AG Netzbasierte Informationssysteme

Die Analyse von Netzwerken (Network Science) ist ein expandierender Wissenschaftsbereich der verschiedenste Grundlagengebiete (Physik, Mathematik), Anwendungsbereiche (Biologie, Ökonomie, Lebenswissenschaften) und die Informatik zusammenbringt. Grundlage jeder Analyse sind Netzwerke aus verschiedensten Gebieten. Dabei besteht die Hoffnung, gebietsübergreifende Erkenntnisse zu gewinnen sowie eine methodische Konvergenz zu erreichen.

Notwendig ist dafür ein leichter Zugang zu Rohdaten von Netzwerken, zu Analyseergebnissen davon sowie zu Metadaten über die Analysen. In der Arbeit soll ein Informationssystem gebaut werden, das in möglichst reicher Form eine solche Infrastruktur für Netzwerkforschung bereitstellt und über bisherige Versuche wie die Sammlung bei der Network Workbench oder das Visual Analytics Benchmarks Repository hinaus geht.

Das zu erstellende Informationssystem soll eine Ontologie der Domäne Netzwerkanalyse verwenden, Metadaten zu weiteren Ontologien klassifizieren. Es soll möglich sein, Netzwerkdaten oder Verweise darauf einzustellen, wozu entsprechende Metadatenschemata zu entwickeln sind. Weiterhin sollen Forschungsergebnisse direkt oder als Verweis eingestellt werden können. In der Arbeit soll weiterhin ein Mechanismus zur automatischen Integration schon vorhandener Informationen realisiert werden. Schließlich soll das Informationssystem mit einer reichen Nutzerschnittstelle versehen sein um einen einfachen Zugang zu realisieren.

Art der Arbeit

Diplom- oder Masterarbeit

Voraussetzungen

Kenntnisse in Netzwerkanalyse, Netzbasierten Informationssystemen

Betreuer

Prof. Robert Tolksdorf

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Wordpress ist eine sehr populäres CMS für Blogs. Dabei können Inhalte mit Kategorien und Tags markiert werden um ihre inhaltliche Ausrichtung zu beschreiben. Allerdings gibt es bislang keine Systematik für diese Kategorisierung und man kann sich nicht auf externe Kategoriensysteme beziehen.

Die Arbeit soll Technologien des Semantic Web dafür nutzen. So soll man sich als Autor bei der Auswahl von Tags und Kategorien auf eine externe Ontologie nach Semantic Web Standards beziehen können oder beim Editieren semantische Microformate verwenden können. Nach außen soll eine semantische Suche für Nutzer angeboten werden sowie Metadaten zu einem Blog als RDF anfragbar sein. Weitere Einsatzmöglichkeiten zu Semantischen Technologien in Wordpress sind abzustimmen.

Zu erstellen ist ein Wordpress Plugin, dass sich in die bislang kurze Liste semantischer Wordpress Erweiterungen einreiht. Das Plugin ist unter eine LGPL Lizenz zu stellen.

Art der Arbeit

Studien- oder Bachelorarbeit

Voraussetzungen

Kenntnisse in Semantic Web, Web Technologien

Betreuer

Prof. Robert Tolksdorf

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Informationen über wissenschaftliche Konferenzen in der Informatik und anderen Wissenschaften sind im Netz nur schlecht erschließbar. Neben den völlig verstreut angebotenen eigentlichen Konferenzankündigungen und Aufrufen zur Beitragseinreichung gibt es verschiedene Angebote mit Sammlungen solcher Informationen. So wollen z.B. allconferences.com oder goingtomeet.com möglich alle Konferenzen erfassen, während Fachverbände wie die IEEE, die ACM oder die GI jeweils informatikspezifische Kalender anbieten.

Wissenschaftler möchten die Anfrage “Auf welchen Konferenzen kann ich meine Arbeit im Themenbereich X, Y und Z einreichen” einfach von einer Suchmaschine beantwortet bekommen. Eine solche Suchmaschine existiert bislang aber nicht.

In der Arbeit soll ein Rahmenwerk geschaffen und exemplarisch für informatische Themen realisiert werden mit dem aus unterschiedlichen Quellen erschlossene Konferenzankündigungen Informationen über die jeweils geforderten Themen ermittelt werden und auf dieser Basis die obige Anfrage präzise und umfassend beantwortet werden kann. Dabei soll eine Ontologie für die Themenklassifikation sowie eine semantische Suche genutzt werden.

Das Rahmenwerk soll exemplarisch für Konferenzen aus der Informatik realisiert werden, gleichzeitig aber so allgemein sein, dass leicht eine Suchmaschine für andere Disziplinen (z.B. Elektrotechnik, Mathematik) oder andere Veröffentlichungsarten (z.B. wissenschaftliche Zeitschriften) konfiguriert werden könnte. Die zu erstellende Software soll als LGPL lizensiert sein.

Art der Arbeit

Diplom- oder Masterarbeit

Voraussetzungen

Kenntnisse in Web-Technologien und Semantic Web

Betreuer

Prof. Robert Tolksdorf

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Lehrveranstaltungen, Weiterbildungen etc. werden von Prüfungen abgeschlossen, die beispielsweise als Klausuren eine Reihe von Prüfungsfragen in geeigneter inhaltlicher Kombination in geeigneten Schwierigkeitsgraden zusammenstellen.

Diese Zusammenstellung in hoher Qualität ist momentan ein manueller und damit teurer Vorgang. Aus einem Pool von Aufgaben werden mit menschlichem Hintergrundwissen um den Inhalt und die Schwierigkeit einige ausgewählt und zu einer Klausur kombiniert. Falls bestimmte Themen noch nicht abgedeckt sind, werden neue Aufgaben erstellt.

In der Arbeit soll dieser Vorgang automatisiert werden. Aufgaben sollen dabei einzeln geeignet mit Metadaten zu ihrem Inhalt und Schwierigkeitsgrad markiert sind. Es soll eine Zielvorgabe für inhaltliche Schwerpunkt der Klausur und ihrer Schwierigkeit geben. Die in er Arbeit zu erstellende Software soll dann mit Hilfe Semantischer Technologien eine geeignete Auswahl treffen und die Klausur kombinieren.

Als triviales Beispiel könnte in einer Klausur eine Frage nach einem Internet-Transportprotokoll gestellt werden sollen. Vorhandene Aufgaben zu NNTP, FTP, HTTP etc. sind als solche semantisch markiert und in einer Ontologie ist vermerkt, dass sie alle Internet-Transportprotokolle sind. Das System soll dann automatisch eine davon auswählen.

Art der Arbeit

Studien-, oder Bachelorarbeit

Voraussetzungen

Kenntnisse in Semantischen Technologien

Betreuer

Prof. Robert Tolksdorf

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Die Ontologien des Semantic Web sind Netzwerke aus getypten Konzepten und getypten Beziehungen zwischen ihnen. Neben verschiedenen Metaeigenschaften wie Entwurfszweck oder Einsatzgebiet der Ontologie, sind die üblichen Maße für Graphen Eigenschaften einer Ontologie. Die Kombination verschiedener Maße des Ontologie-Graphen könnte man zu einer Signatur zusammenführen mit deren Hilfe ähnliche Ontologien identifiziert werden könnten.

In der Arbeit soll ein Konzept zu solchen Signaturen entworfen und seine Aussagefähigkeit experimentell überprüft werden. werden. Dazu sollen zunächst mit Hilfe vorhandener Tools (z.B. GUESS oder SONIVIS) eine einfache Möglichkeit zur Ermittlung von Grapheigenschaften von Ontologien erstellt werden. Dann soll das gewählte Konzept überprüft werden indem für thematisch ähnliche Ontologien aus Ontologierepositorien (z.B. SchemaWeb) Signaturen ermittelt und dahingehend überprüft werden ob sie diese thematische Nähe wiederspiegeln.

Art der Arbeit

Diplom- oder Masterarbeit

Voraussetzungen

Kenntnisse in Semantic Web und Netzwerken

Betreuer

Prof. Dr.-Ing. Robert Tolksdorf

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Wissen über komplexe Zusammenhänge lässt sich in Modellen fassen. Eine Form der Modelle sind Ursache-Wirkungsmodelle bei denen die Wirkung einer Entität im Modell auf eine andere beschrieben wird. Aktuell könnte man modellieren, dass eine staatliche Prämie für die Verschrottung von Altwagen sich positiv auf den Absatz von Neuwagen auswirkt. Es gibt Anwendungen wie Consideo, die eine solche Modellierung unterstützen und durch Simulationen ergänzen.

Nun könnte aber diese Modellierung auch gemeinsam erfolgen. Ein zweiter Benutzer könnte beispielsweise den Zusammenhang hinzufügen, dass durch höheren Absatz von Neuwagen der durchschnittliche Benzinverbrauch im Fahrzeugverkehr sinkt. Ein dritter könnte hinzufügen, dass damit die Nachfrage nach Benzin sinkt und ein vierter, dass somit der Benzinpreis eher sinkt.

In der Arbeit soll ein Konzept und eine prototypische Implementierung einer solchen gemeinsamen Wissensmodellierung mit Ursache-Wirkungsmodellen erstellt werden. Dabei sollen Konzepte sowie Beziehungen (trivialerweise zunächst “positiver Einfluss (+)” und “negativer Einfluss (-)”) zwischen ihnen mit Technologien des Semantic Web typisiert werden. Die Anwendung selber besteht aus einer Web-basierten Software, die das Einfügen von Abhängigkeiten durch unteschiedliche Benutzer ermöglicht und eine geeignete Darstellung erzeugt.

Art der Arbeit

Diplom- oder Masterarbeit

Voraussetzungen

Kenntnisse in Web-Technologien, Modellierung, Semantic Web

Betreuer

Prof. Dr.-ing. Robert Tolksdorf

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Zur Darstellung von Graphen und Netzwerken existiert eine Fülle von Software, Tools und Forschung. Ein verbreitetes Modell ist die Verwendung von Kräften mit denen sich verbundene Knoten anziehen oder abstossen.

In der Arbeit soll anhand mehrerer Verfahren erprobt werden, inwiefern sich semantische Abstandsmasse als Grundlage für solche Kräfte verwenden lassen. Dazu ist ein Konzept zu erstellen, eine geeignete Open Source Software auszuwählen und zu erweitern sowie das Konzept zu evaluieren.

Art der Arbeit

Studien- oder Bachelorarbeit

Voraussetzungen

Kenntnisse mindestens in einem der Bereiche Semantic Web und Graphlayout

Betreuer

Prof. Dr.-Ing. Robert Tolksdorf

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