@article{JordanJovicGilbertetal.2020, author = {Jordan, Martin C. and Jovic, Sebastian and Gilbert, Fabian and Kunz, Andreas and Ertl, Maximilian and Strobl, Ute and Jakubietz, Rafael G. and Jakubietz, Michael G. and Meffert, Rainer H. and Fuchs, Konrad F.}, title = {Qualit{\"a}tssteigerung der Abrechnungspr{\"u}fung durch Smartphone-basierte Fotodokumentation in der Unfall-, Hand-, und Plastischen Chirurgie}, series = {Der Unfallchirurg}, volume = {124}, journal = {Der Unfallchirurg}, issn = {0177-5537}, doi = {10.1007/s00113-020-00866-8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-232415}, pages = {366-372}, year = {2020}, abstract = {Hintergrund Die Fotodokumentation von offenen Frakturen, Wunden, Dekubitalulzera, Tumoren oder Infektionen ist ein wichtiger Bestandteil der digitalen Patientenakte. Bisher ist unklar, welchen Stellenwert diese Fotodokumentation bei der Abrechnungspr{\"u}fung durch den Medizinischen Dienst der Krankenkassen (MDK) hat. Fragestellung Kann eine Smartphone-basierte Fotodokumentation die Verteidigung von erl{\"o}srelevanten Diagnosen und Prozeduren sowie der Verweildauer verbessern? Material und Methoden Ausstattung der Mitarbeiter mit digitalen Endger{\"a}ten (Smartphone/Tablet) in den Bereichen Notaufnahme, Schockraum, OP, Sprechstunden sowie auf den Stationen. Retrospektive Auswertung der Abrechnungspr{\"u}fung im Jahr 2019 und Identifikation aller Fallbesprechungen, in denen die Fotodokumentation eine Erl{\"o}sver{\"a}nderung bewirkt hat. Ergebnisse Von insgesamt 372 Fallbesprechungen half die Fotodokumentation in 27 F{\"a}llen (7,2 \%) zur Best{\"a}tigung eines Operationen- und Prozedurenschl{\"u}ssels (OPS) (n = 5; 1,3 \%), einer Hauptdiagnose (n = 10; 2,7 \%), einer Nebendiagnose (n = 3; 0,8 \%) oder der Krankenhausverweildauer (n = 9; 2,4 \%). Pro oben genanntem Fall mit Fotodokumentation ergab sich eine durchschnittliche Erl{\"o}ssteigerung von 2119 €. Inklusive Aufwandpauschale f{\"u}r die Verhandlungen wurde somit ein Gesamtbetrag von 65.328 € verteidigt. Diskussion Der Einsatz einer Smartphone-basierten Fotodokumentation kann die Qualit{\"a}t der Dokumentation verbessern und Erl{\"o}seinbußen bei der Abrechnungspr{\"u}fung verhindern. Die Implementierung digitaler Endger{\"a}te mit entsprechender Software ist ein wichtiger Teil des digitalen Strukturwandels in Kliniken.}, language = {de} } @inproceedings{OPUS4-24577, title = {Proceedings of the 1st Games Technology Summit}, editor = {von Mammen, Sebastian and Klemke, Roland and Lorber, Martin}, isbn = {978-3-945459-36-2}, doi = {10.25972/OPUS-24577}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-245776}, pages = {vi, 46}, year = {2021}, abstract = {As part of the Clash of Realities International Conference on the Technology and Theory of Digital Games, the Game Technology Summit is a premium venue to bring together experts from academia and industry to disseminate state-of-the-art research on trending technology topics in digital games. In this first iteration of the Game Technology Summit, we specifically paid attention on how the successes in AI in Natural User Interfaces have been impacting the games industry (industry track) and which scientific, state-of-the-art ideas and approaches are currently pursued (scientific track).}, subject = {Veranstaltung}, language = {en} } @phdthesis{Loewe2003, author = {L{\"o}we, Peter}, title = {Methoden der K{\"u}nstlichen Intelligenz in Radarmeteorologie und Bodenerosionsforschung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7594}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Die Dissertation "Methoden der K{\"u}nstlichen Intelligenz in Radarmeteorologie und Bodenerosionsforschung" besch{\"a}ftigt sich mit der Erfassung des Parameters der potentiellen Erosivit{\"a}t vor dem Hintergrund der Bodenerosionsproblematik S{\"u}dafrikas. Basierend auf der Betrachtung der Erosivit{\"a}t einzelner Niederschlagsereignisse wird demonstriert, wie durch wissensbasierte Ans{\"a}tze aus Wetterradardatens{\"a}tzen fl{\"a}chendeckende Niederschlagsinformationen gewonnen werden k{\"o}nnen. Diese dienen als Eingangsdaten f{\"u}r ein Erosivit{\"a}tsmodell, das aus Zellul{\"a}ren Automaten aufgebaut wird. Die Ergebnisse des Erosivit{\"a}tsmodells werden vorgestellt und diskutiert.}, subject = {S{\"u}dafrika}, language = {de} } @incollection{IrrgangKlawitter1990, author = {Irrgang, Bernhard and Klawitter, J{\"o}rg}, title = {K{\"u}nstliche Intelligenz: technologischer Traum oder gesellschaftliches Trauma?}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-44419}, publisher = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {1990}, abstract = {No abstract available}, subject = {K{\"u}nstliche Intelligenz}, language = {de} } @phdthesis{WidmaiergebWirth2024, author = {Widmaier [geb. Wirth], Lisa Marie}, title = {K{\"u}nstliche Intelligenz zur vollst{\"a}ndig automatisierten FRS-Auswertung: Bewertung der Auswertequalit{\"a}t verschiedener kommerzieller Anbieter im Vergleich zu einem menschlichen Goldstandard}, doi = {10.25972/OPUS-35180}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351803}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Ziel der vorliegenden Studie war es, verschiedene kommerzielle Anbieter f{\"u}r KI-gest{\"u}tzte FRS-Analysen hinsichtlich ihrer Genauigkeit mit einem menschlichen Goldstandard zu vergleichen. Auf 50 FRS wurden durch zw{\"o}lf erfahrene Untersucher 15 Landmarken identifiziert, auf deren Basis neun relevante Parameter vermessen wurden. Der Medianwert dieser zw{\"o}lf Auswertungen wurde f{\"u}r jeden Parameter auf jedem FRS als Goldstandard definiert und als Referenz f{\"u}r die Vergleiche mit vier verschiedenen kommerziellen KI-Anbietern (DentaliQ.ortho, WebCeph, AudaxCeph, CephX) festgelegt. Die statistische Auswertung erfolgte mittels ANOVA mit Messwiederholung, paarweiser Vergleiche mittels Post-hoc-Test und Bland-Altman-Plots. DentaliQ.ortho zeigte f{\"u}r alle neun untersuchten Parameter keinen statistisch signifikanten Unterschied zum menschlichen Goldstandard und es konnte insgesamt von einer hohen Genauigkeit der Auswertungen ausgegangen werden. Auch f{\"u}r WebCeph war kein statistisch signifikanter Unterschied zum menschlichen Goldstandard zu verzeichnen. Allerdings war die Pr{\"a}zision im Vergleich zu den anderen Anbietern f{\"u}r alle Parameter am geringsten und der proportionale Fehler bei nahezu allen Parametern am h{\"o}chsten. AudaxCeph wies f{\"u}r sieben Parameter statistisch signifikante Unterschiede zum menschlichen Goldstandard auf. F{\"u}r CephX wurden f{\"u}r f{\"u}nf Parameter statistisch signifikante Unterschiede zum menschlichen Goldstandard ermittelt. Insbesondere f{\"u}r die dentale Analyse war f{\"u}r alle untersuchten kommerziellen KI-Anbieter eine vergleichsweise niedrigere Genauigkeit zu verzeichnen. Die Ergebnisse zeigen, dass noch deutliche Qualit{\"a}tsunterschiede zwischen den kommerziellen KI-Anbietern f{\"u}r die vollst{\"a}ndig automatisierte FRS-Analyse bestehen. Vor dem Hintergrund der Zeitersparnis und Qualit{\"a}tssicherung sind KI zwar vielversprechend, sollten aber zum aktuellen Zeitpunkt nur unter Aufsicht durch menschliche Experten zum Einsatz kommen.}, subject = {Kieferorthop{\"a}die}, language = {de} } @phdthesis{Dang2012, author = {Dang, Nghia Duc}, title = {Konzeption und Evaluation eines hybriden, skalierbaren Werkzeugs zur mechatronischen Systemdiagnose am Beispiel eines Diagnosesystems f{\"u}r freie Kfz-Werkst{\"a}tten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70774}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Die Entwicklung eines wissensbasierten Systems, speziell eines Diagnosesystems, ist eine Teildisziplin der k{\"u}nstlichen Intelligenz und angewandten Informatik. Im Laufe der Forschung auf diesem Gebiet wurden verschiedene L{\"o}sungsans{\"a}tze mit unterschiedlichem Erfolg bei der Anwendung in der Kraftfahrzeugdiagnose entwickelt. Diagnosesysteme in Vertragswerkst{\"a}tten, das heißt in Fahrzeughersteller gebundenen Werkst{\"a}tten, wenden haupts{\"a}chlich die fallbasierte Diagnostik an. Zum einen h{\"a}lt sich hier die Fahrzeugvielfalt in Grenzen und zum anderen besteht eine Meldepflicht bei neuen, nicht im System vorhandenen F{\"a}llen. Die freien Werkst{\"a}tten verf{\"u}gen nicht {\"u}ber eine solche Datenbank. Somit ist der fallbasierte Ansatz schwer umsetzbar. In freien Werkst{\"a}tten - Fahrzeughersteller unabh{\"a}ngigen Werkst{\"a}tten - basiert die Fehlersuche haupts{\"a}chlich auf Fehlerb{\"a}umen. Wegen der wachsenden Fahrzeugkomplexit{\"a}t, welche wesentlich durch die stark zunehmende Anzahl der durch mechatronische Systeme realisierten Funktionen bedingt ist, und der steigenden Typenvielfalt ist die gef{\"u}hrte Fehlersuche in freien Werkst{\"a}tten nicht immer zielf{\"u}hrend. Um die Unterst{\"u}tzung des Personals von freien Werkst{\"a}tten bei der zuk{\"u}nftigen Fehlersuche zu gew{\"a}hrleisten, werden neue Generationen von herstellerunabh{\"a}ngigen Diagnosetools ben{\"o}tigt, die die Probleme der Variantenvielfalt und Komplexit{\"a}t l{\"o}sen. In der vorliegenden Arbeit wird ein L{\"o}sungsansatz vorgestellt, der einen qualitativen, modellbasierten Diagnoseansatz mit einem auf heuristischem Diagnosewissen basierenden Ansatz vereint. Neben der Grundlage zur Wissenserhebung werden in dieser Arbeit die theoretische Grundlage zur Beherrschung der Variantenvielfalt sowie die Tests f{\"u}r die erstellten Diagnosemodelle behandelt. Die Diagnose ist symptombasiert und die Inferenzmechanismen zur Verarbeitung des Diagnosewissens sind eine Kombination aus Propagierung der abweichenden physikalischen Gr{\"o}ßen im Modell und der Auswertung des heuristischen Wissens. Des Weiteren werden in dieser Arbeit verschiedene Aspekte der Realisierung der entwickelten theoretischen Grundlagen dargestellt, zum Beispiel: Systemarchitektur, Wissenserhebungsprozess, Ablauf des Diagnosevorgangs in den Werkst{\"a}tten. Die Evaluierung der entwickelten L{\"o}sung bei der Wissenserhebung in Form von Modellerstellungen und Modellierungsworkshops sowie Feldtests dient nicht nur zur Best{\"a}tigung des entwickelten Ansatzes, sondern auch zur Ideenfindung f{\"u}r die Integration der entwickelten Tools in die existierende IT-Infrastruktur.}, subject = {Diagnosesystem}, language = {de} } @phdthesis{Stier2022, author = {Stier, Simon}, title = {Konzepte, Materialien und Verfahren f{\"u}r multimodale und hochintegrierte Elastomersensorik}, doi = {10.25972/OPUS-26087}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-260875}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {Dielektrische Elastomersensoren sind aus Elastomermaterialien aufgebaute Sensoren mit einem kapazitiven Messprinzip. In ihrer einfachsten Form bestehen sie aus einer dehnbaren Elastomerfolie als Dielektrikum, die beidseitig mit leitf{\"a}higen und ebenfalls dehnbaren Schichten als Elektroden bedeckt ist. Damit entsteht ein mechanisch verformbarer elektrischer Kondensator, dessen Kapazit{\"a}t mit der Dehnung der Elastomerfolie stetig ansteigt. Neben solchen Dehnungssensoren lassen sich mit einem geeigneten geometrischen Aufbau auch dielektrische Elastomersensoren realisieren, bei denen eine elektrische Kapazit{\"a}t mit einem angelegten Druck bzw. einer Kraft auf die Oberfl{\"a}che, mit einer Scherkraft oder mit der Ann{\"a}herung eines elektrisch leitf{\"a}higen oder polarisierbaren K{\"o}rpers wie z. B. der menschlichen Hand messbar ansteigt. Durch ihre vielf{\"a}ltige Funktion, intrinsische Verformbarkeit und fl{\"a}chige Ausgestaltung weisen Dielektrische Elastomersensoren erhebliches Potential in der Schaffung smarter, sensitiver Oberfl{\"a}chen auf. Dabei sind weitgehende und individuelle Adaptionen auf den jeweiligen Anwendungszweck durch Abstimmung geometrischer, mechanischer und elektrischer Eigenschaften m{\"o}glich. Die bisherige Forschung beschr{\"a}nkt sich jedoch auf die Analyse und Optimierung einzelner Aspekte ohne das Potential einer {\"u}bergreifenden systemischen Perspektive zu nutzen. Diese Arbeit widmet sich daher der Betrachtung der Sensorik als Gesamtsystem, sowohl horizontal - von abstrakten Modellen bis zur Fertigung und prototypischen Anwendung - als auch vertikal {\"u}ber die Komponenten Material, Struktur und Elektronik. Hierbei wurden in mehreren Teilgebieten eigenst{\"a}ndige neue Erkenntnisse und Verbesserungen erzielt, die anschließend in die {\"u}bergreifende Betrachtung des Gesamtsystems integriert wurden. So wurden in den theoretischen Vorarbeiten neue Konzepte zur ortsaufgel{\"o}sten Erfassung mehrerer physikalischer Gr{\"o}ßen und zur elektrischen und mechanischen Modellierung entwickelt. Die abgeleiteten Materialanforderungen wurden in eine tiefgehende Charakterisierung der verwendeten Elastomer-Kompositwerkstoffe {\"u}berf{\"u}hrt, in der neuartige analytische Methoden in Form von dynamischer elektromechanischer Testung und nanoskaliger Computertomographie zur Aufkl{\"a}rung der inneren Wechselwirkungen zum Einsatz kamen. Im Bereich der automatisierten Prozessierung wurde ein f{\"u}r die komplexen mehrschichtigen Elektrodenstrukturen geeigneter neuer lasergest{\"u}tzer substraktiver Fertigungprozess etabliert, der zudem die Br{\"u}cke zu elastischer Elektronik schl{\"a}gt. In der abschließenden Anwendungsevaluierung wurden mehrere ortsaufgel{\"o}ste und multimodale Gesamtsysteme aufgebaut und geeignete Messelektronik und Software entwickelt. Abschließend wurden die Systeme mit einem eigens entwickelten robotischen Testsystem charakterisiert und zudem das Potential der Auswertung mittels maschinellem Lernen aufgezeigt.}, subject = {Taktiler Sensor}, language = {de} } @phdthesis{Roth2020, author = {Roth, Daniel}, title = {Intrapersonal, Interpersonal, and Hybrid Interactions in Virtual Reality}, doi = {10.25972/OPUS-18862}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-188627}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Virtual reality and related media and communication technologies have a growing impact on professional application fields and our daily life. Virtual environments have the potential to change the way we perceive ourselves and how we interact with others. In comparison to other technologies, virtual reality allows for the convincing display of a virtual self-representation, an avatar, to oneself and also to others. This is referred to as user embodiment. Avatars can be of varying realism and abstraction in their appearance and in the behaviors they convey. Such userembodying interfaces, in turn, can impact the perception of the self as well as the perception of interactions. For researchers, designers, and developers it is of particular interest to understand these perceptual impacts, to apply them to therapy, assistive applications, social platforms, or games, for example. The present thesis investigates and relates these impacts with regard to three areas: intrapersonal effects, interpersonal effects, and effects of social augmentations provided by the simulation. With regard to intrapersonal effects, we specifically explore which simulation properties impact the illusion of owning and controlling a virtual body, as well as a perceived change in body schema. Our studies lead to the construction of an instrument to measure these dimensions and our results indicate that these dimensions are especially affected by the level of immersion, the simulation latency, as well as the level of personalization of the avatar. With regard to interpersonal effects we compare physical and user-embodied social interactions, as well as different degrees of freedom in the replication of nonverbal behavior. Our results suggest that functional levels of interaction are maintained, whereas aspects of presence can be affected by avatar-mediated interactions, and collaborative motor coordination can be disturbed by immersive simulations. Social interaction is composed of many unknown symbols and harmonic patterns that define our understanding and interpersonal rapport. For successful virtual social interactions, a mere replication of physical world behaviors to virtual environments may seem feasible. However, the potential of mediated social interactions goes beyond this mere replication. In a third vein of research, we propose and evaluate alternative concepts on how computers can be used to actively engage in mediating social interactions, namely hybrid avatar-agent technologies. Specifically, we investigated the possibilities to augment social behaviors by modifying and transforming user input according to social phenomena and behavior, such as nonverbal mimicry, directed gaze, joint attention, and grouping. Based on our results we argue that such technologies could be beneficial for computer-mediated social interactions such as to compensate for lacking sensory input and disturbances in data transmission or to increase aspects of social presence by visual substitution or amplification of social behaviors. Based on related work and presented findings, the present thesis proposes the perspective of considering computers as social mediators. Concluding from prototypes and empirical studies, the potential of technology to be an active mediator of social perception with regard to the perception of the self, as well as the perception of social interactions may benefit our society by enabling further methods for diagnosis, treatment, and training, as well as the inclusion of individuals with social disorders. To this regard, we discuss implications for our society and ethical aspects. This thesis extends previous empirical work and further presents novel instruments, concepts, and implications to open up new perspectives for the development of virtual reality, mixed reality, and augmented reality applications.}, subject = {Virtuelle Realit{\"a}t}, language = {en} } @phdthesis{Reinhard2023, author = {Reinhard, Sebastian}, title = {Improving Super-Resolution Microscopy Data Reconstruction and Evaluation by Developing Advanced Processing Algorithms and Artifcial Neuronal Networks}, doi = {10.25972/OPUS-31695}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-316959}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {The fusion of methods from several disciplines is a crucial component of scientific development. Artificial Neural Networks, based on the principle of biological neuronal networks, demonstrate how nature provides the best templates for technological advancement. These innovations can then be employed to solve the remaining mysteries of biology, including, in particular, processes that take place on microscopic scales and can only be studied with sophisticated techniques. For instance, direct Stochastic Optical Reconstruction Microscopy combines tools from chemistry, physics, and computer science to visualize biological processes at the molecular level. One of the key components is the computer-aided reconstruction of super-resolved images. Improving the corresponding algorithms increases the quality of the generated data, providing further insights into our biology. It is important, however, to ensure that the heavily processed images are still a reflection of reality and do not originate in random artefacts. Expansion microscopy is expanding the sample by embedding it in a swellable hydrogel. The method can be combined with other super-resolution techniques to gain additional resolution. We tested this approach on microtubules, a well-known filamentous reference structure, to evaluate the performance of different protocols and labelling techniques. We developed LineProfiler an objective tool for data collection. Instead of collecting perpendicular profiles in small areas, the software gathers line profiles from filamentous structures of the entire image. This improves data quantity, quality and prevents a biased choice of the evaluated regions. On the basis of the collected data, we deployed theoretical models of the expected intensity distribution across the filaments. This led to the conclusion that post-expansion labelling significantly reduces the labelling error and thus, improves the data quality. The software was further used to determine the expansion factor and arrangement of synaptonemal complex data. Automated Simple Elastix uses state-of-the-art image alignment to compare pre- and post-expansion images. It corrects linear distortions occurring under isotropic expansion, calculates a structural expansion factor and highlights structural mismatches in a distortion map. We used the software to evaluate expanded fungi and NK cells. We found that the expansion factor differs for the two structures and is lower than the overall expansion of the hydrogel. Assessing the fluorescence lifetime of emitters used for direct Stochastic Optical Reconstruction Microscopy can reveal additional information about the molecular environment or distinguish dyes emitting with a similar wavelength. The corresponding measurements require a confocal scanning of the sample in combination with the fluorescent switching of the underlying emitters. This leads to non-linear, interrupted Point Spread Functions. The software ReCSAI targets this problem by combining the classical algorithm of compressed sensing with modern methods of artificial intelligence. We evaluated several different approaches to combine these components and found, that unrolling compressed sensing into the network architecture yields the best performance in terms of reconstruction speed and accuracy. In addition to a deep insight into the functioning and learning of artificial intelligence in combination with classical algorithms, we were able to reconstruct the described non-linearities with significantly improved resolution, in comparison to other state-of-the-art architectures.}, subject = {Mikroskopie}, language = {en} } @phdthesis{Grundke2023, author = {Grundke, Andrea}, title = {Head and Heart: On the Acceptability of Sophisticated Robots Based on an Enhancement of the Mind Perception Dichotomy and the Uncanny Valley of Mind}, doi = {10.25972/OPUS-33015}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-330152}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {With the continuous development of artificial intelligence, there is an effort to let the expressed mind of robots resemble more and more human-like minds. However, just as the human-like appearance of robots can lead to feelings of aversion to such robots, recent research has shown that the apparent mind expressed by machines can also be responsible for their negative evaluations. This work strives to explore facets of aversion evoked by machines with human-like mind (uncanny valley of mind) within three empirical projects from a psychological point of view in different contexts, including the resulting consequences. In Manuscript \#1, the perspective of previous work in the research area is reversed and thus shows that humans feel eeriness in response to robots that can read human minds, a capability unknown from human-human interaction. In Manuscript \#2, it is explored whether empathy for a robot being harmed by a human is a way to alleviate the uncanny valley of mind. A result of this work worth highlighting is that aversion in this study did not arise from the manipulation of the robot's mental capabilities but from its attributed incompetence and failure. The results of Manuscript \#3 highlight that status threat is revealed if humans perform worse than machines in a work-relevant task requiring human-like mental capabilities, while higher status threat is linked with a higher willingness to interact, due to the machine's perceived usefulness. In sum, if explanatory variables and concrete scenarios are considered, people will react fairly positively to machines with human-like mental capabilities. As long as the machine's usefulness is palpable to people, but machines are not fully autonomous, people seem willing to interact with them, accepting aversion in favor of the expected benefits.}, subject = {Humanoider Roboter}, language = {en} } @article{Puppe2022, author = {Puppe, Frank}, title = {Gesellschaftliche Perspektiven einer fachspezifischen KI f{\"u}r automatisierte Entscheidungen}, series = {Informatik Spektrum}, volume = {45}, journal = {Informatik Spektrum}, number = {2}, issn = {0170-6012}, doi = {10.1007/s00287-022-01443-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-324197}, pages = {88-95}, year = {2022}, abstract = {Die k{\"u}nstliche Intelligenz (KI) entwickelt sich rasant und hat bereits eindrucksvolle Erfolge zu verzeichnen, darunter {\"u}bermenschliche Kompetenz in den meisten Spielen und vielen Quizshows, intelligente Suchmaschinen, individualisierte Werbung, Spracherkennung, -ausgabe und -{\"u}bersetzung auf sehr hohem Niveau und hervorragende Leistungen bei der Bildverarbeitung, u. a. in der Medizin, der optischen Zeichenerkennung, beim autonomen Fahren, aber auch beim Erkennen von Menschen auf Bildern und Videos oder bei Deep Fakes f{\"u}r Fotos und Videos. Es ist zu erwarten, dass die KI auch in der Entscheidungsfindung Menschen {\"u}bertreffen wird; ein alter Traum der Expertensysteme, der durch Lernverfahren, Big Data und Zugang zu dem gesammelten Wissen im Web in greifbare N{\"a}he r{\"u}ckt. Gegenstand dieses Beitrags sind aber weniger die technischen Entwicklungen, sondern m{\"o}gliche gesellschaftliche Auswirkungen einer spezialisierten, kompetenten KI f{\"u}r verschiedene Bereiche der autonomen, d. h. nicht nur unterst{\"u}tzenden Entscheidungsfindung: als Fußballschiedsrichter, in der Medizin, f{\"u}r richterliche Entscheidungen und sehr spekulativ auch im politischen Bereich. Dabei werden Vor- und Nachteile dieser Szenarien aus gesellschaftlicher Sicht diskutiert.}, subject = {K{\"u}nstliche Intelligenz}, language = {de} } @phdthesis{Lohr2021, author = {Lohr, David}, title = {Functional and Structural Characterization of the Myocardium}, doi = {10.25972/OPUS-23448}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-234486}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Clinical practice in CMR with respect to cardiovascular disease is currently focused on tissue characterization, and cardiac function, in particular. In recent years MRI based diffusion tensor imaging (DTI) has been shown to enable the assessment of microstructure based on the analysis of Brownian motion of water molecules in anisotropic tissue, such as the myocardium. With respect to both functional and structural imaging, 7T MRI may increase SNR, providing access to information beyond the reach of clinically applied field strengths. To date, cardiac 7T MRI is still a research modality that is only starting to develop towards clinical application. In this thesis we primarily aimed to advance methods of ultrahigh field CMR using the latest 7T technology and its application towards the functional and structural characterization of the myocardium. Regarding the assessment of myocardial microstructure at 7T, feasibility of ex vivo DTI of large animal hearts was demonstrated. In such hearts a custom sequence implemented for in vivo DTI was evaluated and fixation induced alterations of derived diffusion metrics and tissue properties were assessed. Results enable comparison of prior and future ex vivo DTI studies and provide information on measurement parameters at 7T. Translating developed methodology to preclinical studies of mouse hearts, ex vivo DTI provided highly sensitive surrogates for microstructural remodeling in response to subendocardial damage. In such cases echocardiography measurements revealed mild diastolic dysfunction and impaired longitudinal deformation, linking disease induced structural and functional alterations. Complementary DTI and echocardiography data also improved our understanding of structure-function interactions in cases of loss of contractile myofiber tracts, replacement fibrosis, and LV systolic failure. Regarding the functional characterization of the myocardium at 7T, sequence protocols were expanded towards a dedicated 7T routine protocol, encompassing accurate cardiac planning and the assessment of cardiac function via cine imaging in humans. This assessment requires segmentation of myocardial contours. For that, artificial intelligence (AI) was developed and trained, enabling rapid automatic generation of cardiac segmentation in clinical data. Using transfer learning, AI models were adapted to cine data acquired using the latest generation 7T system. Methodology for AI based segmentation was translated to cardiac pathology, where automatic segmentation of scar tissue, edema and healthy myocardium was achieved. Developed radiofrequency hardware facilitates translational studies at 7T, providing controlled conditions for future method development towards cardiac 7T MRI in humans. In this thesis the latest 7T technology, cardiac DTI, and AI were used to advance methods of ultrahigh field CMR. In the long run, obtained results contribute to diagnostic methods that may facilitate early detection and risk stratification in cardiovascular disease.}, subject = {Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomografie}, language = {en} } @article{HermJanieschFuchs2022, author = {Herm, Lukas-Valentin and Janiesch, Christian and Fuchs, Patrick}, title = {Der Einfluss von menschlichen Denkmustern auf k{\"u}nstliche Intelligenz - eine strukturierte Untersuchung von kognitiven Verzerrungen}, series = {HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik}, volume = {59}, journal = {HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik}, number = {2}, issn = {1436-3011}, doi = {10.1365/s40702-022-00844-1}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-323787}, pages = {556-571}, year = {2022}, abstract = {K{\"u}nstliche Intelligenz (KI) dringt vermehrt in sensible Bereiche des allt{\"a}glichen menschlichen Lebens ein. Es werden nicht mehr nur noch einfache Entscheidungen durch intelligente Systeme getroffen, sondern zunehmend auch komplexe Entscheidungen. So entscheiden z. B. intelligente Systeme, ob Bewerber in ein Unternehmen eingestellt werden sollen oder nicht. Oftmals kann die zugrundeliegende Entscheidungsfindung nur schwer nachvollzogen werden und ungerechtfertigte Entscheidungen k{\"o}nnen dadurch unerkannt bleiben, weshalb die Implementierung einer solchen KI auch h{\"a}ufig als sogenannte Blackbox bezeichnet wird. Folglich steigt die Bedrohung, durch unfaire und diskriminierende Entscheidungen einer KI benachteiligt behandelt zu werden. Resultieren diese Verzerrungen aus menschlichen Handlungen und Denkmustern spricht man von einer kognitiven Verzerrung oder einem kognitiven Bias. Aufgrund der Neuigkeit dieser Thematik ist jedoch bisher nicht ersichtlich, welche verschiedenen kognitiven Bias innerhalb eines KI-Projektes auftreten k{\"o}nnen. Ziel dieses Beitrages ist es, anhand einer strukturierten Literaturanalyse, eine gesamtheitliche Darstellung zu erm{\"o}glichen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden anhand des in der Praxis weit verbreiten Cross-Industry Standard Process for Data Mining (CRISP-DM) Modell aufgearbeitet und klassifiziert. Diese Betrachtung zeigt, dass der menschliche Einfluss auf eine KI in jeder Entwicklungsphase des Modells gegeben ist und es daher wichtig ist „mensch-{\"a}hnlichen" Bias in einer KI explizit zu untersuchen.}, language = {de} } @incollection{MurielCiceri2023, author = {Muriel Ciceri, Jos{\´e} Hern{\´a}n}, title = {Auf dem Weg zur Regelung der k{\"u}nstlichen Intelligenz in Lateinamerika}, series = {Digitalization as a challenge for justice and administration = La digitalizacion como reto para la justicia y la administracion = Digitalisierung als Herausforderung f{\"u}r Justiz und Verwaltung}, booktitle = {Digitalization as a challenge for justice and administration = La digitalizacion como reto para la justicia y la administracion = Digitalisierung als Herausforderung f{\"u}r Justiz und Verwaltung}, editor = {Ludwigs, Markus and Muriel Ciceri, Jos{\´e} Hern{\´a}n and Velling, Annika}, publisher = {W{\"u}rzburg University Press}, address = {W{\"u}rzburg}, doi = {10.25972/978-3-95826-201-0-55}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-306262}, publisher = {W{\"u}rzburg University Press}, pages = {55-69}, year = {2023}, abstract = {No abstract available.}, language = {de} } @phdthesis{Wanner2022, author = {Wanner, Jonas Paul}, title = {Artificial Intelligence for Human Decision-Makers: Systematization, Perception, and Adoption of Intelligent Decision Support Systems in Industry 4.0}, doi = {10.25972/OPUS-25901}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-259014}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {Innovative possibilities for data collection, networking, and evaluation are unleashing previously untapped potential for industrial production. However, harnessing this potential also requires a change in the way we work. In addition to expanded automation, human-machine cooperation is becoming more important: The machine achieves a reduction in complexity for humans through artificial intelligence. In fractions of a second large amounts of data of high decision quality are analyzed and suggestions are offered. The human being, for this part, usually makes the ultimate decision. He validates the machine's suggestions and, if necessary, (physically) executes them. Both entities are highly dependent on each other to accomplish the task in the best possible way. Therefore, it seems particularly important to understand to what extent such cooperation can be effective. Current developments in the field of artificial intelligence show that research in this area is particularly focused on neural network approaches. These are considered to be highly powerful but have the disadvantage of lacking transparency. Their inherent computational processes and the respective result reasoning remain opaque to humans. Some researchers assume that human users might therefore reject the system's suggestions. The research domain of explainable artificial intelligence (XAI) addresses this problem and tries to develop methods to realize systems that are highly efficient and explainable. This work is intended to provide further insights relevant to the defined goal of XAI. For this purpose, artifacts are developed that represent research achievements regarding the systematization, perception, and adoption of artificially intelligent decision support systems from a user perspective. The focus is on socio-technical insights with the aim to better understand which factors are important for effective human-machine cooperation. The elaborations predominantly represent extended grounded research. Thus, the artifacts imply an extension of knowledge in order to develop and/ or test effective XAI methods and techniques based on this knowledge. Industry 4.0, with a focus on maintenance, is used as the context for this development.}, subject = {K{\"u}nstliche Intelligenz}, language = {en} } @phdthesis{Herm2023, author = {Herm, Lukas-Valentin}, title = {Algorithmic Decision-Making Facilities: Perception and Design of Explainable AI-based Decision Support Systems}, doi = {10.25972/OPUS-32294}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-322948}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Recent computing advances are driving the integration of artificial intelligence (AI)-based systems into nearly every facet of our daily lives. To this end, AI is becoming a frontier for enabling algorithmic decision-making by mimicking or even surpassing human intelligence. Thereupon, these AI-based systems can function as decision support systems (DSSs) that assist experts in high-stakes use cases where human lives are at risk. All that glitters is not gold, due to the accompanying complexity of the underlying machine learning (ML) models, which apply mathematical and statistical algorithms to autonomously derive nonlinear decision knowledge. One particular subclass of ML models, called deep learning models, accomplishes unsurpassed performance, with the drawback that these models are no longer explainable to humans. This divergence may result in an end-user's unwillingness to utilize this type of AI-based DSS, thus diminishing the end-user's system acceptance. Hence, the explainable AI (XAI) research stream has gained momentum, as it develops techniques to unravel this black-box while maintaining system performance. Non-surprisingly, these XAI techniques become necessary for justifying, evaluating, improving, or managing the utilization of AI-based DSSs. This yields a plethora of explanation techniques, creating an XAI jungle from which end-users must choose. In turn, these techniques are preliminarily engineered by developers for developers without ensuring an actual end-user fit. Thus, it renders unknown how an end-user's mental model behaves when encountering such explanation techniques. For this purpose, this cumulative thesis seeks to address this research deficiency by investigating end-user perceptions when encountering intrinsic ML and post-hoc XAI explanations. Drawing on this, the findings are synthesized into design knowledge to enable the deployment of XAI-based DSSs in practice. To this end, this thesis comprises six research contributions that follow the iterative and alternating interplay between behavioral science and design science research employed in information systems (IS) research and thus contribute to the overall research objectives as follows: First, an in-depth study of the impact of transparency and (initial) trust on end-user acceptance is conducted by extending and validating the unified theory of acceptance and use of technology model. This study indicates both factors' strong but indirect effects on system acceptance, validating further research incentives. In particular, this thesis focuses on the overarching concept of transparency. Herein, a systematization in the form of a taxonomy and pattern analysis of existing user-centered XAI studies is derived to structure and guide future research endeavors, which enables the empirical investigation of the theoretical trade-off between performance and explainability in intrinsic ML algorithms, yielding a less gradual trade-off, fragmented into three explainability groups. This includes an empirical investigation on end-users' perceived explainability of post-hoc explanation types, with local explanation types performing best. Furthermore, an empirical investigation emphasizes the correlation between comprehensibility and explainability, indicating almost significant (with outliers) results for the assumed correlation. The final empirical investigation aims at researching XAI explanation types on end-user cognitive load and the effect of cognitive load on end-user task performance and task time, which also positions local explanation types as best and demonstrates the correlations between cognitive load and task performance and, moreover, between cognitive load and task time. Finally, the last research paper utilizes i.a. the obtained knowledge and derives a nascent design theory for XAI-based DSSs. This design theory encompasses (meta-) design requirements, design principles, and design features in a domain-independent and interdisciplinary fashion, including end-users and developers as potential user groups. This design theory is ultimately tested through a real-world instantiation in a high-stakes maintenance scenario. From an IS research perspective, this cumulative thesis addresses the lack of research on perception and design knowledge for an ensured utilization of XAI-based DSS. This lays the foundation for future research to obtain a holistic understanding of end-users' heuristic behaviors during decision-making to facilitate the acceptance of XAI-based DSSs in operational practice.}, subject = {K{\"u}nstliche Intelligenz}, language = {en} }