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Von Big Data zu Data Science- Moderne Methoden der Informationsverarbeitung
Jörg Fischer
SS 2014
Fakultät für InformatikInstitut für Anthropomatik
Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme (ISAS)Prof. Dr.-Ing. Uwe D. Hanebeck
Seminar
2Jörg Fischer
Ablauf
Formale Randbedingungen
Ausarbeitung
Vortrag
3Jörg Fischer
Formale Anforderungen
Vortrag 15 Minuten PowerPoint oder LaTeX (Vorlage auf WWW-Seite)
Schriftliche Ausarbeitung 5 Seiten zweispaltig LaTeX (Vorlage auf WWW-Seite) PDF und LaTeX-Sourcen (als ZIP mit Bildern)
Anwesenheit bei allen Veranstaltungenhttp://isas.uka.de/de/Seminar
4Jörg Fischer
Ablauf des Seminars
Themenauswahl Themen an Betreuer gebunden
Recherche Empfohlene Literatur auf der Web-Seite Eigenständige Recherche
Ausarbeitung
Vortrag
5Jörg Fischer
Meilensteine
Themenauswahl (heute)
Ausarbeitung Vorstellung des Themas und Gliederung (Mo. 19.05.2014) Erste ausformulierte Fassung (Mo. 16.06.2014) Endgültige Fassung (Mo. 30.07.2014)
Vortrag Vortragsfolien (Mo.
07.07.2014) Vortrag ( Juli )
6Jörg Fischer
Ablauf
Formale Randbedingungen
Ausarbeitung
Vortrag
7Jörg Fischer
Form der Ausarbeitung
Ausarbeitung ist wissenschaftliche Arbeit Keine Umgangssprache i.d.R. keine erste Person Verwendete Literatur referenzieren
(Literaturverzeichnis) Zitate kennzeichnen und referenzieren (mit
Seitenangabe)
Konsistenz Einheitliche Verwendung von Symbolen Einheitliche Verwendung von Fachtermini
Abkürzungen erklären (nur gebräuchliche verwenden)
8Jörg Fischer
Grafiken in Ausarbeitung
Pixelgrafiken sinnvoll skalieren Fotos als JPG einbinden Unverrauschte Bilder als PNG einbinden
Beschriftung in Sprache der Ausarbeitung Graphen vollständig beschriften Auch Grafiken müssen korrekt
referenziert werden Auf jede Grafik im Text Bezug nehmen
9Jörg Fischer
Ablauf
Formale Randbedingungen
Ausarbeitung
Vortrag
10Jörg Fischer
Inhalt eines Vortrages
Vor dem Vortrag zu beachten: Wer hört zu? Welches Wissen kann
vorausgesetzt werden? Was ist das Ziel des Vortrages? Welche Informationen sollen
„hängenbleiben“?
Wissenschaftlicher Vortrag
11Jörg Fischer
Vortragslänge
Zeitbeschränkung beachten! (15 Min.)
Aber: Vortrag sollte auch nicht zu kurz sein
Viele Informationen Wenig Zeit
Konzentration auf das Wesentliche
12Jörg Fischer
Vortragsgliederung
Beginn Beginnen mit Titel und Gliederungsübersicht (ca. 2
Folien) Einleitung und Motivation (1-2 Folien)
Hauptteil Schluss
Zusammenfassung und Ausblick (ca. 2 Folien)
Mit einem Dank für die Aufmerksamkeit schließen
13Jörg Fischer
Gestaltung von Folien (I)
ISAS-Vorlage aus WWW verwenden
Klare, einheitliche Gestaltung (Konsistenz)
Wenige Punkte pro Folie (nur Schlagworte)
Jeden Punkt auf einer Folie ansprechen
14Jörg Fischer
Gestaltung von Folien (II)
Grafiken und Bilder benutzen, falls möglich Farben
Verdeutlichung von Zusammenhängen Achtung: Farben haben auch Symbolwerte
Rahmen Name des Vortragenden Seitenzahl
Animierte Seitenübergänge, etc.meistens überflüssig
15Jörg Fischer
Folien – Schriftarten und -größen8 Punkt
12 Punkt
18 Punkt20 Punkt
24 Punkt28 Punkt32 Punkt36 Punkt40 Punkt
Dieser Text istzu klein.
8 Punkt
12 Punkt
18 Punkt20 Punkt
24 Punkt28 Punkt32 Punkt36 Punkt40 Punkt
Serifenlose Schrift (links)
mind. 18 Punkt
16Jörg Fischer
Folien – Negatives Beispiel (I)
17Jörg Fischer
Folien – Negatives Beispiel (II)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-100
-50
0
50
100
150
200
18Jörg Fischer
Vortragsstil
Frei und flüssig sprechen Laut, deutlich und zum Publikum sprechen
(Blickkontakt!) Reaktionen der Zuhörer beachten Seitlich neben der Projektionsfläche stehen
(freie Sicht) An der Projektionsfläche erklären Vortrag planen und üben
19Jörg Fischer
Probleme bei Beamer-Präsentationen
Kompatibilität mit dem Vortragsrechner PowerPoint:
Nicht-Standard-Schriftarten? TrueType-Schriftarten einbetten
Open Office / LateX: PDF generieren
Videos oft problematisch Vorher auf Vortragsrechner testen
20Jörg Fischer
DANKE FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT!
21Jörg Fischer
Seminar
Themen[Vergeben] Lösung konvexer Optimierungsprobleme mittels Interior-Point-MethodeOptimierungsverfahren spielen eine sehr wichtige Rolle in Analyse von Daten und Entscheidungsfindung auf deren Basis. Die betrachteten Probleme haben oft weit über hunderte Entscheidungsvariablen, welche noch zusätlich Beschränkungen unterliegen. Die Interior-Point-Methode stellt ein für die Praxis äußerst relevantes Optimierungsverfahren dar. Im Rahmen dieser Arbeit soll die Interior-Point-Methode vorgestellt und mit anderen Optimierungsverfahren verglichen werden.Betreuer Maxim Dolgov
22Jörg Fischer
Seminar
Themen[Vergeben] Regression mit GaußprozessenDas Ziel der Regression besteht darin, eine kontinuierliche Funktion bestmöglich an gegebene Daten anzupassen. Hierzu können Gaußprozesse verwendet werden. Ein Gaußprozess kann als unendlichdimensionale Wahrscheinlichkeitsverteilung über Funktionen betrachtet werden, wobei jede endliche Teilmenge gemeinsam gaußverteilt ist. Gaußprozesse können zur Regression eingesetzt werden, indem die wahrscheinlichste Funktion gegeben eines gewissen Datensatzes bestimmt wird. Dabei kann eine sogenannte Kovarianzfunktion verwendet werden, um die Eigenschaften der Regression zu beeinflussen.Betreuer: Gerhard Kurz
23Jörg Fischer
SeminarThemen[Vergeben] Algorithmische Spieltheorie oder "Leben retten mit gerichteten Graphen"Gegenstand der algorithmischen Spieltheorie ist die algorithmische Untersuchung und Implementierung spieltheoretischer Mechanismen. Dementsprechend sind die Anwendungsfelder weit gestreut und reichen von der Ausgestaltung von Auktionsmechanismen für Online-Handelsplattformen oder Internetwerbeeinblendungen über die Umsetzung der Versteigerung von Frequenzbereichen bis hin zu Organtauschmechanismen bei Organspenden. Dementsprechend hat dieses zunächst sehr theoretische Forschungsfeld eine enorme praktische Relevanz. Im Rahmen dieses Seminars sollen grundlegende Begriffe und Theoreme im Bereich der Mechanismus-Design-Theorie erarbeitet und anhang eines konkreten Algorithmus vorgestellt werden.Betreuer: Igor Gilitschenski
24Jörg Fischer
Seminar
Themen[Vergeben] Identifikation linearer SystemeIn dieser Seminararbeit soll Systemidentifikation auf Basis linearer Modelle mittels traditioneller Methoden und der Unterraumsuche (Subspace Identification) ausgearbeitet werden.Untersuchung und Abgleich von Datensätzen und dessen unterliegende Systemdynamik, ist ein wichtiges Thema in vielen Anwendungsbereichen. Je nach Anwendungsbereich wird dies Outlier-, Anomaly-, Change- oder Change-Point-, Novelty- oder Fault-Detection oder auch Concept-Drift genannt. Dabei ist bei riesigen Datensätzen schnell klar, dass der Vergleich direkt auf Datenbasis nicht sehr effektiv ist. Ein möglicher Ansatz ist, eine repräsentative Formulierung der Datensätze zu finden, auf dessen Basis sich ein effektiver Vergleich durchführen lässt. Dies kann als modellbasierter Ansatz zusammengefasst werden.Betreuer: Christof Chlebek
25Jörg Fischer
Seminar
ThemenDas Ensemble Kalman FilterFür lineare System- und Messmodelle liefert das Kalman Filter optimale geschlossene Lösungen. Dies gilt aber nicht für nichtlineare Modelle, wo stattdessen häufig sample-basierte Filterverfahren zum Einsatz kommen. Ein Filter dieser Klasse ist das sogenannte Ensemble Kalman Filter (EnKF), welches insbesondere in der Wettervorhersage verwendet wird. Dieses verwendet eine Menge von Samples um die nichtlinearen Modelle auszuwerten und um den Systemzustand sowie dessen Unsicherheit zu repräsentieren. Im Zuge dieser Seminararbeit soll dessen Funktionsweise erarbeitet und vorgestellt werden.Betreuer: Jannik Steinbring
26Jörg Fischer
Seminar
ThemenStrukturlernen in unsicheren DatenDie Zusammenhänge in einer Vielzahl abhängiger und zugleich unsicher Daten lassen sich durch eine Verbundwahrscheinlichkeitsverteilung bzw. -kovarianzmatrix darstellen. Die auch als Gauß-Markov-Zufallsfeld bezeichnete Zusammenhangsstruktur muss in der Regel aus Messdaten empirisch bestimmt werden. Hierbei wird eine einfache (dünnbesetzte) Beschreibung der Zusammenhänge bevorzugt, um Speicheraufwand und Weiterverarbeitung, z.B. Inferenz, zu vereinfachen. Im Rahmen dieser Seminararbeit soll diese Problemstellung untersucht werden und wichtige Lösungsansätze vorgestellt werden.
Betreuer Benjamin Noack
27Jörg Fischer
Seminar
ThemenFitting von Ellipsen mit verrauschten MessungenBeim Tracking ausgedehnter Objekte verhindern verrauschte Messungen die Schätzung einer detaillierten Form. Eine mögliche Lösung ist es, die Form als eine Ellipse zu approximieren, die dann in den meisten Fällen mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate geschätzt wird. In dieser Seminararbeit sollen einige, darauf basierende Lösungsansätze untersucht und beschrieben werden.Betreuer Antonio Zea
28Jörg Fischer
Seminar
Themen[Vergeben] Konsensus Algorithmen in SensornetzenAuf Grund immer größer werdender Datenmengen, steigenden Anforderungen an die Skalierbarkeit der moderner Datenverarbeitung und einem starken Bedarf an zuverlässigen Systemen, hat die Dezentralisierung von Systemen signifikant an Bedeutung gewonnen. In dieser Seminararbeit soll der Ansatz der „Konsensus“-Algorithmen anhand aktueller Forschungsarbeiten untersucht und offene Forschungsfelder identifiziert werden.Betreuer Marc Reinhardt