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Klein aber fein - Wie kompakte Sprachmodelle die Giganten herausfordern

Peinl, René (2023)

c't - Magazin für Computertechnik 2023 (26), 50-55.


 

Eine Zeitlang kannte die Para­meterzahl großer Sprachmodel­le nur eine Richtung: steil nach oben. Mehr Parameter bedingen mehr und hochwertigere Fähig­keiten, so die Überzeugung. Doch 2023 schlug die Stunde der mittelgroßen Sprach­KIs:  Sie sind genügsam – und  erstaunlich konkurrenzfähig. In mancher Disziplin rücken sie erstaunlich nahe an GPT-4 mit seinen kolportierten 1,8 Billionen Parametern heran. Damit tut sich ein riesiges Potenzial auf – auch für kleinere und mittelgroße Unternehmen, die mit eigenen  Anwendungen  liebäugeln.  Wir erklären, was die schlanken Verwandten der Giganten können, was sie so effizient macht und wie die Zukunft der Sprachmodelllandschaft aussehen könnte.

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Telepflege - Chance oder weit entfernte Hilfen?

Wolff, Dietmar (2023)

epdsozial 2023 (45).


Open Access
 

Telepflege - Chance oder weit entfernte Hilfen?


Im ärztlichen Bereich sind telemedizinische Behandlungen vielerorts Standard. Dietmar Wolff, Vorstand des Digitalverbandes FINSOZ, ist davon überzeugt, dass die Telepflege ähnlich erfolgreich werden kann. Im Gastbeitrag für epd sozial erklärt er, warum.

Modellprojekte zur Erprobung der Telepflege können der Start in eine neue Pflegezukunft sein. Nicht erst mit der anstehenden Verpflichtung zum Anschluss der Pflege an die Telematikinfrastruktur (TI) - wenn auch durch das geplante Gesetz zur Beschleunigung der Digitalisierung des Gesundheitswesens (Digital-Gesetz - DigiG) jetzt auf das Jahr 2026 verschoben - ist das Thema „Digitalisierung der Pflege“ omnipräsent. Ich bin der festen Überzeugung, dass ohne eine weitere Digitalisierung - neben mehr Fachkräften und einem effizienteren Arbeiten etwa mit den neuen Wegen des Personalbemessungsverfahrens - dem Fachkräftemangel künftig nicht Herr zu werden ist.

Großes Potenzial

Daher passt es gerade jetzt, dass mit dem Modellprogramm gemäß Paragraf 125a SGB XI zur Erprobung der Telepflege ein Vorhaben vom Spitzenverband Bund der Krankenkassen (GKV-SV) umgesetzt wird, das neue Arbeitsformen und Digitalisierung ideal kombiniert. Die Telepflege, das heißt die Anwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien, um Pflegekräfte untereinander oder mit Ärzten, Pflegebedürftigen und Angehörigen über räumliche Grenzen hinweg zu verbinden, hat das Potenzial, das Arbeiten in der Pflege umzukrempeln.

Im Modellprogramm werden laut Gesetz für eine wissenschaftlich gestützte Erprobung von Telepflege zur Verbesserung der pflegerischen Versorgung von Pflegebedürftigen aus Mitteln des Ausgleichsfonds der Pflegeversicherung zehn Millionen Euro im Zeitraum von 2022 bis 2025 zur Verfügung gestellt. Ziel ist es, herauszufinden, ob durch die Nutzung von Videodiensten die Pflegebedürftigen, deren An- und Zugehörige und das Pflegepersonal entlastet werden. Dabei gilt es zu untersuchen, welche pflegerischen Arbeiten für den Einsatz telepflegerischer Lösungen besonders geeignet sind.

Auswahl eines Videodienstanbieters

Grundsätzlich ist der TI-Messenger (TIM) für die Videokommunikation über die TI in Zukunft vorgesehen. Weil hier die Entwicklungen jedoch noch nicht so weit fortgeschritten sind, dass eine Videolösung und insbesondere auch für die Kommunikation mit dem Leistungsempfänger zur Verfügung steht, hat der GKV-SV im Modellprogramm die Nutzung eines zertifizierten Videodienstanbieters nach Paragraf 365 Abs. 1 SGB V zur Bedingung gemacht. Damit betreten die meisten Pflegeeinrichtungen Neuland und werden vor ein komplexes Problem gestellt.

Der GKV-SV listet auf seinen Seiten 86 zertifizierte Produkte von 48 Anbietern auf, die sich bereits in den Grundfunktionen - neben dem, dass sie alle eine Videoverbindung zur Verfügung stellen - deutlich unterscheiden: in der Ausrichtung auf verschiedene Gesundheitsberufegruppen, in der Anzahl der möglichen Teilnehmenden, in der Nutzung über einen Webbrowser oder als zu installierende Lösung und auch in der Lizenzierung. Noch größer werden die Unterschiede bei Betrachtung der enthaltenen Zusatzfunktionen wie etwa einer Kalenderfunktion, der online-Terminvereinbarung, dem gemeinsamen Zugriff auf Dokumente oder Chatfunktionen. Und mit jeder weiteren Software droht die Gefahr, die oft schon große Heterogenität der Softwarelandschaft einer Pflegeeinrichtung noch zu vergrößern, wenn diese Lösung sich nicht in die bestehende Umgebung integrieren lässt.

Daher ist die Interoperabilität der Videolösungen mit den Pflegesoftwaresystemen für mich ein zentrales Kriterium bei der Auswahl der Programme. Doch selbst wenn die Videolösung sich integriert, bleibt die Frage nach der Offenheit ihrer Pflegesoftware: Kann diese Termine mit anderen Programmen austauschen, externe Personen einladen, aus diesen Terminen die Videositzung aufrufen oder Dokumente aus der elektronischen Patientenakte mit anderen Programmen teilen?

FINSOZ fühlt den Softwareanbietern auf den Zahn

Diesen Fragen ist unser Verband in zwei Umfragen, die gemeinsam mit der Bundesarbeitsgemeinschaft der Freien Wohlfahrtspflege (BAGFW) stattfanden, nachgegangen. Zunächst wurden die zertifizierten Videodienstanbieter nach ihrem Interesse am Pflegemarkt und der Bereitschaft zur Teilnahme an der Erprobung sowie der Integration in Pflegesoftwaresysteme befragt. Die große Mehrheit (88 Prozent) der 17 antwortenden Anbieter sieht in der Pflege einen attraktiven Markt. Keines der teilnehmenden Unternehmen hat sich gegen diesen Markt ausgesprochen.

Etwas mehr Zurückhaltung zeigten die Unternehmen jedoch bei der Frage nach der Bereitschaft zur Beteiligung an der Ausschreibung zur Erprobung: Nur 65 Prozent gaben dazu ein klares Bekenntnis ab, bei 35 Prozent bestehen noch Zweifel. Die aus meiner Sicht unerlässliche Anpassung der Videolösungen an den Pflegebereich ist noch nicht weit fortgeschritten: 38 Prozent der interviewten Firmen sagen, dass sie mit programmtechnischen Adaptionen begonnen haben. Zurückhaltung zeigt man außerdem bei der Einbindung der Lösungen in die Pflegeinformationssysteme: erst drei Anbieter haben eine solche realisiert, weitere zwölf sagen, dies sei „denkbar“, werden ihre Entscheidung aber aufgrund der künftigen Nachfrage treffen. Zusammenfassend sehe ich von Seiten der Videodienstanbieter eine hohe Bereitschaft zum Eintritt in den Pflegemarkt.

Zurückhaltung bei den Softwareanbietern

Aus meiner Sicht ernüchternder war indes das Ergebnis einer Umfrage unter den Pflegesoftwareanbietern. Auch hier wurden die Bereitschaft zur Teilnahme an der Erprobung und der Integration von Videodiensten abgefragt. Die Hersteller von Pflegesoftware sind deutlich zurückhaltender als die Videodienstanbieter: Nur 19 Prozent sagten eindeutig „Ja“ zur Teilnahme, 57 Prozent werden sich nur beteiligen, „wenn die Rahmenbedingungen stimmen“, weitere 19 Prozent haben sich noch nicht entschieden und immerhin zehn Prozent sagen „Nein“ zu einer Teilnahme an der Erprobung.

Von einzelnen Anbietern wird die zögerliche Haltung hinsichtlich der Erprobung damit begründet, dass bei den TI-Projekten immer noch zu medizinisch gedacht werde. Ebenso befürchtet man einen hohen Aufwand bei der Klärung von Fragen - und damit ein Missverhältnis von Kosten und Nutzen. Etwas positiver ist die Einstellung zu einer Kooperation mit einem zertifizierten Videodienstanbieter: 88 Prozent der Pflegesoftwarenbieter halten das für denkbar, ein Hersteller hat eine solche bereits geplant und zwei haben sie bereits realisiert. Positiv ist auch: Die Integration mit der eigenen Software ist für 76 Prozent grundsätzlich denkbar, 18 Prozent planen eine solche schon konkret, und immerhin sechs Prozent haben sie bereits realisiert.

Trotz der in Teilen Zurückhaltung signalisierenden Befragungsergebnisse gehe ich davon aus, dass ein großer Markt für Videolösungen zur Realisierung einer Telepflege gegeben ist und sich daher eine Vielzahl interessanter Integrationslösungen zwischen diesen und den Pflegesoftwaresystemen entwickeln werden. Genauso überzeugt bin ich vom Nutzen der Telepflege: höhere Kontinuität in der pflegerischen Versorgung, neue Möglichkeiten der kollegialen Anleitung, Verbesserung des Informationsaustauschs, Vermeidung von langen Anfahrtswegen sowie bessere Einbindung der An- und Zugehörigen.

Dietmar Wolff ist Professor für Wirtschaftsinformatik und Vizepräsident Lehre und Leiter der Forschungsgruppe "Innovative Gesundheitsversorgung" an der Hochschule Hof.


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Combination of near-natural and innovative wastewater treatment as an effective component of sustainable water resource protection in rural areas

Müller-Czygan, Günter; Schnabel, Tobias; Aicher, Andreas; Mehling, Simon (2023)

Proceedings of the VІІІ International Scientific and Technical Conference 2023. 2023, 32-36.



SBR -wastewater treatment plants with intelligent CBR-control – modular production and energy-saving operation management with fluctuating wastewater inflows

Müller-Czygan, Günter; Tarasyuk, Viktoriya (2023)

Proceedings of the VІІІ International Scientific and Technical Conference 2023 2023, 29-31.



Mindset Changes for Dealing with Complex Climate Impacts – Experiences with a Tool from Courses on Digitalization and Climate-Adapted Urban Development

Müller-Czygan, Günter; Wimmer, Manuela; Frank, Julia; Schmidt, Michael...

Ann Soc Sci Manage Stud. 2023 (9(5)), 1-20.
DOI: 10.19080/ASM.2023.09.555771


Open Access Peer Reviewed
 

Economy and society are currently exposed to multi-layered multi-crises. Against the backdrop of the covid pandemic, a growing shortage of skilled workers, increasing armed conflicts or persistent refugee flows, cities and municipalities in particular have to deal with resulting local impacts. Parallel to these highly dynamic crisis events, cities and municipalities continue to be called upon to face the now established challenges of climate change, sustainability and digitalization. More and more, there are organizational and also psychological overloads in coping with everyday tasks as a result of increasing complexities. Because of the excessive demands, there is a retreat to familiar and routinerelated everyday work and the neglect of the search for adequate solutions to the increasingly complex problems. Especially in the field of municipal infrastructure, which requires rapid and comprehensive adaptation to the manifold impacts of climate change, this excessive demand increasingly leads to recourse to rather simple solutions, which, however, do not justice to the complexity of the situation. During two certificate courses at Hof University of Applied Sciences (Germany) on the development of climate-adapted urban planning and on successful digitalization in municipal water management, a novel tool for dealing with complex situations was developed to practice on examples. It was observed among the approximately 70 participants in both courses that used this method two to three times already led to a visible change in the perception and assessment of complex situations, without the need for psychologically accompanied training of change behavior.

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Advanced Modelling of Solar Energy Based Ice Storage Systems

Glasswala, Vivek ; Gradel, Andy; Sharma, Tushar; Carbonell, Daniel...

SWC 2023 Proceedings 2023.
DOI: 10.18086/swc.2023.04.06


Open Access
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Advanced Modelling of Solar Energy Based Ice Storage Systems

Glasswala, Vivek ; Gradel, Andy; Sharma, Tushar; Carbonell, Daniel...


 

Solar World Congress 2023, Neu Delhi, Indien 


Potentiale digitaler Technologien und KI in der Pflege

Wolff, Dietmar (2023)

Vortrag Kongress TAO Themenjahr Gesundheit, Hof 20.10.2023.


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Open source map matching with Markov decision processes: A new method and a detailed benchmark with existing approaches

Wöltche, Adrian (2023)

Transactions in GIS 27 (7), 1959-1991.
DOI: 10.1111/tgis.13107


Open Access Peer Reviewed
 

Map matching is a widely used technology for mapping tracks to road networks. Typically, tracks are recorded using publicly available Global Navigation Satellite Systems, and road networks are derived from the publicly available OpenStreetMap project. The challenge lies in resolving the discrepancies between the spatial location of the tracks and the underlying road network of the map. Map matching is a combination of defined models, algorithms, and metrics for resolving these differences that result from measurement and map errors. The goal is to find routes within the road network that best represent the given tracks. These matches allow further analysis since they are freed from the noise of the original track, they accurately overlap with the road network, and they are corrected for impossible detours and gaps that were present in the original track. Given the ongoing need for map matching in mobility research, in this work, we present a novel map matching method based on Markov decision processes with Reinforcement Learning algorithms. We introduce the new Candidate Adoption feature, which allows our model to dynamically resolve outliers and noise clusters. We also incorporate an improved Trajectory Simplification preprocessing algorithm for further improving our performance. In addition, we introduce a new map matching metric that evaluates direction changes in the routes, which effectively reduces detours and round trips in the results. We provide our map matching implementation as Open Source Software (OSS) and compare our new approach with multiple existing OSS solutions on several public data sets. Our novel method is more robust to noise and outliers than existing methods and it outperforms them in terms of accuracy and computational speed.

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Additive Free Crosslinking of Poly-3-hydroxybutyrate via Electron Beam Irradiation at Elevated Temperatures

Krieg, David; Rennert, Mirko (2023)

Polymers 2023.
DOI: 10.3390/polym15204072


Open Access
 

When applying electron or gamma irradiation to poly-3-hydroxybutyrate (P3HB), main chain scissions are the dominant material reactions. Though propositions have been made that crosslinking in the amorphous phase of P3HB occurs under irradiation, a conclusive method to achieve controlled additive free irradiation crosslinking has not been shown and no mechanism has been derived to the best of our knowledge. By applying irradiation in a molten state at 195 °C and doses above 200 kGy, we were able to initiate crosslink reactions and achieved gel formation of up to 16%. The gel dose Dgel was determined to be 200 kGy and a range of the G values, the number of scissions and crosslinks for 100 eV energy deposition, is given. Rheology measurements, as well as size exclusion chromatography (SEC), showed indications for branching at doses from 100 to 250 kGy. Thermal analysis showed the development of a bimodal peak with a decrease in the peak melt temperature and an increase in peak width. In combination with an increase in the thermal degradation temperature for a dose of 200 kGy compared to 100 kGy, thermal analysis also showed phenomena attributed to branching and crosslinking.

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Triptan non-response in specialized headache care: cross-sectional data from the DMKG Headache Registry

Ruscheweyh, Ruth; Goßrau, Gudrun; Dresler, Thomas; Freilinger, Tobias...

The Journal of Headache and Pain 24, 135.
DOI: 10.1186/s10194-023-01676-0


Open Access Peer Reviewed
 

Abstract
Background Triptans are effective for many migraine patients, but some do not experience adequate efficacy
and tolerability. The European Headache Federation (EHF) has proposed that patients with lack of efficacy and/or tolerability
of ≥ 2 triptans (‘triptan resistance’) could be considered eligible for treatment with the novel medications
from the ditan and gepant groups. There is little data on the frequency of ‘triptan resistance’.
Methods We used patient self-report data from the German Migraine and Headache Society (DMKG) Headache
Registry to assess triptan response and triptan efficacy and/or tolerability failure.
Results A total of 2284 adult migraine patients (females: 85.4%, age: 39.4 ± 12.8 years) were included. 42.5% (n = 970)
had failed ≥ 1 triptan, 13.1% (n = 300) had failed ≥ 2 triptans (meeting the EHF definition of ‘triptan resistance’),
and 3.9% (n = 88) had failed ≥ 3 triptans. Compared to triptan responders (current use, no failure, n = 597), triptan
non-responders had significantly more severe migraine (higher frequency (p < 0.001), intensity (p < 0.05), and disability
(p < 0.001)), that further increased with the level of triptan failure. Responders rates were highest for nasal and oral
zolmitriptan, oral eletriptan and subcutaneous sumatriptan.
Conclusion In the present setting (specialized headache care in Germany), 13.1% of the patients had failed ≥ 2
triptans. Triptan failure was associated with increased migraine severity and disability, emphasizing the importance
of establishing an effective and tolerable acute migraine medication. Acute treatment optimization might include
switching to one of the triptans with the highest responder rates and/or to a different acute medication class.
Trial registration The DMKG Headache Registry is registered with the German Clinical Trials Register (DRKS
00021081).

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Wasserstoff aus biogenen Reststoffen

Gradel, Andy (2023)


 

5. Praxistagung "Wasserstoff aus Biomasse und Biogas", Krefeld


Telepflege – ein weiterer Meilenstein

Wolff, Dietmar (2023)

care konkret 2023 (40), 2.


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Comparison of the properties of biogenic wine by-products stabilized biocomposites compounded with a miniaturized single-screw extruder and a co-rotating twin-screw extruder

Hiller, Benedikt; Rennert, Mirko; Nase, Michael (2023)

60th Ilmenau Scientific Colloquium, Thüringer Universitäts- und Landesbibliothek (dbt).



Feedback Loops and Mutual Reinforcement in Personalized Interaction

Herder, Eelco; Atzenbeck, Claus (2023)

Personalized Human-Computer Interaction 2023, 7 | 153–172.
DOI: 10.1515/9783110988567-007


Peer Reviewed
 

In personalized interaction between humans and computers, not only computers and personalization algorithms learn about the users: the users also learn about the system’s behavior and adapt their expectations accordingly. Particularly, as users expect systems to support their daily activities, this feedback loop may result in long-term changes in these daily activities and user decisions themselves. This can be observed in activities as different as autonomous driving and social media consumption. In this chapter, we investigate these effects by reviewing and analyzing a wide range of relevant literature.

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Erfolgsfaktor Interdisziplinarität: das Lehrformat Digitalisierungskollegs an Bayerischen Hochschulen

Dieckhoff, Christina; Barlieb, Christophe; Groth, Christian; Linner, Thomas...

GI Lecture Notes in Informatics (LNI) II-WS2023 2023.


Peer Reviewed
 

Um den zunehmenden Anforderungen an die Beherrschung digitaler Techniken und an die Fähigkeit zur interdisziplinären Zusammenarbeit an Studierende aller Fach­richtungen zu begegnen wurde das interdisziplinäre Lehrformat Digitalisie­rungs­­kollegs für Studierende entwickelt. Das in vielen Fachbereichen ausbaufähige Angebot von Digitalthemen in der Hoch­schullehre wird hiermit dauerhaft erwei­tert. Ein Digitalisierungskolleg besteht aus einer Vorlesungs­reihe mit an­gren­zen­dem Seminar, in denen Studierende interdisziplinäre Lösungen für Fragen der digitalen Transformation entwickeln. Geleitet werden sie von etablierten Wissen­schaftlerinnen und Wissenschaftlern, aktiv betreut und ausge­staltet von ein bis zwei Coaches. Kernelement sowohl des Kollegs als auch der einzelnen Projekte ist die Interdisziplinarität. Eine*r der beteiligten Projekt­leiter*innen hat einen direkten Bezug zur Technik und kommt aus der Informatik, der Wirtschafts­informatik, der Elektro­technik oder vergleichbaren Disziplinen. Zielgruppe der Projekte sind Studierende verschiedener Disziplinen im Masterstudium oder in den letzten Semestern eines Bachelorstudiums. Durch die Teilnahme er­werben auch Studie­ren­de aus digitali­­sie­rungs­fernen Fächern frühzeitig umfang­reiche IT-Kenntnisse. Als Be­gleiteffekt der um­fang­reichen Vernetzung zwischen den Digi­talisierungs­kollegs (Studierende, Coaches und Projektleitende) entsteht bereits zu Beginn einer wissenschaftlichen Karriere eine große digitale Community. Alle Teil­nehmenden lernen frühzeitig die interdisziplinäre Zusammenarbeit und ver­bessern erheblich ihre Karriere­chancen inner­­halb und außer­halb der Wissenschaft.


Change of perspectives – How rivers are effectively incorporated into sponge city concepts using Multi-Level-Analysis (MLA)

Müller-Czygan, Günter (2023)

Vortrag 13th Water Research Horizon Conference, 26./27. September 2023 in Freiburg.


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Was hat meine Krankenkassenkarte mit der digitalen Revolution im Gesundheitswesen zu tun?

Wolff, Dietmar (2023)

Themenabend TAO Themenjahr Gesundheit, Hof 26.09.2023.


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Preliminary studies of measuring skateboarding forces by combining inertial sensors and camera-based pose estimation.

Zöllner, Michael; Krause, Moritz (2023)

iWOAR 2023 - 8th international Workshop on Sensor-Based Activity Recognition and Artificial Intelligence.
DOI: 10.1145/3615834.3615856


Peer Reviewed
 

Understanding acceleration forces and making progress in learning Skateboarding is a process of trial and error. In our paper we are describing our preliminary experiments for describing the complex interactions while pushing for speed in ramps and pump tracks. Therefore, we capture and visualize the body movement, the joint relations from hip to ankle and the resulting forces by joining iner- tial sensors on the skateboard and camera-based machine learning pose estimation of the athlete.

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HomeGrid - Experimental Displays for SmartHome Devices and Interfaces

Krause, Moritz; Zöllner, Michael (2023)

iWOAR 2023 - 8th international Workshop on Sensor-Based Activity Recognition and Artificial Intelligence.
DOI: 10.1145/3615834.3615850


Peer Reviewed
 

In our society, displays are becoming increasingly prevalent. While it is nearly inconceivable to imagine a daily life without screens, scientific research indicates that our mental well-being is nega- tively affected by the increasing use and time spent on screens. The "HomeGrid" project has been developed as a smart home concept, aiming to explore how traditional screens in private environments can be reduced while still effectively conveying information in an intuitive manner. To achieve this, two main approaches were em- ployed. Firstly, experimentation was conducted on the capture and communication of artificial light, and secondly, precise monitoring and visualization of indoor air quality were explored. These factors are fundamental indicators of both our mental and physical well- being, as high air quality, for example, enhances concentration, and light serves as a crucial regulator of our circadian rhythm.

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