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To train end users how to interact with digital systems is indispensable to ensure a strong computer security. 'Competence Developing Game'-based approaches are particularly suitable for this purpose because of their motivation-and simulation-aspects. In this paper the Competence Developing Game 'GHOST' for cybersecurity awareness trainings and its underlying patterns are described. Accordingly, requirements for an 'Competence Developing Game' based training are discussed. Based on these requirements it is shown how a game can fulfill these requirements. A supplementary game interaction design and a corresponding evaluation study is shown. The combination of training requirements and interaction design is used to create a 'Competence Developing Game'-based training concept. A part of these concept is implemented into a playable prototype that serves around one hour of play respectively training time. This prototype is used to perform an evaluation of the game and training aspects of the awareness training. Thereby, the quality of the game aspect and the effectiveness of the training aspect are shown.
The integration of sensors is one of the major tasks in embedded, control and “internet of things” (IoT) applications. For the integration mainly digital interfaces are used, starting from rather simple pulse-width modulation (PWM) interface to more complex interfaces like CAN (Controller Area Network). Even though these interfaces are tethered by definition, a wireless realization is highly welcome in many applications to reduce cable and connector cost, increase the flexibility and realize new emerging applications like wireless control systems. Currently used wireless solutions like Bluetooth, WirelessHART or IO-Link Wireless use dedicated communication standards and corresponding higher protocol layers to realize the wireless communication. Due to the complexity of the communication and the protocol handling, additional latency and jitter are introduced to the data communication that can meet the requirements for many applications. Even though tunnelling of other bus data like CAN data is generally also possible the latency and jitter prevent the tunnelling from being transparent for the bus system. Therefore a new basic technology based on dual-mode radio is used to realize a wireless communication on the physical layer only, enabling a reliable and real-time data transfer. As this system operates on the physical layer it is independent of any higher layers of the OSI (open systems interconnection) model. Hence it can be used for several different communication systems to replace the tethered physical layer. A prototype is developed and tested for real-time wireless PWM, SENT (single-edge nibble transmission) and CAN data transfer with very low latency and jitter.
Thermal and Optical Study on the Frequency Dependence of an Atmospheric Microwave Argon Plasma Jet
(2019)
Im Rahmen der Digitalisierung ist die zunehmende Automatisierung von bisher manuellen Prozessschritten ein Aspekt, der massive Auswirkungen auf die zukünftige Arbeitswelt haben wird. In diesem Kontext werden an den Einsatz von Softwarerobotern zur Prozessautomatisierung hohe Erwartungen geknüpft. Bei den Implementierungsansätzen wird die Diskussion aktuell insbesondere durch Robotic Process Automation (RPA) und Chatbots geprägt. Beide Ansätze verfolgen das gemeinsame Ziel einer 1:1-Automatisierung von menschlichen Handlungen und dadurch ein direktes Ersetzen von Mitarbeitern durch Maschinen. Bei RPA werden Prozesse durch Softwareroboter erlernt und automatisiert ausgeführt. Dabei emulieren RPA-Roboter die Eingaben auf der bestehenden Präsentationsschicht, so dass keine Änderungen an vorhandenen Anwendungssystemen notwendig sind. Am Markt werden bereits unterschiedliche RPA-Lösungen als Softwareprodukte angeboten. Durch Chatbots werden Ein- und Ausgaben von Anwendungssystemen über natürliche Sprache realisiert. Dadurch ist die Automatisierung von unternehmensexterner Kommunikation (z. B. mit Kunden) aber auch von unternehmensinternen Assistenztätigkeiten möglich. Der Beitrag diskutiert die Auswirkungen von Softwarerobotern auf die Arbeitswelt anhand von Anwendungsbeispielen und erläutert die unternehmensindividuelle Entscheidung über den Einsatz von Softwarerobotern anhand von Effektivitäts- und Effizienzzielen.
Safety of subjects during radiofrequency exposure in ultra-high-field magnetic resonance imaging
(2020)
Magnetic resonance imaging (MRI) is one of the most important medical imaging techniques. Since the introduction of MRI in the mid-1980s, there has been a continuous trend toward higher static magnetic fields to obtain i.a. a higher signal-to-noise ratio. The step toward ultra-high-field (UHF) MRI at 7 Tesla and higher, however, creates several challenges regarding the homogeneity of the spin excitation RF transmit field and the RF exposure of the subject. In UHF MRI systems, the wavelength of the RF field is in the range of the diameter of the human body, which can result in inhomogeneous spin excitation and local SAR hotspots. To optimize the homogeneity in a region of interest, UHF MRI systems use parallel transmit systems with multiple transmit antennas and time-dependent modulation of the RF signal in the individual transmit channels. Furthermore, SAR increases with increasing field strength, while the SAR limits remain unchanged. Two different approaches to generate the RF transmit field in UHF systems using antenna arrays close and remote to the body are investigated in this letter. Achievable imaging performance is evaluated compared to typical clinical RF transmit systems at lower field strength. The evaluation has been performed under consideration of RF exposure based on local SAR and tissue temperature. Furthermore, results for thermal dose as an alternative RF exposure metric are presented.
Cyberspace is "the environment formed by physical and non-physical components to store, modify, and exchange data using computer networks" (NATO CCDCOE). Beyond that, it is an environment where people interact. IT attacks are hostile, non-cooperative interactions that can be described with conflict theory. Applying conflict theory to IT security leads to different objectives for end-user education, requiring different formats like agency-based competence developing games.
Am Beispiel der Telekommunikationsindustrie zeigt der Beitrag eine konkrete Ausgestaltung anwendungsorientierter Forschung, die sowohl für die Praxis als auch für die Wissenschaft nutzen- und erkenntnisbringend ist. Forschungsgegenstand sind die Referenzmodelle des Industriegremiums TM Forum, die von vielen Telekommunikationsunternehmen zur Transformation ihrer Strukturen und Systeme genutzt werden. Es wird die langjährige Forschungstätigkeit bei der Weiterentwicklung und Anwendung dieser Referenzmodelle beschrieben. Dabei wird ein konsequent gestaltungsorientierter Forschungsansatz verfolgt. Das Zusammenspiel aus kontinuierlicher Weiterentwicklung in Zusammenarbeit mit einem Industriegremium und der Anwendung in vielfältigen Praxisprojekten führt zu einer erfolgreichen Symbiose aus praktischer Nutzengenerierung sowie wissenschaftlichem Erkenntnisgewinn. Der Beitrag stellt den gewählten Forschungsansatz anhand konkreter Beispiele vor. Darauf basierend werden Empfehlungen und Herausforderungen für eine gestaltungs- und praxisorientierte Forschung diskutiert.
Die Durchführung einer systematischen Literaturrecherche ist eine zentrale Kompetenz wissenschaftlichen Arbeitens und bildet daher einen festen Ausbildungsbestandteil von Bachelor- und Masterstudiengängen. In entsprechenden Lehrveranstaltungen werden Studierende zwar mit den grundlegenden Hilfsmitteln zur Suche und Verwaltung von Literatur vertraut gemacht, allerdings werden die Potenziale textanalytischer Methoden und Anwendungssysteme (Text Mining, Text Analytics) dabei zumeist nicht abgedeckt. Folglich werden Datenkompetenzen, die zur systemgestützten Analyse und Erschließung von Literaturdaten erforderlich sind, nicht hinreichend ausgeprägt. Um diese Kompetenzlücke zu adressieren, ist an der Hochschule Osnabrück eine Lehrveranstaltung konzipiert und projektorientiert umgesetzt worden, die sich insbesondere an Studierende wirtschaftswissenschaftlicher Studiengänge richtet. Dieser Beitrag dokumentiert die fachliche sowie technische Ausgestaltung dieser Veranstaltung und zeigt Potenziale für die künftige Weiterentwicklung auf.
Objective
In local SAR compression algorithms, the overestimation is generally not linearly dependent on actual local SAR. This can lead to large relative overestimation at low actual SAR values, unnecessarily constraining transmit array performance.
Method
Two strategies are proposed to reduce maximum relative overestimation for a given number of VOPs. The first strategy uses an overestimation matrix that roughly approximates actual local SAR; the second strategy uses a small set of pre-calculated VOPs as the overestimation term for the compression.
Result
Comparison with a previous method shows that for a given maximum relative overestimation the number of VOPs can be reduced by around 20% at the cost of a higher absolute overestimation at high actual local SAR values.
Conclusion
The proposed strategies outperform a previously published strategy and can improve the SAR compression where maximum relative overestimation constrains the performance of parallel transmission.
The application of mathematical optimization methods for water supply system design and operation provides the capacity to increase the energy efficiency and to lower the investment costs considerably. We present a system approach for the optimal design and operation of pumping systems in real-world high-rise buildings that is based on the usage of mixed-integer nonlinear and mixed-integer linear modeling approaches. In addition, we consider different booster station topologies, i.e. parallel and series-parallel central booster stations as well as decentral booster stations. To confirm the validity of the underlying optimization models with real-world system behavior, we additionally present validation results based on experiments conducted on a modularly constructed pumping test rig. Within the models we consider layout and control decisions for different load scenarios, leading to a Deterministic Equivalent of a two-stage stochastic optimization program. We use a piecewise linearization as well as a piecewise relaxation of the pumps’ characteristics to derive mixed-integer linear models. Besides the solution with off-the-shelf solvers, we present a problem specific exact solving algorithm to improve the computation time. Focusing on the efficient exploration of the solution space, we divide the problem into smaller subproblems, which partly can be cut off in the solution process. Furthermore, we discuss the performance and applicability of the solution approaches for real buildings and analyze the technical aspects of the solutions from an engineer’s point of view, keeping in mind the economically important trade-off between investment and operation costs.
Die NATO definiert den Cyberspace als die "Umgebung, die durch physische und nicht-physische Bestandteile zum Speichern, Ändern, und Austauschen von Daten mit Hilfe von Computer-Netzwerken" [NATO CCDCOE]. Darüber hinaus ist es ein Medium menschlicher Interaktion. IT Angriffe sind feindselige, nichtkooperative Interaktionen, die mittels Konflikttheorie beschrieben werden können. Durch die Anwendung dieses Gedankengebäudes auf IT Sicherheit von Organisationen können eine Reihe von Verbesserungen in Unternehmen identifiziert werden.