. Die Firma BiteTheBytes bietet daher eine Middleware an, die es Entwicklern ermöglicht, kosteneffizient und schnell jede beliebige Form von 3D-Terrain zu generieren und zu verwalten ohne Grenzen! Flexibilität: CLODDY lässt sich in jede beliebige Applikation ohne spezielle Vorausetzungen integrieren und beliebig erweitern. Das flexible Design bietet dabei genügend Raum für weitreichende Anpassung; so kann CLODDY selbst für anspruchsvolle Visualisierungen eingesetzt werden. Vorberechnungen oder Konvertierungen von vorhandenen Daten sind dabei nicht zwingend notwendig. Selbst Echtzeitdatenströme oder Änderungen des Terrains zur Laufzeit kann CLODDY sofort visualisieren. Skalierbarkeit: Auf Low-End Geräten wie Mobile Devices lässt sich CLODDY ebenso einsetzen wie auf High-End Geräten wie beispielsweise Next-Gen Konsolen. Die Menge der darzustellenden Daten ist dabei nicht begrenzt. Der Algorithmus verwendet ausschließlich logische Grundoperationen, was ihn zusätzlich plattformunabhängig macht. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Dipl.-Inf. (FH) Matthias Schwinn, Dipl.-Inf. (FH) Stefan Kraus, Dipl.-Inf. (FH) Stephan Jacob, Hochschule Fulda University of Applied Sciences Fachbereich Angewandte Informatik Marquardstraße 35, Fulda 49

66 Performanz: Mit CLODDY wird die volle Leistungsfähigkeit des Endgerätes entfaltet. Geschwindigkeit von CPU, GPU oder Größe des RAMs spielen dabei keine Rolle, da CLODDY sehr ressourcen - schonend arbeitet. Selbst eine Umsetzung in Hardware ist aufgrund des internen Aufbaus der Kernalgorithmen von CLODDY möglich eine Eigenschaft, die andere Verfahren nicht erfüllen können. CLODDY gehört zur Klasse der CLOD- Algorithmen und verwendet Höhenkarten jeglicher Auflösung als Datenquelle, kann aber auch mit Fraktalen Verfahren erweitert oder nur mit diesen betrieben werden. Daraus generiert und verwaltet CLODDY anschließend ein effizientes CLOD-Mesh, welches von der Anwendung frei verwendet und manipuliert werden kann. Stellen sie sich ein Weltraumspiel vor, wo man ohne Unterbrechung vom Weltall auf die Oberflächen von riesigen Planeten fliegen und landen kann. Oder ein Strategiespiel, was nicht auf eine rechteckige kleine Fläche begrenzt ist, sondern auf einem hoch detaillierten Kontinent oder gar Planeten spielt. Auch Terabyte große Geo-Datensätze lassen sich erstmals in Echtzeit betrachten ohne Kompromisse! CLODDY Das Produkt Unser Ziel ist es Ihnen die beste Lösung für Ihr Projekt anzubieten. Deshalb haben wir den CLODDY Kernalgorithmus in einen Kernel gekapselt, der für jede Plattform verfügbar ist. Zusätzlich existieren Schnitt - stellen in verschiedenen Programmiersprachen, die mit beliebigen Grafik-APIs verwendet werden können. Die CLODDY- API verfügt dabei über eine große Anzahl nützlicher Features wie zum Beispiel Kolli - sionserkennung, Terrain-Defor mierung, Pick ing, Texture Mapping uvm. Diese CLODDY-API ist komplett als Quellcode verfügbar, damit sie problemlos erweitert und angepasst werden kann. Darüber hinaus gibt es einige hilfreichetools, die es nicht nur reinen Programmierern ermöglicht, mit CLODDY zu arbeiten. Einsatzgebiete Durch das flexible Design und den modularen Aufbau von CLODDY lässt sich unsere Middleware in vielfältigen Gebieten einsetzen. Anwendungsbereiche wären z. B.: a Videospiele a Navigationsgeräte a Virtual-Globe Anwendungen a Simulationen a Filmindustrie a Luft- und Raumfahrt a Geo-Visualisierung a Meteorologie Cloddy the next generation of terrain algorithms CLODDY is the future of terrain-visualization-algorithms! With this new and innovative technology, it is possible for the first time to render vast landscapes or even whole planets in real-time without any problems flexible, scalable and with high-performance. Flexibility: Integrate CLODDY into any application without any restrictions or preconditions. The flexible design of CLODDY lets you enough space for your own extensions this makes CLODDY perfect even for ambitious visualizations. CLODDY also handles real-time data flow or terrain-deformation during runtime. Scalability:You can run CLODDY on low-end systems like mobile devices just as well as on high-end systems like nextgen consoles. The amount of data is not limited, because the algorithm uses only the currently needed data. High-Performance: The Speed of the CPU or GPU and the size of RAM is does not play a decisive role anymore. CLODDY saves resources. The algorithm uses exclusively basic logical operations, what makes it fast and platform-independent (Even a conversion to hardware is possible with this feature). Imagine a space game in which you can land on dozens of planets without any interruptions. Or what about a strategy game not only on a simple flat map but on an entire high detailed planet? Our aim is to offer you the best solution possible. Therefore we have encapsulated our CLODDY algorithm into a kernel, which is available for any kind of platform. Upon the kernel we have implemented an API which offers a lot of easy to use features for picking, collision detection, terrain deformation, texture mapping etc. This API comes with complete source code, which you can expand on your own, enabling you to fit it into your applications as you wish! 50

67 UML Lab Softwareentwicklungswerkzeug der nächsten Generation fotolia.de, Andres Rodriguez Hintergrund Der Lehrstuhl für Software Engineering an der Universität Kassel erforscht neue Ansätze zur modellbasierten Softwareentwicklung. Unter der Leitung von Prof. Albert Zündorf wurden im Rahmen des Universitäts-übergreifenden Fujaba-Projekts zahlreiche neue Technologien entwickelt und erprobt, wie zum Beispiel a Modellierung von Strukturund Verhaltensanteilen a Debugging auf UML-Ebene a Mehrbenutzerbetrieb a Individuell anpassbare Codegenerierung a Round-Trip Engineering (die nahtlose Integration von Modell und Programmcode) Die Yatta Solutions GmbH setzt die Ergebnisse der Grundlagenforschung in die Praxis um. Ab 2010 wird das innovative Entwicklungswerkzeug UML Lab für Softwareentwickler verfügbar sein und nicht nur die Qualität von Softwareprojekten steigern, sondern auch deren Kosten senken. Modellieren und Programmieren UML-Modellierung und Programmierung können üblicherweise nur, wenn überhaupt, durch Erzeugen von Quellcode kombiniert werden. Diese Verbindung ist meist eine Einbahnstraße: die Textvorlagen (Templates) für die Codegenerierung werden oft eigens für ein Unternehmen oder gar ein Projekt erstellt. Aktuelle Werkzeuge bieten jedoch keine Möglichkeit, bei der Nutzung individuell angepasster Templates auch die Gegenrichtung die Umsetzung von Quellcode in UML-Diagramme zu realisieren. Derzeitige Probleme Dadurch ergeben sich verschiedene Nachteile: die Designdokumente sind nach Änderungen am Quellcode nicht mehr korrekt zusätzlicher Aufwand ist nötig, um das Modell aktuell zu halten, Verhalten muss weiterhin von Hand implementiert werden, oder bewährte Werkzeuge (z.b. Refactorings) sind auf dem Code nicht mehr einsetzbar, wenn der generierte Anteil des Codes nicht verändert werden darf. Unsere Lösung Unsere spezielle Reverse Engineering Technik erlaubt es, dieselben Textvorlagen sowohl für das Generieren von Quellcode als auch für die Rückrichtung zu verwenden. So ist auch mit individuell angepassten Templates umfassendes Round- Trip Engineering möglich. Entwurf und Quelltext werden ständig miteinander abgeglichen. So wird der Medienbruch zwischen Softwareentwurf und realisierung vermieden. Dank kürzerer Entwicklungszeiten und weniger nachträglichem Wartungsaufwand lassen sich die Projektkosten um bis zu 40 % senken. CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Dr. Christian Schneider, T , Prof. Dr. Albert Zündorf, T , Universität Kassel Fachbereich Elektrotechnik / Informatik, Fachgebiet Software Engineering Wilhelmshöher Allee 73, Kassel, Yatta Solutions GmbH Ludwig-Erhard-Straße 12, Kassel, 51

68 Freiheit in der Codegenerierung Für die Umsetzung von Designkonzepten haben sich für verschiedene Zielsprachen und Plattformen bereits vielfältige Best Practices herausgebildet, etwa zur Implementierung von Zugriffsmethoden, Properties, mengenwertigen Assoziationen, referenzieller Integrität, oder Mehrfachvererbung. Dennoch bringen existierende CASE-Tools und Codegeneratoren keine Templatebibliotheken mit, die diese Standardverfahren unterstützen. Unsere Lösung beinhaltet bereits diverse (individuell anpassbare) Codevorlagen für verschiedene Implementierungs-Stile. Verhaltensanteile Codegenerierung ist in den meisten Fällen auf strukturelle Features (Klassendiagramme) limitiert. Mit existierenden CASE-Tools ist es nicht möglich, sowohl Struktur als auch Verhalten eines Softwaresystem in Quellcode zu übersetzen oder überhaupt zu modellieren. Mit Story Driven Modeling ermöglichen wir es, sowohl Testcode als auch Code für Applikationslogik zu generieren. Aktivitätsdiagramme und Zustandsdiagramme werden mit Objektdiagrammen kombiniert, um Szenarien und Verhalten zu beschreiben. Patrick Oppermann UML Lab next-generation software engineering tool Background: The Software Engineering Research Group at the University of Kassel is investigating new approaches to model-based software development. Under the leadership of Prof. Albert Zündorf, numerous new technologies and concepts have been researched and tested in the inter-university Fujaba project, for example a modelling of structure and behaviour a UML-level debugging a multi-user support a highly configurable code generation a round-trip engineering (seamless integration of model and program code) Yatta Solutions GmbH is now putting the results of this basic research into practice. Their innovative development tool UML Lab will be available for software engineers in It will not only increase the quality of software projects, but also reduce project costs. Modelling and programming: Modelling and programming can usually be combined, if at all, only by generating source code. But this is mostly a one-way-connection code generation templates are usually created specifically for a single company, or even a single project. When specifically tailored templates are used, none of the tools at present available are able to go into reverse automatically, i.e. they cannot translate the source code back into UML diagrams. Current Problems: This leads to several disadvantages: design documents become outdated if the source code is modified additional effort is required to keep the model updated, behavioural features must continue to be implemented manually, or well-proven tools (such as refactorings) can no longer be used on the code if no alterations to the generated part of the code are allowed. Our solution: With the aid of our innovative reverse engineering technology, developers can use the same templates for both code generation and reverse engineering. In this way, comprehensive round-trip engineering becomes possible, even with specifically tailored templates. Design and source code are continuously synchronised, thus overcoming the barrier between software design and realisation. Shorter development cycles and reduced follow-up maintenance yield project cost savings of up to 40%. Freedom in code generation: For the implementation of design concepts, various best practices have evolved for different target languages and platforms, e.g. for implementing accessor methods, properties, set-valued associations, referential integrity or multiple inheritance. Nevertheless, existing CASE tools and code generators do not include template libraries which support these standard concepts. Our solution already includes several (individually configurable) code templates for different implementation styles. Behavioural features: Code generation is limited in most cases to structural features (i.e. class diagrams). With existing CASE tools it is not possible to translate both the structure and the behaviour of a software system into source code. With our Story Driven Modelling it becomes possible to generate code for both test code and application logic. Activity diagrams and statechart diagrams are combined with object diagrams to describe scenarios and behaviour. 52

69 JASON 2 Nach Jason (griech. Ιάσων) einem der Helden der griechi schen Sagenwelt (Führer der Argonauten) ist eine Reihe von ozeanograpischen Satelliten benannt worden. JASON2 Ansicht von Jason 2 (Quelle: NOAA) Vorhersage des Seegangs (Quelle: DWD) Am 20. Juni 2008 wurde Jason 2 (auch als OCTM Ocean Surface Topography Mission bezeichnet) von Vandenberg / USA in eine 1340 km hohe Umlaufbahn um die Erde gestartet. Jason 2 wurde gemeinsam von CNES (Centre National d Etudes Spatiales) und NOAA entwickelt und von der NASA gestartet. EUMETSAT empfängt die Daten und stellt aufbereitete Daten und Produkte von Jason 2 den Nutzern zur Verfügung. Die wichtigste Aufgabe von Jason 2 ist die exakte Bestimmung der Meeres spiegelhöhe. Diese wird benötigt für die globale Vorhersage und für die Langzeitbeobachtungen von Meeresströmungen, Wellengang und -höhe und daraus abgeleitet der Windgeschwindig keit an der Meeresoberfläche. Darüber hinaus sind die Jason-Daten wichtig zur Erfassung der Auswirkungen des Klimawandels, der die Eismassen abschmelzen und den Meeresspiegel ansteigen lässt. Jason 2 setzt damit eine erfolgreiche Serie von ozeanographischen Satelliten fort, die mit TOPEX / Poseidon (1992) und Jason 1 (2001) begann und mit weiteren Satelliten fortgesetzt werden wird und so die Erstellung langer Zeitreihen von ozeanographischen, klimarelevanten Daten ermöglicht. Die Nutzlast von Jason 2 besteht aus dem Höhenmessradar (Altimeter) Poseidon, dem Jason Microwave Radio meter (JMR) zur Bestimmung des Was ser dampfes in der Atmosphäre, mit dessen Hilfe die Höhenmessungen korri giert werden, und zur exakten Positionsbestimmung das Doppler Orbtiography and Radiopositioning Integrated by Satellite (DORIS), den GPS-Empfänger Black Jack und einen Laserreflektor. Mit Hilfe der Instrumente an Bord ist eine präzise Vermessung des Meeresspiegels mit einer Genauigkeit von kleiner als 4 cm möglich. Nahezu 71 % der Oberfläche der Erde sind von Ozeanen bedeckt, rund zwei - drittel der Weltbevölkerung leben maximal 60 km von den Meeresküsten entfernt und die Hälfte der Städte mit mehr als einer Million Einwohner befinden sich in der Nähe von Flußmündungen. Ozeane sind eine der größten Quellen für Nahrungs mittel sowie ein wichtiger Transport - weg für den internationalen Güteraustausch. Änderung der globalen Meeresspiegelhöhe seit 1992 Quelle: CeBIT 2009 Halle 9, Stand C22 Deutscher Wetterdienst Dipl.-Met. Jörg Asmus, Deutscher Wetterdienst Postfach , Offenbach am Main Telefon , Telefax

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