Studentische Abschlussarbeiten

COPICOH betreut Bachelor- und Masterarbeiten in den relevanten Studiengängen der Universität zu Lübeck (Informatik, Medieninformatik, Medizinische Informatik, Pflegewissenschaften). Wir haben immer eine Reihe interessanter Themen im Angebot. Interessierte Studierende sprechen uns gerne an!

Hier folgen beispielhaft einige aktuelle Arbeiten aus dem Zentrum.


Abgeschlossene Arbeiten



Redundanz beim maschinellen Lernen

Jessica Lückert (Bachelorarbeit, Medizinische Informatik, 14.12.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Josef Ingenerf (IMI)

Die zentrale Idee der Arbeit ist, einen Naive-Bayes-Klassifikator daraufhin zu untersuchen, ob eine gelernte Parameterkonfiguration für eine spezielle Modellinstanz sich durch explizite Hinzufügung von Tupelduplikaten beeinflussen lässt. Es wurde ein Datenmodell zur Sepsis-Erkennung, mitsamt entsprechender Datensätze, verwendet. Zur Lösung des Lernproblems bzgl. einer denormalisierten Version der Sepsis-Daten werden in Python implementierte Algorithmen verwendet.



Probabilistischer Datenaustausch

Julia Remes (Bachelorarbeit, Informatik, 14.12.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Josef Ingenerf (IMI)

Die zentrale Idee er Arbeit besteht darin, die bei der Abbildung durch die Anwendung der Regeln entstehenden markierten Nullwerte in der Zieldatenbank durch Zahlenvektoren zu repräsentieren (realisiert als ein internes zusätzliches Attribut der entsprechenden Tabelle). Die Vektoren haben eine Stelle für jedes Attribut, wobei die Zahl 0 als Attributwert einer Vektorposition für einen Nicht-Nullwert in der entsprechenden Spalte  steht und eine natürliche Zahl den Namen eines Nullwertes in der entsprechenden Spalte der Tabelle darstellt. Anfragen an die Zieldatenbank müssen entsprechend dieser Idee der markierten Nullwerte umgeschrieben werden, um die Semantik von markierten Nullwerten bezüglich der Join-Operation (und anderer Operationen) transparent umzusetzen.



Integration of Medical Data with Temporal Probabilistic Databases

Matthias Wöhler (Bachelorarbeit, Medizinische Informatik, 27.11.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Josef Ingenerf (IMI)

Betreuer: Marcel Gehrke

In der Bachelorarbeit wurde untersucht, in wie weit temporale probabilistische Datenbanken (TPBDs) im Medizinkontext eingesetzt werden können, in dem ein Ambient Assisted Living  Szenario durchgespielt wurde. Hierbei wurde untersucht, ob TPDBs dabei helfen können, dass Patienten länger Zuhause betreut werden können.



Query Answering under Uncertainty and Temporal Validity Restrictions

Simon Paasche (Bachelorarbeit, Medizinische Informatik, 20.11.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Josef Ingenerf (IMI)

Betreuer: Marcel Gehrke

In der Bachelorarbeit wurde untersucht, in wie weit eine Erweiterung einer relationalen Datenbank es uns ermöglicht, jeden einzelnen Eintrag zeitlich einzuschränken und mit einer konstanten Wahrscheinlichkeit oder zeitabhängigen Wahrscheinlichkeitsfunktion zu verknüpfen. Somit kann man dann z.B. entscheiden, ob schon durchgeführte Tests bzw. Messungen noch für die aktuelle Diagnose benutzt werden können oder nochmals durchgeführt werden müssen.



Learning Probabilistic Relational Models

Maurice Sambale (Masterarbeit, Informatik, 10.10.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Heinz Handels (IMI)

In der Master-Arbeit wurde untersucht, in welcher Weise ein sog. probabilistisches relationales Modell (PRM) für einen Anwendungsbereich aus einer relationalen Datenbank über den Anwendungsbereich gewonnen werden kann. Der Anwendungsbereich wurde aus dem Kontext von Produktionsmaschinen z.B. für Medikamente und deren Verpackungen gewählt.



Conception and development of telepresence middleware

Nils Ihnken (Bachelorarbeit, IT - Sicherheit, Oktober 2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. rer. nat. Stefan Fischer (ITM)

Betreuer: Raphael Allner

In dieser Arbeit wurde eine Telepräsenz Middleware konzipiert und entwickelt. Die Motivation ist, Medizinern zu ermöglichen, aus der Ferne über das Internet Patienten behandeln und Diagnosen stellen zu können. In der Analyse der Aktoren wurde herausgearbeitet, dass bereits 70% der Diagnosen nach dem Arzt-Patienten-Gespräch vor der Untersuchung gestellt werden können. Zudem ist für die Behandlung das Vertrauensverhältnis zwischen Arzt und Patient essenziell. Des Weiteren muss das Patientengeheimnis gewahrt werden. Für die Konzeption der Middleware bedeutet es, dass nicht nur eine Übertragung eines Untersuchungsinstruments ermöglicht wird, sondern auch die Übertragung von Bild und Sprache.
 
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Enhancing Relational Topic Modeling with Named-Entity Induced Links

Mathis Lichtenberger (Masterarbeit, Informatik, 19.09.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Elmar Rückert (ROB)

In der Master-Arbeit wurde untersucht, in welcher Weise sich implizite Verknüpfungen von Dokumenten (Texten) durch gemeinsam verwendete benannte Entitäten (Named Entities, NEs) dazu verwenden lassen, eine automatisiert bestimmte relationale Themencharakterisierung von Dokumenten (Relational Topic Modeling, RTM, nach Chang & Blei 09) zu verbessern. Eine Themencharakterisierung (Topic Model) ist eine Verteilung über Worte, die in einem Text einer bestimmten Klasse potentiell vorkommen. Relationale Themencharakterisierungen beziehen sich auf Relationen zwischen Dokumenten (z.B. Zitationsbeziehungen, Koreferenzbeziehungen durch gemeinsames Auftreten in Handbibliotheken usw.). Lernverfahren für RTMs mit einer Koreferenzrelation gebildet durch gemeinsam verwendete benannte Entitäten (sog. NE-RTMs) waren zu entwickeln. Zur Arbeit gehörte es auch, ein angemessenes RTM-Bewertungsmodell zu entwerfen, so dass die Qualität von RTM-Prädiktionsanfragen für neue Dokumente und ihre Beziehungen zu bekannten Dokumenten mit NE-RTMs sinnvoll gemessen werden kann.



Development of a Kinesthetic Telepresence Lab

Jan Niklas Rösch (Bachelorarbeit, Medieninformatik, September 2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. rer. nat. Stefan Fischer (ITM)

Betreuer: Raphael Allner

Im Rahmen dieser Arbeit wird die Konzeption und anschließende Realisierung eines Testlabors für telemedizinische Eingabegeräte beschrieben. Dabei ist sowohl ein physisches Testlabor, als auch ein Simulator entstanden, in denen verschiedene Steuerungsmöglichkeiten eingebettet und anhand medizinischer Behandlungen erprobt werden können. Dabei soll dieses System dazu eingesetzt werden können, Anforderungen an diese Eingabegeräte in dem medizinischen Kontext evaluieren zu können. Die Struktur des Labors und des Simulators wurde dabei so angelegt, dass neue Geräte leicht eingebunden werden und mit bereits bestehenden Systemen kombiniert werden können.
 
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Entwicklung eines mobilen Patientenrufsystems

Julia Wegener (geb. Abeler) (Masterarbeit, Medizinische Informatik, 18. August 2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Nicole Jochems (IMIS)

In Kooperation mit Prof. Dr. Katrin Balzer (ISE)

In der Arbeit wurde ein neues mobiles Patientenrufsystem mit dem Fokus auf der Kommunikation zwischen Patient und Pflegekraft entwickelt. Mit Hilfe qualitativer Beobachtungsstudien und Interviews wurde in der Analyse ermittelt, dass für Patienten ein einfaches intuitives System mit direkten Rückmeldungen und für Pflegekräfte die effektivere Priorisierung und ortsunabhängige Beantwortung von Rufen von entscheidender Bedeutung sind. Der Prototyp wurde mit Hilfe von VueJS in Form einer Web-Applikation in einem User Centered Design-Prozess entwickelt.



System zum Aufzeichnen der Aktivitäten im Usability-Labor

Salvatore Cancilliere (Bachelorarbeit, Informatik, 24. Mai 2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Nicole Jochems (IMIS)

Betreuer: Bennet Gerlach (ITM)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Speicherung von Informationen aus Sensoren und IoT-Geräten im ambienten Usability-Labor, inklusive Videoströmen auf Basis von Node.js. Die Steuerung erfolgt über ein Webinterface.



Kontextsensitive Informationsdarstellung mit Hilfe von beweglichen Projektoren

Hanin Kadri (Bachelorarbeit, Informatik, 23. April 2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Nicole Jochems (IMIS)

Betreuer: Bennet Gerlach (ITM)

Die Arbeit beschreibt die Entwicklung motorgetriebenen Projektors, der es ermöglicht, in einer ambienten Pflegeumgebung Informationen an potentiell beliebigen Oberflächen zu projizieren. Die Umsetzung erfolgte mit Hilfe einer eigenen Konstruktion auf Basis von Schrittmotoren.



Entwicklung eines Systems zur Unterstützung von Bewegungsanalyse

Maurice Grefe (Bachelorarbeit, Informatik, 08.03.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Tilo Mentler (IMIS)

Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Servers zur automatisierten Erkennung von Gesten zum Einsatz in Sportstudios. Ziel ist die Realisierung von Trainingsfeedback mittels Bewegungsanalyse mit Hilfe von drahtlosen Übertragung mit Time-of-Flight-Kameras.



Unterstützung der Reha durch ein innovatives Kamerasystem

Lina Schad (Masterarbeit, Medieninformatik, 07.03.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Zweitgutachten: Dr. Sven Groppe (IFIS)

Im Studiengang Medieninformatik hat Frau Lina Schad Ihre Masterarbeit zum Thema „ GROoM- Ein kameragestütztes System zur Unterstützung von Rehabilitationstherapie” erfolgreich abgeschlossen.
Unter der Betreuung von Prof. Schrader (ITM) und mit freundlicher Unterstützung von PD Dr. Ruth Deck von der Sektion Rehaforschung (ISE) wurde ein System implementiert, welches eine Motivationshilfe für körperliche Übungen nach der Rehabilitationsmaßnahme speziell für Patienten mit chronischen Rückenschmerzen anbietet. Dabei wurden Gamification-Methoden in eine App integriert, die das Erreichen persönlicher Ziele mit einem spielerischen Ansatz fördert.

Literatur: Lina Schad: „GROoM- Ein kameragestütztes System zur Unterstützung von Rehabilitationstherapie“, Masterarbeit, Institut für Telematik an der Universität zu Lübeck, 14.02.2018.



Konzeption und Realisierung eines Instant Messenger für den Einsatz im medizinischen Arbeitsalltag

Links: Auswahl der Vertretung durch Arzt
Rechts: Chatansicht mit Vertretung des Arztes

Jonas Franke (Bachelorarbeit, Medizinische Informatik, 08.02.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Stefan Fischer (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Josef Ingenerf (IMI)

Gegenstand dieser Arbeit war es einen geeigneten Instant Messenger für den medizinischen Arbeitsalltag zu konzipieren und zu entwickeln. Dabei wurde eine umfangreiche Kontextanalyse durchgeführt, bei der die vielfältigen Facetten des Gesundheitswesen beleuchtet und auftretenden Kommunikationsprozesse untersucht wurden. Auf Basis der hierbei gewonnenen Erkenntnisse folgt die Zielgerichtete Konzeption und Umsetzung.



Anwendung des Baum-Welch-Algorithmus zum Lernen von DBNs aus PhysioNet-Daten

Florian Ott (Bachelorarbeit, Informatik, 04.01.2018)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Josef Ingenerf (IMI)

Betreuer: Marcel Gehrke

In der Bachelorarbeit wurde untersucht, in wie weit man ein diskretes Modell für EKG-Signale in nicht-überwachter Form mit Hilfe des Baum-Welch-Algorithmus gelernt werden kann, so dass eine Herzschlagerkennung auch bei Störungen in den EKG-Daten ermöglicht werden kann.



Machine learning based end user support in the context of IT security

Raphael Süs (Masterarbeit, Medizinische Informatik, 29.12.2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Heinz Handels (IMI)

In der Masterarbeit wurde untersucht, in welcher Weise in einem einfachen Dialog mit einem IT-Recherchesystem geeignete Textdokumente aus einem vorgegebenen Verzeichnis gefunden werden können, so dass für einen Aufgabenbereich angemessene Informationen bereitgestellt werden.



Konzept und Prototyp einer Webanwendung zur Organisation und Durchführung von Videosprechstunden

Dennis Labitzke (Masterarbeit, Medizinische Informatik, 14.12.2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Stefan Fischer (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Josef Ingenerf (IMI)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein System konzipiert und entwickelt, das eine einfache und unkomplizierte Planung und Durchführung solcher Videosprechstunden ermöglicht. Hierfür wurden im Rahmen einer Studienauswertung Tendenzen bezüglich der Nutzeranforderungen herausgearbeitet.

Entstanden ist eine Anwendung, die es zum einen erlaubt, virtuelle Verbindungen zwischen Patienten und deren Ärzten herzustellen und zum anderen die Möglichkeit bietet, Videosprechstunden zu organisieren und durchzuführen.

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Knowledge Enrichment of Documents using Topic Distributions and RDF Triple Structures

Bjarne Witten (Masterarbeit, Entrepreneurship in digitalen Technologien, 27.10.2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Stefan Fischer (ITM)

Betreuer: Felix Kuhr

In der Masterarbeit wurde untersucht, wie es gelingen kann, in einem nicht-überwachten Lernszenario datengetrieben bestimmte relationale Beschreibungen für die Inhalte von Textdokumenten auf Basis eines (großen) Verzeichnisses von vorverarbeiteten Dokumenten automatisch anzureichern, so dass der Inhalt besser beschrieben wird als ohne Anreicherung.



Automatisch angepasste Texteingabe und Selbstbeschreibung für IoT-Ensembles im Krankenhaus

Jasmin Wollgast (Bachelorarbeit, Medieninformatik, 28.08.2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Tilo Mentler (IMIS)

In der Arbeit wurden intuitive Texteingabemethoden (Sprache, Gesten, virtuelle Tastaturen, etc.) auf ihre sinnvolle Verwendung im pflegerischen Alltag hin untersucht. Die Arbeit entstand in Zusammenarbeit mit Prof. Katrin Balzer von der Sektion Pflegeforschung im Institut für Sozialmedizin und Epidemiologie.

Erscheint in: "Text Input in Hospital Settings using IoT Device Ensembles", 20th Congress International Ergonomics Association (IEA'2018), Florenz, 26.-28. August 2018. http://iea2018.org/



Entwicklung des Konzepts einer mobilen Applikation zur Überwachung der Nährstoffaufnahme in der veganen Ernährung

Julia Struwe (Bachelorarbeit, Informatik, Juli 2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Nicole Jochems (IMIS)

Mit Unterstützung von  Prof. Dr. Christian Sina und PD Dr. rer. Hum. Biol. Anika Wagner (Institut für Ernährungsmedizin)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Konzept für eine App zur Unterstützung der veganen Ernährung und der veganen Lebensweise entwickelt. Auf Basis einer State of the Art-Analyse und einer online durchgeführten Benutzerumfrage mit 576 Teilnehmern wurden die wesentlichen Komponenten für den Feature Driven Development-Prozess spezifiziert. Die prototypische Umsetzung einer hybriden „veganApp“ für Mobilgeräte wurde unter Einbeziehung von Probanden wissenschaftlich evaluiert. Wesentliche Komponenten sind eine Nährstoff-Datenbank und ein Tagebuch. Für die Generierung von Ernährungshinweisen bietet das System eine Schnittstelle für die Festlegung von Regeln durch Ärzte und Ernährungsberater.

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Interaktive Tutorials zur Erklärung von Interaktionsmöglichkeiten dynamisch vernetzter Geräte

Simon Schmudde (Masterarbeit, Medieninformatik, Juni 2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Tutor: Daniel Burmeister

Zur Erklärung und dem Erlernen von Interaktionsmöglichkeiten in Smarten Umgebungen wurden in dieser Arbeit Tutorials auf Basis der Selbstbeschreibungen von aktuell im Netzwerk verfügbaren Smarten Objekten zur Laufzeit generiert. Diese ermöglichen Nutzern in kleineren an den Kenntnisstand angepassten Aufgaben die Steuerung von Geräteverbünden in einer gesicherten Umgebung selbst zu erfahren und auszuprobieren.



Multimodale Metadaten zur Informationsextraktion

Phillip Wendland (Masterarbeit, Informatik, 01.05.2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Ralf Möller (IFIS)

Zweitgutachten: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

In der Masterarbeit wurde untersucht, wie es gelingen kann, in einem nicht-überwachten Lernszenario datengetrieben bestimmte multimodale Metadaten für neue Dokumente auf Basis eines Verzeichnisses von vorverarbeiteten Dokumenten automatisch anzureichern.



Dynamische Vernetzung intelligenter selbstbeschriebener Objekte

Nicolai Petter (Masterarbeit, Medieninformatik, Januar 2017)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Tutor: Daniel Burmeister

Diese Arbeit hat sich mit der dynamischen und automatisierten Vernetzung von Smarten Objekten beschäftigt. Hierzu werden die Selbstbeschreibungen von im Netz verfügbaren Geräten in einer zentralen Instanz analysiert und in einem Matching-Prozess anhand verschiedener Kriterien zusammengefügt. Die dadurch erzeugten Vernetzungsinformationen werden an die betreffenden Geräte übermittelt und ermöglichen dadurch eine direkte Kommunikation der Geräte untereinander.



Regelbasierte Kontextmodellierung zur bedarfsgerechten Auslieferung von Instruktionen

Jan Pascal Maas (Masterarbeit, Informatik, November 2016)

Erstgutachter: Prof. Dr. Andreas Schrader (ITM)

Tutor: Daniel Burmeister

In dieser Arbeit wurde ein System konzipiert und gestaltet, welches zur Laufzeit generierte Gebrauchsanweisungen von vernetzten Geräteverbünden in Smarten Umgebungen auf den Verbünden bestmöglich ausliefert. Experten aus dem Bereich der Medienpsychologie können durch geschaffene Schnittstellen Einfluss auf den Verlauf der Auslieferung und die mediale Präsentation nehmen, in dem diese Stereotypen erstellen und diesen Regelsätze hinterlegen.
Die Stereotypen werden mit mathematischen Distanzmetriken abgeglichen und somit eine auf den Nutzer angepasste Generierung und Auslieferung der Gebrauchsanweisungen möglich.



Einsatz von interaktiven Datenbrillen zur Unterstützung und Kompetenzerweiterung von Pflegekräften in der Ausbildung

Jan Kopetz (Masterarbeit, Medieninformatik, November 2016)

Erstgutachter: Prof. Nicole Jochems (IMIS)

Im Rahmen der Masterarbeit von Jan Kopetz wurde gezeigt, dass der Einsatz interaktiver Datenbrillen für das im Kontext der praktischen Ausbildung von Pflegekräften Potential hat.
Ein nächster Schritt ist die Entwicklung einer Systemarchitektur, um auch die Darstellung dynamischer Inhalte auf Datenbrillen zu ermöglichen.
Die Arbeit wurde während des EMI-Awards 2017 als beste Masterarbeit in der Medieninformatik 2016 ausgezeichnet.

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