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Von A wie Astrofotografie bis U wie Usability - Die Erstsemester des FBI brillieren bei der PST-Abschlusspräsentation

Kaum an der Hochschule gestartet, galt es am 02.12.2021 im Audimax für die Erstsemester aller Präsenz-Studiengänge des FBI zu präsentieren, was man in Informatikthemen „drauf“ hat – und das, ohne bereits viele Vorlesungen besucht zu haben. Mit großer Freude und tollen Ideen überzeugten unsere Neuankömmlinge mit 13 verschiedenen Projekten auf der Bühne. Die Juroren hatten es schwer, große Unterschiede zu erkennen, so gut waren die Ergebnisse. Auch die Studierenden selbst gaben ihr Votum ab, am Ende standen die Gewinner des Best Presentation Awards fest:

Auf dem ersten Platz landete das Team "Astrofotografie" mit ihrem Betreuer Oliver Karaschewski.

Über den 2. Platz freuten sich gleich 3 Teams: das Team "Smarte Hardware" mit den Betreuern Prof. Angela Pohl und Kai Mrkor, das Team „Künstliche Intelligenz“ mit Prof. Jochen Heinsohn und Ingo Boersch und die Gruppe “Computerspiele“ mit Prof. Michael Syrjakow. Doch worum ging es inhaltlich und was steckt hinter den Projektnamen?

1)     Visuelle Effekte

Dass große Filmstudios für Produktionen wie Harry Potter oder Avatar heute ohne visuelle Effekte nicht auskommen ist klar, aber welche Verfahren werden dafür genutzt? Das Projektteam stellte anschaulich gängige Verfahren vor, wie Motion Capture (z.B. für Gollom aus Herr der Ringe), Bullet Time (z.B. für Matrix), Color Grading (Bildkorrekturen), MATTE Painting (das Simulieren von Hintergründen und Umgebungen), VFX Compositing (Komposition unterschiedlicher Bildelemente), Greenscreen und Keying sowie PREVIS (Vorvisualisierung einer Szene und ihrer Einstellungen).

2)     Entscheidungsunterstützung für Rheumapatienten 

Nach Definition zu der Krankheit "Morbus Bechterew"  und erfolgter Literaturrecherche zu den empfholenen Maßnahmen, war es das Ziel dieses Projektteams, mit „MIT App Inventor“ eine Applikation zu entwickeln, die Informationen zum Krankheitsbild gibt und mit physiotherapeutischen Übungen zur Genesung beiträgt. Der Prototyp sah sehr vielversprechend aus und wird hoffentlich bald in die Praxis umgesetzt.

3)     Künstliche Intelligenz

Anschauliche Videos zeigten dem Publikum, welche kleineren Aufgaben vom Team in C programmiert und mit Lego umgesetzt wurden. Beeindruckt hat der „Fingerfolger“ (die Fingerbewegung nach Links und Rechts steuert über Infrarot LED´s einen Servomotor), das „Gaspedal“ (durch Handbewegung in der Luft dreht sich der Motor schneller), das „Codeschloss“ (3 Tasten öffnen ein Code-Schloss), ein Flurschalter (2 Schalter schalten das Licht an und aus) sowie eine  „Ball-Schussanlage“ und eine „Fliegenklatsche“.

4)     Postegestaltung

Die Gruppe um Tom Gunkel erstellte für die PST-Abschluss-Veranstaltung 3 verschiedene Ankündigungsposter. Auf der Bühne erklärten sie den Workflow, die Realisierung mit Bildbearbeitungsprogrammen wie GIMP, Adobe Photoshop und Illustrator und die verwendeten Tools sowie die Endresultate mit den dahinterstehenden Ideen.

5)     Digitalisierung und Nachhaltigkeit

Nach kurzer Umfrage im Publikum, wieviel Energie wohl ein Nutzer beim Googeln verbraucht, beschäftigte sich das Team um Prof. Michael Syrjakow mit den Vor- und Nachteilen der Digitalisierung in Bezug auf die Umwelt. Um z.B. das Problem „Elektroschrott“ zu verkleinern, zeigten sie mehrere Ideen auf: Digitalabstinenz, Grüne Suchmaschinen, Grüne Energie nutzen, Videokonferenzen statt Flugreisen sowie bewusster Umgang mit Energie. Zusätzlich entwarfen sie ein Konzept für eine App, die die Digitalisierung des Bändchensystems der THB darstellt.

6)     Evolution der Computerspiele

Aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln und mit guten Videobeispielen widmete sich das Projektteam der Evolution der Computerspiele. Dabei wurden folgende Parameter unter die Lupe genommen: die graphische Entwicklung (von Tic-Toc-Toe und Pong über den Sprung von 2D zu 3D), die Entwicklung von Texturen (Überzug von Objekten), die Entwicklung der Audiospur, Animationen (von simple zu komplex), Technologien zur Bildverbesserung (Antik-Aliasing, Anisotrope Filterung, Raytracing. Die Zukunft der Computerspiele liegt bei VR und AR. Wir sind gespannt.

7)     Social Media Analyse – Twitter

Das Projektteam um Marvin Lukas Wenzel beschäftigte sich mit der Analyse und Darstellung von Twitterdaten. Zunächst beschafften sie sich die Daten über das Sammeln der Tweets mit den Inhalten 1 G, 2 G, 3 G, Impfen, Impfung oder Impfpflicht mit Hilfe der Twitter API „Tweepy“. Die Fehlerquellen (z.B. die falsche Skalierung der Graphenachsen) wurden analysiert und Texte gesäubert, aktive und reaktive Tweets gezählt und die Daten letztendlich in einem im Liniendiagramm grafisch dargestellt.

8)     Organogramme

Die Studierenden um Prof. Dr. Enzmann definierten das Krankheitsbild, die Symptome und die Risikofaktoren der Lungenarterienembolie. Die Diagnostik kann mittels Wells-Score oder Geneva-Score, Pulmonary embolism rule-out criteria, CTPA, Dimer-Spiegel, Röntgen oder EKG erfolgen. Behandlungs- und Therapiemethoden wurden erläutert, z.B. eine Katherterlegung oder eine Operation. Ein mögliches Prozessablaufdiagramm für ein Fallbeispiel wurde vorgestellt mit dem Ziel, die Diagnostik damit zu erleichtern.

9)     Smarte Hardware

Mit Hilfe der Arduino-Plattform wagte sich die Gruppe an das Thema „maschinelles Lernen“. Für die Umsetzung der Projektideen wurden die Mikrocontroller in C programmiert. Für die erste Idee „Maskenerkennung“ galt es, ein Programm zu schreiben für die Erkennung ob eine Person eine Maske trägt. Hierfür wurde hunderte Bilder aufgenommen, diese in 3 Klassen eingeteilt (Gesicht mit Maske, Gesicht ohne Maske, kein Gesicht) und das System entsprechend trainiert. Die Auswertung erfolgte in einer Webseite sowie zusätzlich mit Smiley und Sound über ein im 3-D-Druck gefertigtes Bauteil. Die Live-Demonstration auf der Bühne klappte prima. In der zweiten Idee „Sesam öffne Dich!“ sollte sich eine Tür öffnen, wenn die richtige Person authentifiziert wird.

10)  Usabilitystudie UI Design

„Weniger ist mehr“ war das Fazit der Projektgruppe um Prof. Julia Schnitzer, die sich mit dem Userinterface in modernen Science-Fiction-Filmen beschäftigte. Doch wie erstellt man sowas und was macht gutes Userdesign aus? Sie beleuchteten die grafische Oberfläche einer Navigationsanwendung, die die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine darstellt und zeigten Beispiele. Ergebnis des Teams war eine eigene Checkliste zu Farbgestaltung, Elementen, Sprache und Logik, die sie auch gleich nutzten um 2 Cockpits aus den Filmen „Der Marsianer“ und „Oblivion“ zu bewerten.

11)  Astrofotografie

In einer wunderbaren Kurzgeschichte erklärten Studierende des Teams auf der Bühne ihre Beobachtungen, Techniken und Erfahrungen mit der Himmelskörperfotografie. Für die Planung ihrer Fototermine nutze die Gruppe Handy-Apps zur Planung des Wetters und der Lichtverschmutzung. Verschiedene Sternbilder wie der große Wagen und auch die Milchstraße konnten gut in Szene gesetzt werden, indem 30 Bilder aufgenommen und in einer Software zusammengerechnet wurden. Coole Fotos entstanden auch als Lichtgraffiti.

12)  Senior-Care-Monitoring

Ein spannendes Projekt aus der Medizininformatik widmete sich der Aufgabe, die Sicherheit der Bewohner eines Seniorenheims verbessern, die Pflegekräfte unterstützen/entlasten und Trinkverhalten der Senioren zu beobachten. Dafür testeten sie unterschiedliche Sensorsysteme (die LiDAR Kamera L515, den Calumino Thermal Sensor und das Thermal Imaging Bricklet) und verglichen sie miteinander. Im Test ging es darum, Menschen mit unterschiedlichen Abständen zu erkennen, die Vermischung von Wärmewerten richtig zu interpretieren und das Trinken der beobachteten Personen zu erkennen. Das Team hatte gleich noch Ideen für Folgeprojekte: „man könnte einen Algorithmus bauen, der ein Warnsignal ausgibt, wenn ein Sturz passiert“. Da werden sich betroffene Personen freuen.

13)  Passwort-(Un)Sicherheit

Wofür brauchen wir überhaupt Passwörter? Die Antwort lieferte das Team um Prof. Michael Pilgermann: zur Authentifizierung! Dabei werden folgende Fragen geklärt: „wer bin ich?“ (z.B. über face id, Biometrie (Fingersensor), Irisscan, Venenerkennung oder Handschriftenerkennung), „was habe ich?“ (z.B. Chipkarten, Schlüssel) und „was weiß ich?“ (Passwörter und PINs). Anforderungen an sichere Passwörter wurden definiert. Eine durchgeführte Umfrage mit 100 Teilnehmern zeigte, dass noch weiterer Aufklärungsbedarf besteht. Passwortlisten, Tools zum Generieren von Passwörtern, Brutforce-Attacken, Phishingmails und weitere Werkzeuge wie „Gophish“ wurden unter die Lupe genommen und Empfehlungen für sichere Passwörter erarbeitet: die 2-Faktor-Authentifizierung nutzen, Passwortmanager ausprobieren und das Passwort der Zukunft „Fido“ nutzen! Das ist ein asymmetrischer Schlüssel mit 2 Modi (1. Stick, 2. PIN).

Campusgeschichten

Von A wie Astrofotografie bis U wie Usability - Die Erstsemester des FBI brillieren bei der PST-Abschlusspräsentation

Kaum an der Hochschule gestartet, galt es am 02.12.2021 im Audimax für die Erstsemester aller Präsenz-Studiengänge des FBI zu präsentieren, was man in Informatikthemen „drauf“ hat – und das, ohne bereits viele Vorlesungen besucht zu haben. Mit großer Freude und tollen Ideen überzeugten unsere Neuankömmlinge mit 13 verschiedenen Projekten auf der Bühne. Die Juroren hatten es schwer, große Unterschiede zu erkennen, so gut waren die Ergebnisse. Auch die Studierenden selbst gaben ihr Votum ab, am Ende standen die Gewinner des Best Presentation Awards fest:

Auf dem ersten Platz landete das Team "Astrofotografie" mit ihrem Betreuer Oliver Karaschewski.

Über den 2. Platz freuten sich gleich 3 Teams: das Team "Smarte Hardware" mit den Betreuern Prof. Angela Pohl und Kai Mrkor, das Team „Künstliche Intelligenz“ mit Prof. Jochen Heinsohn und Ingo Boersch und die Gruppe “Computerspiele“ mit Prof. Michael Syrjakow. Doch worum ging es inhaltlich und was steckt hinter den Projektnamen?

1)     Visuelle Effekte

Dass große Filmstudios für Produktionen wie Harry Potter oder Avatar heute ohne visuelle Effekte nicht auskommen ist klar, aber welche Verfahren werden dafür genutzt? Das Projektteam stellte anschaulich gängige Verfahren vor, wie Motion Capture (z.B. für Gollom aus Herr der Ringe), Bullet Time (z.B. für Matrix), Color Grading (Bildkorrekturen), MATTE Painting (das Simulieren von Hintergründen und Umgebungen), VFX Compositing (Komposition unterschiedlicher Bildelemente), Greenscreen und Keying sowie PREVIS (Vorvisualisierung einer Szene und ihrer Einstellungen).

2)     Entscheidungsunterstützung für Rheumapatienten 

Nach Definition zu der Krankheit "Morbus Bechterew"  und erfolgter Literaturrecherche zu den empfholenen Maßnahmen, war es das Ziel dieses Projektteams, mit „MIT App Inventor“ eine Applikation zu entwickeln, die Informationen zum Krankheitsbild gibt und mit physiotherapeutischen Übungen zur Genesung beiträgt. Der Prototyp sah sehr vielversprechend aus und wird hoffentlich bald in die Praxis umgesetzt.

3)     Künstliche Intelligenz

Anschauliche Videos zeigten dem Publikum, welche kleineren Aufgaben vom Team in C programmiert und mit Lego umgesetzt wurden. Beeindruckt hat der „Fingerfolger“ (die Fingerbewegung nach Links und Rechts steuert über Infrarot LED´s einen Servomotor), das „Gaspedal“ (durch Handbewegung in der Luft dreht sich der Motor schneller), das „Codeschloss“ (3 Tasten öffnen ein Code-Schloss), ein Flurschalter (2 Schalter schalten das Licht an und aus) sowie eine  „Ball-Schussanlage“ und eine „Fliegenklatsche“.

4)     Postegestaltung

Die Gruppe um Tom Gunkel erstellte für die PST-Abschluss-Veranstaltung 3 verschiedene Ankündigungsposter. Auf der Bühne erklärten sie den Workflow, die Realisierung mit Bildbearbeitungsprogrammen wie GIMP, Adobe Photoshop und Illustrator und die verwendeten Tools sowie die Endresultate mit den dahinterstehenden Ideen.

5)     Digitalisierung und Nachhaltigkeit

Nach kurzer Umfrage im Publikum, wieviel Energie wohl ein Nutzer beim Googeln verbraucht, beschäftigte sich das Team um Prof. Michael Syrjakow mit den Vor- und Nachteilen der Digitalisierung in Bezug auf die Umwelt. Um z.B. das Problem „Elektroschrott“ zu verkleinern, zeigten sie mehrere Ideen auf: Digitalabstinenz, Grüne Suchmaschinen, Grüne Energie nutzen, Videokonferenzen statt Flugreisen sowie bewusster Umgang mit Energie. Zusätzlich entwarfen sie ein Konzept für eine App, die die Digitalisierung des Bändchensystems der THB darstellt.

6)     Evolution der Computerspiele

Aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln und mit guten Videobeispielen widmete sich das Projektteam der Evolution der Computerspiele. Dabei wurden folgende Parameter unter die Lupe genommen: die graphische Entwicklung (von Tic-Toc-Toe und Pong über den Sprung von 2D zu 3D), die Entwicklung von Texturen (Überzug von Objekten), die Entwicklung der Audiospur, Animationen (von simple zu komplex), Technologien zur Bildverbesserung (Antik-Aliasing, Anisotrope Filterung, Raytracing. Die Zukunft der Computerspiele liegt bei VR und AR. Wir sind gespannt.

7)     Social Media Analyse – Twitter

Das Projektteam um Marvin Lukas Wenzel beschäftigte sich mit der Analyse und Darstellung von Twitterdaten. Zunächst beschafften sie sich die Daten über das Sammeln der Tweets mit den Inhalten 1 G, 2 G, 3 G, Impfen, Impfung oder Impfpflicht mit Hilfe der Twitter API „Tweepy“. Die Fehlerquellen (z.B. die falsche Skalierung der Graphenachsen) wurden analysiert und Texte gesäubert, aktive und reaktive Tweets gezählt und die Daten letztendlich in einem im Liniendiagramm grafisch dargestellt.

8)     Organogramme

Die Studierenden um Prof. Dr. Enzmann definierten das Krankheitsbild, die Symptome und die Risikofaktoren der Lungenarterienembolie. Die Diagnostik kann mittels Wells-Score oder Geneva-Score, Pulmonary embolism rule-out criteria, CTPA, Dimer-Spiegel, Röntgen oder EKG erfolgen. Behandlungs- und Therapiemethoden wurden erläutert, z.B. eine Katherterlegung oder eine Operation. Ein mögliches Prozessablaufdiagramm für ein Fallbeispiel wurde vorgestellt mit dem Ziel, die Diagnostik damit zu erleichtern.

9)     Smarte Hardware

Mit Hilfe der Arduino-Plattform wagte sich die Gruppe an das Thema „maschinelles Lernen“. Für die Umsetzung der Projektideen wurden die Mikrocontroller in C programmiert. Für die erste Idee „Maskenerkennung“ galt es, ein Programm zu schreiben für die Erkennung ob eine Person eine Maske trägt. Hierfür wurde hunderte Bilder aufgenommen, diese in 3 Klassen eingeteilt (Gesicht mit Maske, Gesicht ohne Maske, kein Gesicht) und das System entsprechend trainiert. Die Auswertung erfolgte in einer Webseite sowie zusätzlich mit Smiley und Sound über ein im 3-D-Druck gefertigtes Bauteil. Die Live-Demonstration auf der Bühne klappte prima. In der zweiten Idee „Sesam öffne Dich!“ sollte sich eine Tür öffnen, wenn die richtige Person authentifiziert wird.

10)  Usabilitystudie UI Design

„Weniger ist mehr“ war das Fazit der Projektgruppe um Prof. Julia Schnitzer, die sich mit dem Userinterface in modernen Science-Fiction-Filmen beschäftigte. Doch wie erstellt man sowas und was macht gutes Userdesign aus? Sie beleuchteten die grafische Oberfläche einer Navigationsanwendung, die die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine darstellt und zeigten Beispiele. Ergebnis des Teams war eine eigene Checkliste zu Farbgestaltung, Elementen, Sprache und Logik, die sie auch gleich nutzten um 2 Cockpits aus den Filmen „Der Marsianer“ und „Oblivion“ zu bewerten.

11)  Astrofotografie

In einer wunderbaren Kurzgeschichte erklärten Studierende des Teams auf der Bühne ihre Beobachtungen, Techniken und Erfahrungen mit der Himmelskörperfotografie. Für die Planung ihrer Fototermine nutze die Gruppe Handy-Apps zur Planung des Wetters und der Lichtverschmutzung. Verschiedene Sternbilder wie der große Wagen und auch die Milchstraße konnten gut in Szene gesetzt werden, indem 30 Bilder aufgenommen und in einer Software zusammengerechnet wurden. Coole Fotos entstanden auch als Lichtgraffiti.

12)  Senior-Care-Monitoring

Ein spannendes Projekt aus der Medizininformatik widmete sich der Aufgabe, die Sicherheit der Bewohner eines Seniorenheims verbessern, die Pflegekräfte unterstützen/entlasten und Trinkverhalten der Senioren zu beobachten. Dafür testeten sie unterschiedliche Sensorsysteme (die LiDAR Kamera L515, den Calumino Thermal Sensor und das Thermal Imaging Bricklet) und verglichen sie miteinander. Im Test ging es darum, Menschen mit unterschiedlichen Abständen zu erkennen, die Vermischung von Wärmewerten richtig zu interpretieren und das Trinken der beobachteten Personen zu erkennen. Das Team hatte gleich noch Ideen für Folgeprojekte: „man könnte einen Algorithmus bauen, der ein Warnsignal ausgibt, wenn ein Sturz passiert“. Da werden sich betroffene Personen freuen.

13)  Passwort-(Un)Sicherheit

Wofür brauchen wir überhaupt Passwörter? Die Antwort lieferte das Team um Prof. Michael Pilgermann: zur Authentifizierung! Dabei werden folgende Fragen geklärt: „wer bin ich?“ (z.B. über face id, Biometrie (Fingersensor), Irisscan, Venenerkennung oder Handschriftenerkennung), „was habe ich?“ (z.B. Chipkarten, Schlüssel) und „was weiß ich?“ (Passwörter und PINs). Anforderungen an sichere Passwörter wurden definiert. Eine durchgeführte Umfrage mit 100 Teilnehmern zeigte, dass noch weiterer Aufklärungsbedarf besteht. Passwortlisten, Tools zum Generieren von Passwörtern, Brutforce-Attacken, Phishingmails und weitere Werkzeuge wie „Gophish“ wurden unter die Lupe genommen und Empfehlungen für sichere Passwörter erarbeitet: die 2-Faktor-Authentifizierung nutzen, Passwortmanager ausprobieren und das Passwort der Zukunft „Fido“ nutzen! Das ist ein asymmetrischer Schlüssel mit 2 Modi (1. Stick, 2. PIN).

Juli 2022