Fakultätskolloquium der Technischen Fakultät im SS 2014

Die Kolloquien an den Instituten für Elektrotechnik und Informationstechnik sowie Materialwissenschaften:

Jeweils montags eine halbe Stunde vor Beginn der Vorträge, also um 16.45 Uhr, werden die Gastredner den Besuchern des Kolloquiums in einer zwanglosen Runde bei einer Tasse Kaffee in der "Eisdiele" (Eingangshalle Geb. D, neben dem "Aquarium") vorgestellt.

Ansprechpartnerin: Claudia Martin (Tel. 0431-8806068) cma@tf.uni-kiel.de

 

Die Kolloquien am Institut für Informatik:

Alle Vorträge finden - soweit nicht anders angegeben - im Raum Ü2/K des Instituts für Informatik (Ludewig-Meyn-Str. 2, Vorbau des Mathematischen Seminars) freitags um 14 Uhr c.t. statt. 45 Minuten vor Vortragsbeginn stehen Tee und Kaffee bereit.

Ansprechpartnerin: Jane Eitzen (Tel. 0431 880-4461)aktuell@informatik.uni-kiel.de

 

Nachfolgend alle Vortragstermine in chronologischer Abfolge:

 

Kolloquiumsvortrag: Prof. Dr. Peter Schneider-Kamp

11.04.2014 von 14:15 bis 15:45

Institut für Informatik, Ludewig-Meyn-Str. 2, Übungsraum 2

Titel: The Quest for Optimal Sorting Networks

 

Abstract:

 

Recent work identifying depth-optimal n-channel sorting networks for n=9 is based on exploiting symmetries of the first two layers. Very recently, an approach based on generating two-layer prefixes modulo symmetries and using encodings to the SAT problem settles depth-optimality for n=13 (and, consequently also for, n=16). However, the naive generate-and-test approach applied there does not scale beyond n=13. This paper revisits the problem of generating two-layer prefixes modulo symmetries. An improved notion of symmetry is provided and a novel technique based on regular languages and graph isomorphism is shown to generate the set of non-symmetric representations. An empirical evaluation demonstrates that the new method outperforms the generate-and-test approach by more than three orders of magnitude for n=13 and easily scales until n=40.

Prof. Dr. M. Hanus

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Kolloquiumsvortrag: Prof. Dr. Patrick A. Naylor, Imperial College London, UK

14.04.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel:

“Signal Processing Techniques for Acoustic Inference and Dereverberation”

 

Abstract: 

The impact of acoustic propagation on speech signals observed at various points in space by microphones can be at the same time both degrading to the signals and useful for spatial awareness.  The degradation is in the form of reverberation. This can have a negative effect on speech quality and can reduce the accuracy of automatic speech recognition. On the other hand, the spatial information observed along with the signal can be used to give spatial awareness of the source and microphone locations relative to the acoustic environment.

 I find these contradictory effects intriguing. In this talk I shall discuss a single channel problem formulation for room geometry inference from the spatial information intrinsic in a room impulse response. Then I shall present some multichannel signal processing approaches to address the problem of reverberation in speech. In general, speech dereverberation can be achieved by first performing multichannel blind estimation of the acoustic propagation channels, and secondly applying a multichannel equalizer corresponding to the inverse of the acoustic system. This approach to dereverberation will be reviewed and some of the practical difficulties highlighted. Current and new approaches for the approximate inversion of the acoustic channel will be described.

 Biography

 Patrick Naylor received the BEng degree in Electronic and Electrical Engineering from the University of Sheffield, U.K., in 1986 and the PhD degree from Imperial College London, U.K., in 1990. Since 1990 he has been a member of academic staff in the Department of Electrical and Electronic Engineering at Imperial College London.

 His research interests are in the areas of speech, audio and acoustic signal processing. He has worked in audio particular on adaptive signal processing and speech processing and has recently produced the first research textbook on dereverberation. Important topics in his work are microphone array signal processing, blind multichannel acoustic system identification and equalization, single and multi-channel speech enhancement and speech production modelling with particular focus on the analysis of the voice source signal. He is a director of the UK Centre for Law Enforcement Audio Research, a government funded centre tasked to undertake advanced research and to support the law enforcement agencies. In addition to his academic research, he enjoys several fruitful links with industry in the UK, USA.

 

 

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmidt

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Antrittsvorlesung: Prof. Dr. Isabella Peters

25.04.2014 von 15:00 bis 16:00

Hörsaal D, CAP2

Titel:  "Unweaving the Web: Web Science an CAU und ZBW"

 

 

Abstract:

 

Web Science beschäftigt sich mit dem Wechselspiel zwischen Internettechnologien und Gesellschaft. Denn obwohl das World Wide Web stark technisch geprägt ist, sind es die Nutzer, die dem Web seine Form geben. Gleichzeitig werden die Nutzer durch die Allgegenwart  des Internet geprägt, sodass  web-eigene Arbeitsweisen, Kommunikationsprozesse und Verhaltensformen entstehen, die wiederum die Erscheinung und Struktur des Internets beeinflussen. Um sich diesem Komplex angemessen zu nähern und das Web vollständig zu verstehen, verfolgt Web Science einen interdisziplinären Ansatz, der Methoden der Geistes-, Sozial-, Wirtschafts-, Rechts- und Naturwissenschaften gleichberechtigt kombiniert. Die Web Science-Forschung fußt dabei insbesondere auf den Aspekten Nutzerschaft, Technologie und Netzwerk und leitet daraus ihre Forschungsfragen ab.

Seit Oktober 2013 ist die Arbeitsgruppe Web Science unter der Leitung von Isabella Peters an der CAU vertreten. Im Vortrag werden die Grundzüge der Web Science diskutiert. Dabei werden vor allem Ergebnisse aus vorangegangenen Forschungsprojekten zu u.a. nutzergeneriertem Content, Social Tagging im Information Retrieval und Altmetrics präsentiert und aufgezeigt, wie sie zur Diskussion um relevante Fragestellungen der Web Science beitragen. Zudem wird erläutert, wie diese Arbeiten praktische Anwendung in Digitalen Bibliotheken und Informationsinfrastruktureinrichtungen (vor allem ZBW) finden können und welche zukünftigen Forschungsschwerpunkte sich daraus eröffnen.

Prof. Dr. T. Wilke

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Antrittsvorlesung: Prof. Dr. Ansgar Scherp

25.04.2014 von 16:00 bis 17:00

Hörsaal D, CAP2

Titel:

"How to Juggle with more than a Billion Triples?"

 

 

Abstract:

 

The talk first introduces the principals of Linked Open Data (LOD). Goal of LOD is to publish and interlink data on the web, similar to how HTML pages are published and connected through hyperlinks today. The LOD movement started in 2007 and has since then gained widespread popularity amongst various non-commercial organizations like the Library of Congress in the US and the German National Library as well as commercial organizations such as the BBC, New York Times, Google, Microsoft, and Facebook. Since its advent, the amount of LOD published has increased dramatically. It has reached more than 30 Billion triples---the smallest information unit in Linked Data---in 2011.
 
In the second part of the talk three examples of how to deal with Linked Data at large-scale will be presented. The first example is SemaPlorer, an interactive application that allows for an iterative, faceted search and navigation of a very large amount of open social media data of differing quality and originating from different sources in real-time. The SemaPlorer application has won the Billion Triple Challenge in 2008, which aims at "demonstrating something useful" with more than a Billion triples. Subsequently, we will present SchemEX as a tool that allows for the efficient extraction of implicit and explicit schema information from LOD. SchemEX follows a stream-based approach, i.e., only triples occurring in a specific window size are considered. The SchemEX approach has won the Billion Triple Challenge in 2011. Finally, we present LODatio as a Google-inspired search engine designed for data engineers to find relevant sources of LOD. LODatio makes use of the schema-level SchemEX index. It supports the data engineer in finding relevant sources of data by providing example snippets and query suggestions like "Did you mean" to broaden the current query and "Related Queries" to further specialize the information need.

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Kolloquiumsvortrag: PD Dr. Hubert Brückl, Danube University Krems ÖSTERREICH

28.04.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Materialwissenschaft, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

"Magnetoresistive sensors and magnetic nanoparticles applied to biomolecular diagnostics"

 

Abstract:

Magnetoresistive sensors and magnetic nanoparticles applied to BIOMOLECULAR diagnostics

 

Hubert Brückl

 

Center for Integrated Sensor Systems, Danube University Krems, Austria

* hubert.brueckl@donau-uni.ac.at

Recent progress in fabrication and characterization of magnetic nano-objects like rods and beads has triggered possible applications in biomedical diagnostics. Magnetic nano-objects provide the unique possibility to actively manipulate biomolecules in solution and on-chip fluidic channels which paves the way to an integrated magnetic Lab-on-a-Chip combining detection and manipulation. Advancing this idea, a unique magnetic Lab-on-a-Bead is presented which is based on highly sensitive plasmon-optical detection of the rotational dynamics of anisotropic magnetic nanoparticles immersed in the sample solution. On the specific binding of analyte molecules to the antibody functionalized nanoparticle surfaces, their hydrodynamic volumes increase, which translates into a change in their rotational dynamics. A suitable nanoparticle type consists of an elongated core-shell structure with magnetic core and noble metal shell. Compared to existing nanoparticle-based homogeneous immunodiagnostic methods, this approach promises to combine ease of use, minimum sample preparation and a simple setup with femtomolar analyte sensitivity.

Additionally to the diagnostics, such magnetic Lab-on-a-Chip platforms are capable for on-chip cell analysis. Phagocytosis of human fibroblast (NHDF) and human prostate cancer (DU145) cells are studied in-vitro by magnetic beads. By varying bead size and surface modification as well as cell physiology (i.e. drug or metabolic inhibition), we mimic cellular responses to changes in the environment. Compared to existing end-point detection methods, this chip-based approach allows real-time measurements of the kinetics of cellular uptake mechanisms.

 

Prof. Dr.-Ing. Eckhard Quandt

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Kolloquiumsvortrag: Prof. Domenico Casadei, IEEE Fellow, University of Bologna

05.05.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel: "Multiphase power converters"

Abstract:

The use of multi-phase electrical drives has been widely recognized as a viable approach to obtain high power ratings without increasing the stator current per phase, making it possible to use standard power switches based on a single device.

 

The interest in multiphase drives is motivated also by their greater number of degrees of freedom in comparison with three-phase machines. Using these degrees of freedom it is possible to increase the torque density of the machine, to drive multi-motor drives, to preserve a correct behavior of the machine in case of fault and to estimate some machine parameters without the need of high frequency injection.  

 

In order to analyze the control strategies for multi-phase systems it is firstly necessary to introduce the space vector representation in multiple a-b planes (Multiple Space Vectors representation). It can be verified that it is not possible to analyze multi-phase systems using the space vector representation in a single a-b plane as it is for three-phase systems. As a second step, the modulation strategies for multi-phase converters should be investigated considering both SVM and PWM  techniques. For three-phase VSIs, the equivalence of the two methods has been proved, and they can be interchangeably implemented. On the contrary, in the case of multiphase VSIs, the carrier-based PWM method seems the most feasible, due to its inherent simplicity. The reason is that PWM focuses the attention on the control of each inverter branch, and this task is relatively simple if compared with the aim of SVM, i.e., the determination of the switching pattern, which involves all the branches of the inverter.

 

In order to fully exploit the potential of the carrier–based PWM technique and the multiple space vector representation, the lecture is focused on the Duty-Cycle Space Vector (DCSV) approach, which has the advantage of an effective and compact formulation.

 

 BIOGRAPHY

 

Domenico Casadei received the Master Degree (with honors) in electrical engineering from the University of Bologna, Italy. From 1975 to 1985 he was a Research Assistant, and from 1985 to 2000 Associate Professor at the same University. Since 2001 he is full Professor of Electrical Drives at the University of Bologna. His current research interests include direct torque control and vector control of induction machines, multi-phase machines, multi-level converters, multi-phase converters, matrix converters, renewable energy systems, and diagnosis of electrical machines. He has published more than 220 papers in technical journals and conference proceedings.

 

He served as Head of the Electrical Engineering Department of the University of Bologna from 2004 to 2010. Currently, he is the Director of the PhD School of Electrical Engineering at the University of Bologna, Director of ”LEMAD” Laboratory of Electrical Machines and Drives, University of Bologna, and President of CMAEL Association of Italian Professors in Power Electronics, Electrical Machines and Drives

 

He has been elevated to the grade of IEEE Fellow for contributions to direct torque control and matrix converters in electric drives.

 

Prof. Dr. M. Liserre

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Kolloquiumsvortrag: Dr. Lin Chen

09.05.2014 von 13:45 bis 14:30

Institut für Informatik, Ludewig-Meyn-Str. 2, Übungsraum 2

Titel:

"On the optimality of approximation schemes for the classical scheduling problem"

 

Abstract:

 

We consider the classical scheduling problem on parallel identical machines to minimize the makespan, and achieve the following results under the Exponential Time Hypothesis (ETH).
  • The scheduling problem on a constant number m of identical machines, denoted as Pm||Cmax , is known to admit an FPTAS of running time O(n)+(1/ϵ)O(m) . We prove it is essentially the best possible in the sense that a (1/ϵ)O(m1δ)+nO(1) time FPTAS for any δ>0 implies that ETH fails.
  • The scheduling problem on an arbitrary number of identical machines, denoted as P||Cmax , is known to admit a PTAS of running time 2O(1/ϵ2log3(1/ϵ))+nO(1) . We prove it is nearly optimal in the sense that a 2O((1/ϵ)1δ)+nO(1) time PTAS for any δ>0 implies that ETH fails.

We also obain lower bounds of exact algorithms for the scheduling problem that almost matches upper bounds.

This is joint work with K. Jansen and G. Zhang.

Prof. Dr. K. Jansen

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Kolloquiumsvortrag: Frau Dr. Songmei Wu, EPFL Lausanne

12.05.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Materialwissenschaft, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D Geb. D

Titel: "Nanofluidic transport through solid state and soft nanoporous membranes"

 

Abstract:

Active control of ionic and molecular transport plays important roles in many chemical and biological analytical processes. Nanofluidic systems hold the promise for such control through electrostatic interactions between molecules and channel surfaces. We fabricated alumina nanopore membranes by anodization of aluminum thin films. Based on the structural platform, we developed nanofluidic diodes and transistors to modulate the ionic transport through the membrane. Beyond the solid state structures, we demonstrated well-organized and size-predictable nanoporous networks of alginate hydrogels. The soft nanoporous network exhibits unique thermodynamic properties which are absent in solid state structures. Finally potential applications of the nanofluidic systems for on-chip sensing and controlled drug delivery will be discussed.

 

 

Prof. Dr. R. Adelung

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Kolloquiumsvortrag: Victor Mitrana

16.05.2014 von 14:15 bis 15:30

Institut für Informatik, Ludewig-Meyn-Str. 2, Übungsraum 2

Titel: Computing translocation distances

 

Abstract:

 

We consider two translocation operations suggested by the genome rearrangements. In this talk chromosomes are viewed as being linear strings that exchange each other prefixes in the translocation process. We define a distance between a pair of multi-chromosomal and examine the complexity of computing this distance in the case of uniform and non-uniform translocation. Two exact algorithms and two approximation algorithms, all of them based on greedy strategies, are discussed. Some open problems are finally formulated.

Prof. Dr. Dirk Nowotka

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fällt aus: Kolloquiumsvortrag: Prof. Dr. Thomas Martinetz, Universität zu Lübeck

19.05.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D Geb. D

Titel: Sparse Coding and Deep Networks: the neural paradigms of state-of-the art pattern recognition

 

Abstract:

Up to recently humans were by far superior in recognizing and classifying objects. It seemed to be a hard problem to capture the variances and invariances humans can deal with easily in the real world. After many years of research this is slowly changing. Besides highly increased training data sets (big data), two new insights into the information processing principles of the brain now make a difference: i) sparse coding of information, with the "dual" concept of compressed sensing, and ii) deep convolutional networks, which use many layers of artificial simple and complex cells. This talk gives an introduction to these concepts, their historical development, and an overview about their applications in real world problems.

Prof. Dr. H. Kohlstedt

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Kolloquiumsvortrag: Dr. Jochen Leibrich

02.06.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2,Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel:

“Flexible optische Datenübertragung mit modernen Modulationsverfahren”

 

Abstract:

Die digitale Datenübertragung über die optische Glasfaser ist unbetritten die am besten geeignete Technologie, um große Datenmengen über globale Entfernungen zu übertragen. Aufgrund der enormen Bandbreite von mehreren THz konnte noch zur Jahrtausendwende vergleichsweise veschwenderisch mit dieser Bandbreite umgegangen werden. Dies zeigte sich vornehmlich durch Verwendung sehr einfacher und damit kostengünstiger Modulationsverfahren, die im Gegenzug einen geringen Datendurchsatz pro belegter Bandbreite boten. Des weiteren wurde für die Umsetzung der Wellenlängenmultiplex-Technologie (entspricht dem Frequenzmultiplex aus der klassischen Nachrichtentechnik) ein starres Frequenzraster standardisiert, das eine unflexible spektrale Anordnung der Multiplexkanäle bedingt.

In der heutigen Zeit haben sich die Umstände deutlich gewandelt. Die stark gestiegen Anzahl der Internetteilnehmer weltweit und das vergrößerte Datenaufkommen pro Teilnehmer haben die Bandbreite auch auf der optischen Glasfaser zur knappen Ressource werden lassen. Um den erforderlichen Datendurchsatz liefern zu können, bedient sich die optische Nachrichtentechnik nun Verfahren, die in anderen Gebieten seit Jahren erfolgreich eingesetzt werden, wie z.B. die Verwendung höherstufiger Modulationsverfahren, lineare und nichtlineare Entzerrung sowie Kanalcodierung. Die besondere Herausforderung liegt in der hohen Geschwindigkeit, in der diese Verfahren ausgeführt werden müssen, so dass rechenaufwändige Implementierungen in Hinblick auf Entwicklungskosten und Energiebedarf kritisch zu sehen sind.

Das vorgestellte Habilitationsvorhaben setzt hier an. Um die verfügbare Bandbreite flexibel nutzen zu können, werden die bekannten klassischen digitalen Modulationsverfahren für die flexible optische Datenübertragung weiterentwickelt. Dabei wird berücksichtigt, dass der optische Bandpasskanal bei Verwendung von Polarisationsmultiplex inhärent vierdimensional ist. Des weiteren wird die Möglichkeit genutzt, digitale Symbole entlang der Zeitachse zu Symbolgruppen zu kombinieren, wodurch schließlich mehrdimensionale Symbolräume entstehen. Es wird hierfür eine Entwurfsmethodik erarbeitet, die theoretisch beliebige gebrochen rationale Werte für die Anzahl von Bits pro Datensymbol erlaubt. Der Vorteil der vergrößerten Flexibilität liegt in der Anwendung in optischen Übertragungsnetzen, in denen eine zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite optimal ausgenutzt wird um bei geforderter Übertragungslänge möglichst hohen Datendurchsatz zu erzielen.

Ein zweiter Schwerpunkt des Habilitationsvorhabens beschäftigt sich mit der Implementierung des orthogonalen Frequenzmultiplexverfahrens für die Anwendung in passiven optischen Netzen. Hier wird Flexibilität gerade im Zugangsbereich zum Endkunden benötigt, um je nach aktuell geforderter Datenrate die verfügbaren Ressourcen optimal zu verteilen.

Prof. Dr.-Ing. W. Rosenkranz

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Sonderkolloquium: Prof. Dr. Hans Raj (Dayalbagh Educational Institute, Demeed University, Agra, Indien)

05.06.2014 von 15:00 bis 16:00

Institut für Informatik: Raum 910

Titel: A Quantum Inspired Evolutionary Algorithm with Applications to Manufacturing and Agricultural Problems

 

Abstract:

In this work effort is made to develop and implement a highly efficient Quantum Inspired Algorithm (QIA) for optimization of manufacturing processes and agro-forestry systems. A real coded Quantum Inspired Evolutionary Algorithm (rQIEA) is developed and its efficiency is tested over few benchmark optimization functions such as Sphere function, Ackley function, Griewank function, Rastrigin function, Schwefel function and Rosenbrock function. QIEA is further applied for process optimization of hot extrusion process, equal channel angular pressing, orthogonal cutting process and end milling process. Subsequently the algorithm is applied to an agricultural problem where Kharif crops are modeled with QIEA as a constrained optimization problem with an intent to maximize profit by allocating optimal land area to each individual crop. It is found that QIEA is very versatile and can be applied to variety of optimization problems.

Prof. Srivastav

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Antrittsvorlesung: Prof. Dr. Marco Liserre

16.06.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel:

"Smart Transformer: a new gateway for energy routing"

 

Abstract:
There are several ways in which the electrical distribution grid can be redesigned to allow for more inflow of renewable energies and, at present, no consensus is reached on the best technical scenario in terms of performance and economic feasibility. A different path exists: re-inventing the distribution transformer, after more than 125 years since its first use in the electrification of a city, as a new gateway compatible with whichever will be the new distribution grid. The new distribution transformer is called “Smart Transformer” because it manages the energy and the information flows from sources and loads and, at the same time, supports the development of the infrastructure for electric vehicles providing re-charging stations. The latest power electronics and communication technologies will be utilized. Power electronics is moving fast towards lower cost/volume and communication is wide-spread, but not yet properly used in the distribution grid.

der Dekan

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Antrittsvorlesungen von Prof. Schramm (FH Kiel) als Zweitmitglied an der TF

20.06.2014 von 14:15 bis 15:00

Institut für Informatik, Christian-Albrechts-Platz 2, Hörsaal D

 

Titel: Maschinelles Lernen geometrischer Formmodelle zur automatischen Bildanalyse


Abstract: 

In vielen Anwendungsbereichen, wie etwa der Medizin- oder Sicherheitstechnik, akquirieren bildgebende Systeme heute umfangreiche Datenmengen. Einer umfassenden Auswertung dieser Informationen durch menschliche Beobachter sind naturgemäß enge Grenzen gesetzt, so dass ein wachsender Bedarf an automatischen Inspektionsmöglichkeiten besteht. Aktuelle Verfahren zur Bildanalyse setzen häufig maschinelle Lernverfahren ein, um aus großen Trainingsdatenmengen vollautomatisch optimale Objektrepräsentationen zu extrahieren. Im Vortrag wird als Beispiel für diese Klasse von Verfahren ein modellbasierter Ansatz zur Objektlokalisierung und –klassifikation vorgestellt, der über die Minimierung eines Fehlermaßes auf Trainingsbeispielen optimale gewichtete Formmodelle bestimmt. Bei einer Validierung auf zwei- und dreidimensionalen Bilddaten aus Medizin- und Sicherheitstechnikanwendungen wird hiermit der Stand der Technik erreicht und teilweise auch übertroffen. Der Vortrag stellt zudem erste Ergebnisse aktueller Arbeiten zur Auswertung von Unterwasservideos und dreidimensionalen Gitternetzen vor und gibt einen Ausblick auf künftige Forschungsziele der Arbeitsgruppe Mustererkennung an der Fachhochschule Kiel.

Prof. Dr.-Ing.Koch

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Antrittsvorlesung von Prof. Meyer (FH Kiel) als Zweitmitglied an der TF

20.06.2014 von 15:15 bis 16:00

Institut für Informatik, Christian-Albrechts-Platz 2, Hörsaal D


Titel: Automatische, modellbasierte Segmentierung multi-modaler medizinischer Bilddaten

Abstract:

Automatische Segmentierung medizinischer Bilddaten ist eine zentrale Komponente der medizinischen Bildverarbeitung und ermöglicht sowohl quantitative Analysen für Diagnose und Therapie als auch detaillierte visuelle Darstellungen einzelner Organstrukturen. Mit der fortschreitenden Technik der bildgebenden Verfahren wird die Segmentierung multi-modaler Bilddaten immer wichtiger. In diesem Vortrag werden formbeschränkte deformierbare Modelle zur Segmentierung multi-modaler medizinischer Bilddaten vorgestellt. Dabei werden Organstrukturen durch Oberflächen-Dreiecksgitter repräsentiert, die zunächst parametrisch und dann deformierbar an geeignete Bildkanten im Testbild angepaßt werden. Ein wichtiger Baustein der Technologie ist das automatische Lernen von charakteristischen Kantendetektionsfunktionen

("features") für jedes Dreieck des Modells. Dieser Ansatz erhöht nicht nur Genauigkeit und Robustheit der Segmentierung, sondern erlaubt auch, das Verfahren auf andere bildgebende Modalitäten mit begrenztem manuellem Aufwand zu übertragen. Neben der Vorstellung der Technologie werden kurz zwei Anwendungen skizziert: Die vollautomatische Segmentierung des Herzens in 3D CT-, MR- und Rotationsangiographiebildern und die Segmentierung subkortikaler Gehirnstrukturen in 3D MR-Bildern.

Prof. Dr.-Ing.Koch

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Kolloquiumsvortrag: Prof. Dr. Naveen Garg, Department of Computer Science, Indian Institute of Technology, Delhi, India.

27.06.2014 von 14:15 bis 15:30

Institut für Informatik, Ludewig-Meyn-Str. 2, Übungsraum 2

Titel: Scheduling with Resource Augmentation

Abstract: 

We consider the problem of scheduling jobs in an online manner so as to minimize the average response time. For the unrelated machines model there is no online algorithm possible which has bounded competitive ratio. To get around this researchers have proposed a resource augmentation model where it is assumed that the machines of the online algorithm are slightly faster than those of the offline adversary. In this model we show that a natural greedy algorithm is constant-competitive. The algorithm is analyzed using a dual-fitting approach.

 

Prof. Dr. A. Srivastav

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Kolloquiumsvortrag: Prof. Dr. Gabriel Curio, Charité Universitätsmedizin Berlin

30.06.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel: ‚Brain-Computer Interfaces’ – medizinische Perspektiven und ethische Implikationen einer neuen Mensch-Maschine-Schnittstelle

Abstract:

Maschinen allein durch die Kraft der Gedanken steuern – was wie Science Fiction klingt, umreißt ein weit gespanntes, aktuelles Forschungsfeld. Brain-Computer Interfaces (BCIs) können schwerstgelähmten Patienten neue Handlungsmöglichkeiten eröffnen. Das Berliner BCI (www.bbci.de) integriert dafür das zeitlich hochauflösende, nicht-invasiv messbare und mobil einsetzbare Elektroenzephalogramm (EEG) mit Computerprogrammen des Maschinellen Lernens: Mit BCIs können z.B. Bildschirm-Cursor und Prothesen gesteuert, ‚mentale Schreibmaschinen’ bedient sowie Wachheit und Konzentration an sicherheitsrelevanten industriellen Arbeitsplätzen erfasst werden. Aktuelle technologische Innovationen betreffen ‚berührungslose’ sowie im Alltagseinsatz ‚unsichtbare’ EEG-Elektroden. BCIs werden medizinisch und industriell von Bedeutung sein, werden jedoch auch hinsichtlich militärischer Einsatzbereiche erforscht. Deshalb sollten in der öffentlichen Diskussion sowohl methodeninhärente Grenzen wie auch ethische Implikationen dieser Technologie Beachtung finden.

 Kurz-Biographie

Gabriel Curio hat an der FU Berlin Medizin studiert. Forschungsaufenthalte führten nach Rotterdam, Espoo und London. Als Facharzt für Neurologie und Psychiatrie und Geschäftsführender Oberarzt der Neurologischen Klinik der Charité leitet er seit 1991 die AG Neurophysik. Er ist Gründungsmitglied des Berlin Neuroimaging Center, des Bernstein Center for Computational Neuroscience, des Bernstein Focus Neurotechnology, sowie der Excellence School of Mind and Brain.

 

Prof. Dr.-Ing. G. Schmidt

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Kolloquiumsvortrag: Prof. Dr. Andreas Kugi, TU Wien

07.07.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel:  Modellbasierte nichtlineare Regelung: Chancen und Möglichkeiten

                                                                                                                                                

Abstract:

Kurzfassung: Die steigende Verfügbarkeit von günstiger und leistungsfähiger Hardware ermöglicht die echtzeitfähige Implementierung von fortgeschrittenen Methoden der nichtlinearen und optimalen Regelungstheorie. Im Fokus des Vortrages ist der Entwurf des gesamten geschlossenen Kreises, d.h. es geht nicht nur um den eigentlichen Regler- und Beobachterentwurf, sondern auch um Fragen der optimalen Wahl von Systemparametern, der Platzierung von Aktoren und Sensoren bis hin zur Systemkonstruktion selbst. Als Basis für all diese Überlegungen dient ein jeweils auf die Aufgabenstellung zugeschnittenes mathe­matisches Modell, das einen sinnvollen Kompromiss zwischen Genauigkeit und Beschreibungskomplexität darstellt. Der Vortrag widmet sich im Speziellen drei Anwendungs­gebieten, nämlich dem mechatronischen Entwurf eines MEMS Drehraten­sensors, der nichtlinearen Regelung von permanentmag­netischen Synchronmaschinen mit Sättigung sowie der Prozessregelung in der Stahlindustrie.

Kurzbiographie: Andreas Kugi, geboren im Jahr 1967 in Villach, studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität Graz. Fünf Jahre nach seiner Promotion in Automatisierungstechnik an der Johannes Kepler Universität (JKU) in Linz erhielt er im Jahr 2000 die venia docendi für das Fach ”Regelungstechnik und Regelungstheorie” an der JKU. Von 2002 bis 2007 war er Ordinarius für Systemtheorie und Regelungstechnik an der Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Deutschland und seit 2007 ist er Professor für komplexe dynamische Systeme und Vorstand des Instituts für Automatisierungs- und Regelungstechnik an der Technischen Universität Wien.

Seine Hauptarbeitsgebiete sind die Modellierung, Analyse und Regelung nichtlinearer sowie infinit-dimensionaler mechatronischer Systeme mit Anwendungen für hydraulische, pneumatische und elektrische Antriebssysteme, der Stahl- und Walzwerksautomatisierung, in der Automobil­industrie sowie für mikro­mechanische Systeme.

Er ist korrespondierendes Mitglied der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Editor-in-Chief des IFAC Journals Control Engineering Practice und Mitglied der Fachkommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzinitiative. Er ist Koautor von mehr als 100 Journalbeiträgen, 120 Beiträgen bei begutachteten Konferenzen/Workshops und Erfinder von mehr als 25 Patenten.

Prof. Dr.-Ing. T. Meurer

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Kolloquiumsvortrag: Prof. Dr. Stefan Sauter

11.07.2014 von 14:15 bis 15:30

Institut für Informatik, Ludewig-Meyn-Str. 2, Übungsraum 2

Titel: Convergence Analysis for Finite Element Discretizations of Highly Indefinite Helmholtz Problems


Abstract:

The efficient numerical discretization of highly indefinite Helmholtz problems is a challenging task in the simulation of scattering problems. The problem depends on the wave number k and for large k the solution becomes highly oscillatory and its numerical computation increasingly instable. This phenomenon is called the "numerical pollution effect" for Helmholtz problems. In our talk we will present a finite element method which is robust with respect to the wave number. The a priori and a posteriori error estimates are explizit in the mesh width, the polynomial degree, and the wave number and show that the pollution effect can be eliminated by choosing the discretization parameters in a wave-number depending way.

Prof. Dr. S. Börm

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Antrittsvorlesung: Prof. Dr.-Ing. Michael Höft

14.07.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel:
"Vorstellung(en) eines Hochfrequenztechnikers"

 

Abstract:

Die Hochfrequenztechnik bietet ein breites Spektrum sowohl vom Frequenzbereich aus betrachtet als auch von den sich hieraus ergebenden Anwendungen und Forschungsgebieten. In diesem Vortrag werden hierzu zwei Bereiche näher betrachtet.

Eines der Kerngebiete der Hochfrequenztechnik ist die Filterung und Selektion einzelner Frequenzbänder. Dies ist sowohl für Kommunikations- auch als Messanwendung bedeutsam. So stellen Sende- und Empfangsfilter eine Kern­komponente für den Betrieb von Mobilfunk-Basisstationen dar. Eine wesentliche Anforderung an die Basisstationsfilter ist der Erhalt einer hohen Kanaltrennung bei geringer Einfügedämpfung. Hierzu sind Filter mit hoher Komplexität notwendig. Die Filter werden durch Verkopplung von Resonatoren realisiert. Um rekonfigurierbare Systeme realisieren zu können, ist hierbei die Durchstimmbarkeit des Frequenzselektionsbereichs gewünscht. Hierzu werden Ergebnisse eines durchstimmbaren Filters sowie Konzepte zu einer rekonfigurierbaren Basisstation aufgezeigt. Des Weiteren sind für die Realisierung der Hochfrequenz-Filter hohe Güten der Resonatoren trotz kompaktem Aufbau gefordert. Hierauf begründet sich die Erforschung neuartiger multimodaler Resonatoren zur Realisierung der Filter.

Im zweiten Abschnitt wird kurz auf die Erforschung von Schaltungstechnologien  zur Erzeugung und Detektion von Submillimeterwellen eingegangen. Insbesondere wird hierbei die Erzeugung höherer Leistungen aus Halbleiterbauelementen im Submillimeterwellenbereich durch quasi-optische  Leistungsaddition mehrerer Einzelquellen diskutiert. Hierbei kommen periodische Strukturen zum Einsatz, mittels derer der Summierwirkungsgrad erheblich verbessert werden kann. Dieses Multi-Element-Schaltungskonzept findet auch Anwendung bei der Frequenz­vervielfachung. Hierzu wird über den Entwurf, Aufbau und die Ergebnisse eines Frequenz­verdrei­facher-Arrays mit Hetero­barrieren-Varaktoren als nichtlineare Elemente zur Erzeugung von Leistung bei 450 GHz berichtet.

der Dekan

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Kolloquiumsvortrag: Dr. Andreas Karrenbauer vom MPI

18.07.2014 von 14:15 bis 15:30

Institut für Informatik, Ludewig-Meyn-Str. 2, Übungsraum 2

Titel: "Min-Cost Flow"

 

Abstract:

In the past years, interior point methods have conquered the domain of algorithms for network flow problems and led to a series of improvements in terms of running time. These methods are rather involved numerical algorithms using nearly-linear-time randomized algorithms for solving systems of linear equations defined by symmetric diagonally dominant matrices. We present a simpler variant of a potential reduction interior point method for the min-cost flow problem that sheds more light on combinatorial aspects of the approach. Moreover, we prove that its expected running time matches the best known bounds from literature. To this end, we first construct a an equivalent auxiliary network and initial interior primal and dual points, i.e. flows, node potentials and reduced costs. By augmenting flows along cycles or adjusting the reduced costs along the arcs over cuts, we transform the initial primal and dual interior points to ones with a duality gap less than 1. Furthermore, we present a crossover procedure that computes optimal integral node potentials in O(m+n log n) time. This is joint work with Ruben Becker.

Prof. Jansen

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Kolloquiumsvortrag: Prof. Carlo Cecati, Chief of IEEE Transactions Industrial Electronics

21.07.2014 von 17:15 bis 18:30

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2, Raum: "Aquarium" Geb. D

Titel:

Optimization of conversion of energy produced by renewable energy

 

Abstract:

 

The speech, after a general overview of the researches underway, will be focused on three distinct topics, in the field of harmonics elimination in multilevel converters and non linear control of LLC DC/DC resonant converters and modeling of SiC devices. These topics have a common factor which is the optimization of conversion of energy produced by renewable energy.  With reference to first part of presentation, Selective Harmonic Elimination (SHE) and Selective Harmonic Mitigation (SHM) have recently attracted the attention of several  researchers over the world, due to clear advantages deriving by elimination of low order harmonics without use of passive filters. The speech will introduce some full analytical procedures for computation of all valid pairs of switching angles used for pattern generation in five-levels H-Bridge cascaded inverters and aiming at removing a single harmonic (SHE) or a group of harmonics (SHM).  The exact solutions are given for modulation angles, which is a unique features of the developed methods.   Another part of the speech will deal with the use of Extended Describing Functions (EDF) in control of LLC DC/DC resonant converters operating under wide input voltage and load variations. A nonlinear model for the converter was developed using the EDF method; then, based on the derived model, a nonlinear observer-based controller was designed and implemented using a Digital Signal Processor (DSP). Obtained transient experimental responses, under disturbances from both the output and the input, show that the proposed controller is capable to stabilize the output effectively even in case of large input/output variations.Finally, in view of development of high efficiency power converters, a Simulink model of Silicon Carbide devices has been developed, obtaining a library block capable of precise simulation of next generation power converters.

Prof. Dr. M. Liserre

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Sonderkolloquiumsvortrag: Alain Girault, INRIA Grenoble

22.07.2014 von 14:15 bis 15:30

Institut für Informatik, Ludewig-Meyn-Str. 2, Übungsraum 2

Titel:

Parametric Dataflow Programming: Model of Computation and Many-Core Scheduling

 

Abstract:

Dataflow models, such as SDF, have been effectively used to program

streaming applications while ensuring their liveness and boundedness.

Yet, industrials are struggling to design the next generation

of high definition video applications using these models.

Such applications demand new features such as parameters to express

dynamic input/output rate and topology modifications.

Their implementation on modern many-core platforms is a major challenge.

 

We tackle these problems by proposing a generic and flexible

framework to schedule streaming applications designed in a parametric

dataflow model of computation. We generate parallel as soon as

possible (ASAP) schedules targeted to the new STHORM many-core platform

of STMicroelectronics. Furthermore, these schedules can be customized

using user-defined ordering and resource constraints.

 

The parametric dataflow graph is associated with generic or

user-defined specific constraints aimed at minimizing timing,

buffer sizes, power consumption, or other criteria. The scheduling

algorithm executes with minimal overhead and can be adapted to

different scheduling policies just by adding some constraints.

The safety of both the dataflow graph and constraints can be

checked statically and all schedules are guaranteed to be bounded

and deadlock free. We illustrate the scheduling capabilities of

our approach using a real world application: the VC-1 video decoder

for high definition video streaming.

 

Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden

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Sonderkolloquium: Prof. PhD Mario Paolone + Konstantina Christakou, DESL, École polytechnique fédérale de Lausanne

18.06.2014 von 14:00 bis 14:00

Titel : A Composable Method for the Real-Time Control of Active Distribution Networks with Explicit Power Setpoints


Abstract: The classic approach to the control of medium and low voltage distribution networks involves a combination of both frequency and voltage controls at different
time scales. With the increased penetration of stochastic resources, distributed generation and demand response, it shows severe limitations both in the optimal/safe operation of these networks as well as in aggregating the network resources for upper-layer power systems. To overcome this difficulty, we propose a radically different control philosophy, which enables low and medium voltage distribution networks as well as and their resources to directly communicate with each other in order to define explicit real-time setpoints for active/reactive power absorptions or injections. We propose a protocol for the explicit control of power flows and voltage, combined with a recursive abstraction framework. The method is composable, i.e. subsystems can be aggregated into abstract models that hide most of their internal complexity. Within this control framework we specifically analyze the case of a low-overhead decentralized Demand Response (DR) control mechanism, henceforth called Grid Explicit Congestion Notification (GECN), intended for deployment by distribution network operators (DNOs) to provide ancillary services to the grid by a seamless control of a large population of elastic appliances.
Contrary to classic DR approaches, the proposed scheme aims to continuously support the grid needs in terms of voltage control by broadcasting low-bit rate control signals on a fast time scale (i.e., every few seconds). Overall, the proposed DR mechanism is designed to i) indirectly reveal storage capabilities of end-customers and ii) have a negligible impact on the end-customer.

Speakers CVs
Mario Paolone was born in Italy, in 1973. He received the M.Sc. degree (with honors) in electrical engineering and the Ph.D. degree from the University of Bologna, Italy, in 1998 and 2002, respectively. In 2005, he was appointed Researcher in Electric Power Systems at the University of Bologna where he was with the Power Systems Laboratory until 2011. In 2010, he received Associate Professor eligibility from the Politecnico di Milano, Italy. Currently, he is Associate Professor at the Swiss Federal Institute of Technology, Lausanne, Switzerland, where he accepted the EOS Holding Chair of Distributed Electrical Systems Laboratory. He is secretary and member of several IEEE and Cigré Working Groups. He was co-chairperson of the technical committee of the 9th edition of the International Conference of Power Systems Transients. In 2013, he was the recipient of the IEEE EMC Society Technical Achievement Award. His research interests are in the area of power systems, with particular reference to real-time monitoring and operation, power system protections, power systems dynamics, and power system transients.


Konstantina Christakou was born in Greece, in 1987. In 2010, she graduated from the National Technical University of Athens, Greece. Since September 2011, she is pursuing the Ph.D. degree at École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Switzerland, where she is working under the joint supervision of Prof. Jean-Yves Le Boudec (LCA2) and Mario Paolone (DESL). Her current research interests include control and real-time operation of electrical grids with special reference to power distribution networks.

Prof. Liserre

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