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Von Big Data zu Data Science - Moderne Methoden der Informationsverarbeitung Jörg Fischer SS 2014 Fakultät für Informatik Institut für Anthropomatik Lehrstuhl.

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Präsentation zum Thema: "Von Big Data zu Data Science - Moderne Methoden der Informationsverarbeitung Jörg Fischer SS 2014 Fakultät für Informatik Institut für Anthropomatik Lehrstuhl."—  Präsentation transkript:

1 Von Big Data zu Data Science - Moderne Methoden der Informationsverarbeitung Jörg Fischer SS 2014 Fakultät für Informatik Institut für Anthropomatik Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme (ISAS) Prof. Dr.-Ing. Uwe D. Hanebeck Seminar

2 2 Jörg Fischer Ablauf Formale Randbedingungen Ausarbeitung Vortrag

3 3 Jörg 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 Veranstaltungen

4 4 Jörg Fischer Ablauf des Seminars  Themenauswahl  Themen an Betreuer gebunden  Recherche  Empfohlene Literatur auf der Web-Seite  Eigenständige Recherche  Ausarbeitung  Vortrag

5 5 Jörg Fischer Meilensteine  Themenauswahl (heute)  Ausarbeitung  Vorstellung des Themas und Gliederung(Mo )  Erste ausformulierte Fassung (Mo )  Endgültige Fassung (Mo )  Vortrag  Vortragsfolien (Mo )  Vortrag ( Juli )

6 6 Jörg Fischer Ablauf Formale Randbedingungen Ausarbeitung Vortrag

7 7 Jörg 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)

8 8 Jörg 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

9 9 Jörg Fischer Ablauf Formale Randbedingungen Ausarbeitung Vortrag

10 10 Jörg 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

11 11 Jörg Fischer Vortragslänge  Zeitbeschränkung beachten! (15 Min.)  Aber: Vortrag sollte auch nicht zu kurz sein  Viele Informationen Wenig Zeit  Konzentration auf das Wesentliche

12 12 Jörg 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

13 13 Jörg 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

14 14 Jörg 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

15 15 Jörg Fischer Folien – Schriftarten und -größen 8 Punkt 12 Punkt 18 Punkt 20 Punkt 24 Punkt 28 Punkt 32 Punkt 36 Punkt 40 Punkt Dieser Text ist zu klein. 8 Punkt 12 Punkt 18 Punkt 20 Punkt 24 Punkt 28 Punkt 32 Punkt 36 Punkt 40 Punkt  Serifenlose Schrift (links)  mind. 18 Punkt

16 16 Jörg Fischer Folien – Negatives Beispiel (I)

17 17 Jörg Fischer Folien – Negatives Beispiel (II)

18 18 Jörg 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

19 19 Jörg 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

20 20 Jörg Fischer DANKE FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT!

21 21 Jörg Fischer Seminar Themen  [Vergeben] Lösung konvexer Optimierungsprobleme mittels Interior-Point- Methode  Optimierungsverfahren 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

22 22 Jörg Fischer Seminar Themen  [Vergeben] Regression mit Gaußprozessen  Das 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

23 23 Jörg Fischer Seminar Themen  [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 GilitschenskiIgor Gilitschenski

24 24 Jörg Fischer Seminar Themen  [Vergeben] Identifikation linearer Systeme  In 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 ChlebekChristof Chlebek

25 25 Jörg Fischer Seminar Themen  Das Ensemble Kalman Filter  Für 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 SteinbringJannik Steinbring

26 26 Jörg Fischer Seminar Themen  Strukturlernen in unsicheren Daten  Die 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 NoackBenjamin Noack

27 27 Jörg Fischer Seminar Themen  Fitting von Ellipsen mit verrauschten Messungen  Beim 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 ZeaAntonio Zea

28 28 Jörg Fischer Seminar Themen  [Vergeben] Konsensus Algorithmen in Sensornetzen  Auf 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 ReinhardtMarc Reinhardt


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