Practical Object-Oriented Back-in-Time Debugging

Back-in-time debuggers are extremely useful tools for identifying the causes of bugs, as they allow us to inspect the past states of objects no longer present in the current execution stack. Unfortunately the "omniscient" approaches that try to remember all previous states are impractical because they either consume too much space or they are far too slow. Several approaches rely on heuristics to limit these penalties, but they ultimately end up throwing out too much relevant information. In this paper we propose a practical approach to back-in-time debugging that attempts to keep track of only the relevant past data. In contrast to other approaches, we keep object history information together with the regular objects in the application memory. Although seemingly counter-intuitive, this approach has the effect that past data that is not reachable from current application objects (and hence, no longer relevant) is automatically garbage collected. In this paper we describe the technical details of our approach, and we present benchmarks that demonstrate that memory consumption stays within practical bounds. Furthermore since our approach works at the virtual machine level, the performance penalty is significantly better than with other approaches.

Reliability of evaluations for the choice of system solutions at the example of automated order-picking systems for bagged goods

There is a steadily increasing pressure on cost-savings and productivity growth in sectors of order-picking such that the wish for rationalization by automation is rising. Special problems are faced trying to automatize handling operations of order-picking articles packed in bags. The mechanical properties of the objects and their hard-to-predict shape and position represent obstacles and are complicating handling operations. A systematic approach in system design is required. This article deals with the properties of such products under aspects of difficulties arising in automated handling and points out a useful system development methodology.

Zur Inhaltsstruktur von Rechtsnormen: Modalitäten und Normtypen

Rechtsnormen als Texte – Versuch einer Zusammenführung von Rechtstheorie und Linguistik: Rechtstheoretiker sind sich zwar bewusst, dass Recht wesentlich Sprache ist; diese Voraussetzung wird aber in der konkreten Analyse von Rechtsnormen und ihrer Struktur nur selten systematisch berücksichtigt; zumeist wird von der konkreten sprachlichen Form abgesehen oder der einzelne Satz wird als formale Größe absolut gesetzt. Dazu werden auch meist wichtige Erkenntnisse der Linguistik kaum berücksichtigt, etwa grundlegende Differenzierungen wie jene zwischen Satz und Text bzw. Grammatik und Äußerung oder Ausdruck und Inhalt. Dieser Beitrag versucht, Rechtsnormen als geschriebene Texte sui generis, d. h. als sprachliche Objekte, ernst zu nehmen und aus einem textlinguistischen Blickwinkel zu betrachten, durchaus im Horizont der Rechtstheorie und deren Erkenntnisinteresse, und die grundlegenden Eigenschaften von Rechtsnormen aus dieser zweifachen Perspektive deutlicher zu klären, etwa in Bezug auf die innere Struktur von Rechtsnormen, auf eine Typologie von Rechtsnormen, die Bedeutung von einzelnen Normen, das Verhältnis von innerer Struktur und äusserer Form oder die Adressatenfrage.

Efficient Bimanual Symmetric 3D Manipulation for Bare-Handed Interaction

Recently, stable markerless 6 DOF video based handtracking devices became available. These devices simultaneously track the positions and orientations of both user hands in different postures with at least 25 frames per second. Such hand-tracking allows for using the human hands as natural input devices. However, the absence of physical buttons for performing click actions and state changes poses severe challenges in designing an efficient and easy to use 3D interface on top of such a device. In particular, for coupling and decoupling a virtual object’s movements to the user’s hand (i.e. grabbing and releasing) a solution has to be found. In this paper, we introduce a novel technique for efficient two-handed grabbing and releasing objects and intuitively manipulating them in the virtual space. This technique is integrated in a novel 3D interface for virtual manipulations. A user experiment shows the superior applicability of this new technique. Last but not least, we describe how this technique can be exploited in practice to improve interaction by integrating it with RTT DeltaGen, a professional CAD/CAS visualization and editing tool.

Prozessoptimierung des SLM-Prozesses mit hoch-reflektiven und thermisch sehr gut leitenden Materialien durch systematische Parameterfindung und begleitende Simulationen am Beispiel von Silber

Additive Manufacturing durch Aufschmelzen von Metallpulvern hat sich auf breiter Front als Herstellverfahren, auch für Endprodukte, etabliert. Besonders für die Variante des Selective Laser Melting (SLM) sind Anwendungen in der Zahntechnik bereits weit verbreitet und der Einsatz in sensitiven Branchen wie der Luftfahrt ist in greifbare Nähe gerückt. Deshalb werden auch vermehrt Anstrengungen unternommen, um bisher nicht verarbeitete Materialien zu qualifizieren. Dies sind vorzugsweise Nicht-Eisen- und Edelmetalle, die sowohl eine sehr hohe Reflektivität als auch eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen – beides Eigenschaften, die die Beherrschung des Laser-Schmelzprozesses erschweren und nur kleine Prozessfenster zulassen. Die Arbeitsgruppe SLM des Lehr- und Forschungsgebietes Hochleistungsverfahren der Fertigungstechnik hat sich unter der Randbedingung einer kleinen und mit geringer Laserleistung ausgestatteten SLM Maschine der Aufgabe gewidmet und am Beispiel von Silber die Parameterfelder für Einzelspuren und wenig komplexe Geometrien systematisch untersucht. Die Arbeiten wurden von FEM Simulationen begleitet und durch metallographische Untersuchungen verifiziert. Die Ergebnisse bilden die Grundlage zur schnellen Parameterfindung bei komplexen Geometrien und bei Veränderungen der Zusammensetzung, wie sie bei zukünftigen Legierungen zu erwarten sind. Die Ergebnisse werden exemplarisch auf unterschiedliche Geometrien angewandt und entsprechende Bauteile gezeigt.

Generierung von Konstruktionsmerkmalen zur Entwicklung eines bio-inspirierten Kommissionier- Greifers für die Intralogistik mittels Clusteranalyse

Kurzbeschreibung: In der Automatisierung von intralogistischen Kommissioniervorgängen ist ein großes Zukunftspotential erkennbar. Elementarer Bestandteil des Automatisierungsprozesses ist der Einsatz von Industrierobotern, die mit einem geeigneten Endeffektor, dem Greifer, ausgestattet werden müssen. Die Robotik ist in der Lage schneller, präziser und ausdauernder als die menschlichen Kommissionierer zu arbeiten und trägt damit entscheidend zur Effizienzsteigerung bei. Eine wesentliche Herausforderung für diesen Entwicklungsschritt zur Substitution der manuellen Kommissionierung ist die Konstruktion und Bereitstellung eines geeigneten Greifsystems. Am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik der Helmut-Schmidt-Universität wurde mit der Erfahrung aus einem vorangegangenen Forschungsprojekt die Methode der Clusteranalyse erstmalig zur Untersuchung von Greifobjekten zur Entwicklung eines bionischen Universalgreifers für die Kommissionierung von Drogerieartikeln verwendet. Diese Abhandlung beschreibt einen Beitrag zur Entwicklung dieses Greifers am Beispiel handelsüblicher Drogerieartikel, die aktuell manuell kommissioniert werden. Diese werden hinsichtlich der für das Greifen relevanten Objektmerkmale geclustert und die daraus resultierenden Erkenntnisse in Form von Konstruktionsmerkmalen abgeleitet. Nach einer Analyse und Festlegung der greifrelevanten Merkmale der Greifobjekte wird eine Objektdatenbasis erstellt. Mit Hilfe geeigneter Methoden wird die gewonnene Datenbasis aufbereitet und reduziert. Im Anschluss werden die Greifobjekte bzw. deren Merkmalsausprägungen einer hierarchischen Clusteranalyse unterzogen. Hierbei werden die Grenzen der gebildeten Cluster mittels der zugehörigen Greifobjekte festgelegt und analysiert. Abschließend werden bestimmte greiferspezifische Merkmale auf die Anwendbarkeit in den Clustern überprüft und bewertet. Diese Betrachtungen ermöglichen es, dass spezielle Anforderungen an den Greifer, die direkt aus den Eigenschaften der Greifobjekte herrühren, zuverlässig erkannt und konstruktiv berücksichtigt werden können.

Durch das Leben lernen

Web 2.0 und soziale Netzwerke gaben erste Impulse für neue Formen der Online-Lehre, welche die umfassende Vernetzung von Objekten und Nutzern im Internet nachhaltig einsetzen. Die Vielfältigkeit der unterschiedlichen Systeme erschwert aber deren ganzheitliche Nutzung in einem umfassenden Lernszenario, das den Anforderungen der modernen Informationsgesellschaft genügt. In diesem Beitrag wird eine auf dem Konnektivismus basierende Plattform für die Online-Lehre namens “Wiki-Learnia” präsentiert, welche alle wesentlichen Abschnitte des lebenslangen Lernens abbildet. Unter Einsatz zeitgemäßer Technologien werden nicht nur Nutzer untereinander verbunden, sondern auch Nutzer mit dedizierten Inhalten sowie ggf. zugehörigen Autoren und/oder Tutoren verknüpft. Für ersteres werden verschiedene Kommunikations-Werkzeuge des Web 2.0 (soziale Netzwerke, Chats, Foren etc.) eingesetzt. Letzteres fußt auf dem sogenannten “Learning-Hub”-Ansatz, welcher mit Hilfe von Web-3.0-Mechanismen insbesondere durch eine semantische Metasuchmaschine instrumentiert wird. Zum Aufzeigen der praktischen Relevanz des Ansatzes wird das mediengestützte Juniorstudium der Universität Rostock vorgestellt, ein Projekt, das Schüler der Abiturstufe aufs Studium vorbereitet. Anhand der speziellen Anforderungen dieses Vorhabens werden der enorme Funktionsumfang und die große Flexibilität von Wiki-Learnia demonstriert.

Learning through life

Web 2.0 und soziale Netzwerke gaben erste Impulse für neue Formen der Online-Lehre, welche die umfassende Vernetzung von Objekten und Nutzern im Internet nachhaltig einsetzen. Die Vielfältigkeit der unterschiedlichen Systeme erschwert aber deren ganzheitliche Nutzung in einem umfassenden Lernszenario, das den Anforderungen der modernen Informationsgesellschaft genügt. In diesem Beitrag wird eine auf dem Konnektivismus basierende Plattform für die Online-Lehre namens “Wiki-Learnia” präsentiert, welche alle wesentlichen Abschnitte des lebenslangen Lernens abbildet. Unter Einsatz zeitgemäßer Technologien werden nicht nur Nutzer untereinander verbunden, sondern auch Nutzer mit dedizierten Inhalten sowie ggf. zugehörigen Autoren und/oder Tutoren verknüpft. Für ersteres werden verschiedene Kommunikations-Werkzeuge des Web 2.0 (soziale Netzwerke, Chats, Foren etc.) eingesetzt. Letzteres fußt auf dem sogenannten “Learning-Hub”-Ansatz, welcher mit Hilfe von Web-3.0-Mechanismen insbesondere durch eine semantische Metasuchmaschine instrumentiert wird. Zum Aufzeigen der praktischen Relevanz des Ansatzes wird das mediengestützte Juniorstudium der Universität Rostock vorgestellt, ein Projekt, das Schüler der Abiturstufe aufs Studium vorbereitet. Anhand der speziellen Anforderungen dieses Vorhabens werden der enorme Funktionsumfang und die große Flexibilität von Wiki-Learnia demonstriert.

An Optical Survey for Space Debris on Highly Eccentric MEO Orbits

Optical surveys for space debris in high-altitude orbits have been conducted since more than ten years. Originally these efforts concentrated mainly on the geostationary ring (GEO). Corresponding observation strategies, processing techniques and cataloguing approaches have been developed and successfully applied. The ESA GEO surveys, e.g., resulted in the detection of a significant population of small-size debris and later in the discovery of high area-to-mass ratio objects in GEO-like orbits. The observation scenarios were successively adapted to survey the geostationary transfer orbit (GTO) region; and recently surveys to search for debris in the medium Earth orbit (MEO) region of the global navigation satellite constellations were successfully conducted. Comparably less experience (both, in terms of practical observation and strategy definition) is available for eccentric orbits that (at least partly) are in the MEO region, in particular for the Molniya-type orbits. Several breakup events and deliberate fragmentations are known to have taken place in such orbits. Different survey and follow-up strategies for searching space debris objects in highly-eccentric MEO orbits, and to acquire orbits which are sufficiently accurate to catalogue such objects and to maintain their orbits over longer time spans were developed. Simulations were performed to compare the performance of different survey and cataloguing strategies. Eventually, optical observations were conducted in the framework of an ESA study using ESA’s Space Debris Telescope (ESASDT) the 1-m Zeiss telescope located at the Optical Ground Station (OGS) at the Teide Observatory at Tenerife, Spain. A first series of surveys of Molnjya-type orbits was performed between January and April 2013. During these four months survey observations were performed during nine nights. A basic survey consisted of observing a single geocentric field for 10 minutes. If a faint object was found, follow-up observations were performed during the same night to ensure a save rediscovery of the object during the next nights. Additional follow-up observations to maintain the orbits of these newly discovered faint objects were also acquired with AIUB ́s 1m ZIMLAT telescope in Zimmerwald, Switzerland. Eventually 195 basic surveys were performed during these nine nights corresponding to about 32.5 hours of observations. In total 24 uncorrelated faint objects were discovered and all known catalogue objects in the survey fields were detected. On average one uncorrelated object was found every 80 minutes. Some of these objects show a considerable brightness variation and have a high area-to-mass ratio as determined in the orbit estimation process.

Spatial modulation of primate inferotemporal responses by eye position.

BACKGROUND: A key aspect of representations for object recognition and scene analysis in the ventral visual stream is the spatial frame of reference, be it a viewer-centered, object-centered, or scene-based coordinate system. Coordinate transforms from retinocentric space to other reference frames involve combining neural visual responses with extraretinal postural information. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We examined whether such spatial information is available to anterior inferotemporal (AIT) neurons in the macaque monkey by measuring the effect of eye position on responses to a set of simple 2D shapes. We report, for the first time, a significant eye position effect in over 40% of recorded neurons with small gaze angle shifts from central fixation. Although eye position modulates responses, it does not change shape selectivity. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: These data demonstrate that spatial information is available in AIT for the representation of objects and scenes within a non-retinocentric frame of reference. More generally, the availability of spatial information in AIT calls into questions the classic dichotomy in visual processing that associates object shape processing with ventral structures such as AIT but places spatial processing in a separate anatomical stream projecting to dorsal structures.

The Software Prototype as Digital Boundary Object – A Revelatory Longitudinal Innovation Case

With the availability of lower cost but highly skilled software development labor from offshore regions, entrepreneurs from developed countries who do not have software development experience can utilize this workforce to develop innovative software products. In order to succeed in offshored innovation projects, the often extreme knowledge boundaries between the onsite entrepreneur and the offshore software development team have to be overcome. Prior research has proposed that boundary objects are critical for bridging such boundaries – if they are appropriately used. Our longitudinal, revelatory case study of a software innovation project is one of the first to explore the role of the software prototype as a digital boundary object. Our study empirically unpacks five use practices that transform the software prototype into a boundary object such that knowledge boundaries are bridged. Our findings provide new theoretical insights for literature on software innovation and boundary objects, and have implications for practice.

The Moldable Inspector: a framework for domain-specific object inspection

Answering run-time questions in object-oriented systems involves reasoning about and exploring connections between multiple objects. Developer questions exercise various aspects of an object and require multiple kinds of interactions depending on the relationships between objects, the application domain and the differing developer needs. Nevertheless, traditional object inspectors, the essential tools often used to reason about objects, favor a generic view that focuses on the low-level details of the state of individual objects. This leads to an inefficient effort, increasing the time spent in the inspector. To improve the inspection process, we propose the Moldable Inspector, a novel approach for an extensible object inspector. The Moldable Inspector allows developers to look at objects using multiple interchangeable presentations and supports a workflow in which multiple levels of connecting objects can be seen together. Both these aspects can be tailored to the domain of the objects and the question at hand. We further exemplify how the proposed solution improves the inspection process, introduce a prototype implementation and discuss new directions for extending the Moldable Inspector.

SMARTnet: A Sensor for Monitoring the Geostationary Ring

As the number of space debris is increasing in the geostationary ring, it becomes mandatory for any satellite operator to avoid any collisions. Space debris in geosynchronous orbits may be observed with optical telescopes. Other than radar, that requires very large dishes and transmission powers for sensing high-altitude objects, optical observations do not depend on active illumination from ground and may be performed with notably smaller apertures. The detection size of an object depends on the aperture of the telescope, sky background and exposure time. With a telescope of 50 cm aperture, objects down to approximately 50 cm may be observed. This size is regarded as a threshold for the identification of hazardous objects and the prevention of potentially catastrophic collisions in geostationary orbits. In collaboration with the Astronomical Institute of the University of Bern (AIUB), the German Space Operations Center (GSOC) is building a small aperture telescope to demonstrate the feasibility of optical surveillance of the geostationary ring. The telescope will be located in the southern hemisphere and complement an existing telescope in the northern hemisphere already operated by AIUB. These two telescopes provide an optimum coverage of European GEO satellites and enable a continuous monitoring independent of seasonal limitations. The telescope will be operated completely automatically. The automated operations should be demonstrated covering the full range of activities including scheduling of observations, telescope and camera control as well as data processing.

Itineraries of pottery: a mixed methods approach to mobility

Neolithic wetland sites in the Swiss Plateau provide an extraordinary database for the study of mobilities, entanglements and transformations in material culture. Based on dendrochronologically dated settlements between 3900 and 3500 BC, two regional pottery styles and their local variations are well known, Pfyn and Cortaillod. The vessels share the same habitus and were made of local raw materials. However, some vessels specific to other pottery styles are also present in the sites. By focusing on itineraries of vessels and shifts in pottery knowledge, their appropriation in different contexts and the resulting material entanglements, we want to approach the multiple regimes of mobility: At Lake Constance - known for Pfyn pottery - specific Michelsberg vessels like tulip beakers and lugged jars occur in small numbers. These travelling objects were produced with exogenous raw materials and transported to the sites from Southern Germany. At Concise (Lake Neuchâtel) besides the local Cortaillod pottery the whole repertoire of NMB pottery, characteristic for Eastern France, was also produced. Further cases from the same space-time frame point to other regimes of mobility. In our two PhD-projects we compare pottery practices - styles, techniques, raw materials - from over 20 key sites in the region. Based on Bourdieu’s reflexive anthropology, we apply different qualitative and quantitative archaeological and archaeometrical methods, thus striving for a deeper understanding of habitus and the transformative potential of moving people, objects and ideas on local and regional scales and related social contexts.

Pottery as an indication of mobilities?

Pottery is one of the most common and stylistically differentiated sources in prehistoric archaeology. This might be the reason why it served as a waste projection surface for archaeological notions about culture, identity, and mobility in the past. As we do not have access to emic categorisations of Neolithic societies we focus on contexts of practice in which pottery was incorporated. It is the moment of production, which left some of the clearest traces on the vessels. Different ways of using raw materials, specific techniques, and characteristic pottery styles can be observed. We understand them as a result of habitus, as socially shared internalized schemes, patterns and habits in pottery production. Taking this as a staring point, two main pottery groups can be differed on the Swiss Plateau between 3900 and 3500 BC: the Mediterranean influenced Cortaillod pottery in Western Switzerland and the Danubian influenced Pfyn pottery in North-Eastern Switzerland. These pottery styles were not only entangled to some degree. Furthermore, in some settlements vessels made in “foreign” styles - Michelsberg, Munzingen, Néolithique Moyen Bourguignon - are present too. Some of them were travelling objects, as their nonlocal raw materials show. Others were locally made, indicating long-term mobility of their producers. To analyse these phenomena of mobilites and entanglements in our PhDs we plan to apply different archaeological and archaeometrical methods, thus striving for a deeper understanding of the transformative potential of moving people, objects and ideas in Neolithic societies on the Swiss Plateau.