UAV applications have witnessed a great leap during the last decade including aerial photography, surveillance, inspection, mapping and many other applications. Using UAVs has many advantages over manned aerial vehicles. Reducing costs and avoiding putting human lives in danger are two major benefits. Currently, most of the UAVs are remotely controlled by human operators, either by having Line of Sight between the operator and the UAV or by controlling it from a ground control station. This may be fine in short missions. However, manually executing long and boring missions adds much inconvenience on the human operators and consumes more human resources. In addition, there is always the risk of losing the connection between the UAV and the human operators which leads to unpredicted, and probably catastrophic, consequences. The objective of this work is to reduce this inconvenience by moving the decision making responsibility from the human operators to the mission control system mounted on the UAV. In other words, the target is to design an on-board autonomous mission control system that has the capability of making decisions on-board and in real-time. Expert system technology, which is a type of artificial intelligence, is used to reach the autonomy of the target UAV. Expert system has the advantage of dealing with uncertainty during the mission execution. It also makes the system easily adaptable to execute any mission that can be described in form of rules. In this thesis, the design, implementation and testing of the expert system-based autonomous mission controller (ESBAMC) is covered. The target mission used to prove the feasibility of the proposed approach is the inspection of power poles. Power pole insulator is autonomously inspected by capturing three pictures from three different points of view. The proposed system has been successfully tested in simulation. Results show the performance and efficiency of the system to make decisions in real-time in any possible situation that may occur during the execution of the considered mission. In the near future, it is planned to test the proposed system in reality.

Unmanned Aerial Vehicles are more and more used in various fields. Many of the Flight Missions they execute are remote-controlled by human operators. Their application range could be greatly extended if unsupervised computer-controlled Flight Missions were possible. To reach the goal of being able to run unsupervised Flight Missions, many hurdles are yet to be cleared. One of the difficult tasks is to provide a control mechanism that is capable of reacting to environmental changes, such as bad weather, unexpected obstacles or system failures. To get closer to the goal of unsupervised Flight Missions, existing Expert System mechanisms along with other technologies that provide automated sensor data gathering and actor control are explored and the limitations that hold back progress are highlighted. Limited Flight control approaches that use data from different sensors to safely adapt the drone’s behaviour and its mission execution are the main focus of the thesis. Furthermore an Expert-System-based concept and implementation for decisionmaking during Adaptive Flight Missions are presented and evaluated for their remaining limitations.

Der Kleinbergbau ist ein bedeutender Wirtschaftszweig. Ein großer Anteil der Kleinbergbauaktivitäten wird informell oder illegal durchgeführt. Wichtige Merkmale dieser Formen des Kleinbergbaus sind ein hoher Beschäftigungsgrad, eine geringe Technisierung und Mechanisierung aller Arbeiten, sowie ein niedriger Kapitaleinsatz. Diese Bergbauaktivitäten sind vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern auf den Kontinenten Mittel- und Südamerika, Afrika und Asien verbreitet. Der informelle und illegale Kleinbergbau ist Lebensgrundlage für weltweit ca. 15 Mio. Menschen, die in diesem Sektor direkt beschäftigt und etwa 100 Mio. die indirekt davon abhängig sind. Neben der positiven Tatsache, dass der Kleinbergbau ein wichtiger Wirtschaftsfaktor ist sowie Beschäftigung und Wertschöpfung schafft, sind mit ihm erhebliche negative soziale und ökologische Auswirkungen verbunden. Um gezielte Handlungsempfehlungen in Form von Projekten zur Weiterentwicklung des Kleinbergbausektors aufzuzeigen, wurde in dieser Arbeit ein computergestütztes Expertensystem (XPS) entwickelt. / Artisanal and small-scale mining (ASM) is an important economic sector. A large amount of ASM activities are carried out in an informal or illegal way. These specific types of ASM are characteristic for being labor-intensive and capital-, mechanization- and technology-poor. In general ASM takes place within developing and emerging countries of Middle and South America, Africa and Asia. Informal and illegal ASM forms a livelihood for a population of approx. 15 Mio people worldwide, who are directly employed within the sector and about 100 Mio, who are indirectly dependent on it. On the one hand ASM is an important economic factor but on the other hand it has significant negative social and environmental impacts. In order to develop targeted recommendations for the further development of ASM, a computer-based expert system (XPS) was programmed within this dissertation.

Der Kleinbergbau ist ein bedeutender Wirtschaftszweig. Ein großer Anteil der Kleinbergbauaktivitäten wird informell oder illegal durchgeführt. Wichtige Merkmale dieser Formen des Kleinbergbaus sind ein hoher Beschäftigungsgrad, eine geringe Technisierung und Mechanisierung aller Arbeiten, sowie ein niedriger Kapitaleinsatz. Diese Bergbauaktivitäten sind vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern auf den Kontinenten Mittel- und Südamerika, Afrika und Asien verbreitet. Der informelle und illegale Kleinbergbau ist Lebensgrundlage für weltweit ca. 15 Mio. Menschen, die in diesem Sektor direkt beschäftigt und etwa 100 Mio. die indirekt davon abhängig sind. Neben der positiven Tatsache, dass der Kleinbergbau ein wichtiger Wirtschaftsfaktor ist sowie Beschäftigung und Wertschöpfung schafft, sind mit ihm erhebliche negative soziale und ökologische Auswirkungen verbunden. Um gezielte Handlungsempfehlungen in Form von Projekten zur Weiterentwicklung des Kleinbergbausektors aufzuzeigen, wurde in dieser Arbeit ein computergestütztes Expertensystem (XPS) entwickelt. / Artisanal and small-scale mining (ASM) is an important economic sector. A large amount of ASM activities are carried out in an informal or illegal way. These specific types of ASM are characteristic for being labor-intensive and capital-, mechanization- and technology-poor. In general ASM takes place within developing and emerging countries of Middle and South America, Africa and Asia. Informal and illegal ASM forms a livelihood for a population of approx. 15 Mio people worldwide, who are directly employed within the sector and about 100 Mio, who are indirectly dependent on it. On the one hand ASM is an important economic factor but on the other hand it has significant negative social and environmental impacts. In order to develop targeted recommendations for the further development of ASM, a computer-based expert system (XPS) was programmed within this dissertation.

High voltage transmission lines are used for distributing electricity and have to work reliably as it directly affects their performance. Therefore, inspections and maintenances are required in order to keep them working and to find damages as soon as possible. These inspections are still done by humans, which costs a lot of resources, as it is not only dangerous but also cost- and time consuming. This Bachelor's thesis proposes an alternative way of inspection that can be done by presenting an expert system that is able to help the flight controller of an unmanned aerial vehicle. The implementation is done by splitting the main objective into smaller scenarios, each building the fundamentals for developing further flight missions. CLIPS is the expert system programming language used in order to write scripts for each scenario. Tests to verify the functionality and executability of the implemented concept were done using three dfferent methods. The first test was made using a simulation, the next step was to use the hardware that is used in the field and the last test was to execute the implementation on a real copter. / Hochspannungsleitungen werden zur Verteilung von Strom verwendet und müssen zuverlässig funktionieren, da sich ihre Zuverlässigkeit direkt auf die Leistung auswirkt. Deshalb sind Inspektionen und Wartungen erforderlich, um die Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten und Schäden so schnell wie möglich zu erkennen. Diese Inspektionen werden noch immer vom Menschen durchgeführt, was viele Ressourcen kostet, da es nicht nur gefährlich, sondern auch kosten- und zeitaufwendig ist. Diese Bachelorarbeit schlägt eine alternative Art und Weise Inspektionen durchzuführen vor, indem sie ein Expertensystem verwendet, das in der Lage ist bei der Führung des Flug-Controllers eines unbemannten Luftfahrzeugs zu helfen. Die Umsetzung erfolgt durch die Aufteilung des Hauptziels in kleinere Szenarien, die jeweils die Grundlagen für die Entwicklung weiterer Flugmissionen bilden. CLIPS ist die verwendete Expertensystem-Programmiersprache, um Skripte für jedes Szenario zu schreiben. Tests zur Uberprüfung der Funktionalität und Ausführbarkeit des implementierten Konzepts wurden mit Hilfe von drei verschiedenen Methoden durchgeführt. Der erste Test wurde mit einer Simulation erhoben. Der nächste Schritt war die Verwendung von Hardware, die in echten Einsätzen benutzt wird und der letzte Test war die Ausführung der Implementierung auf einem echten Quadrocopter.

Rating agencies provide service by offering information about different kinds of securities and/or investment opportunities. This paper addresses questions often asked during the 2008 U.S. financial crisis: Why did no one see this coming? Why were all the explanations given afterward, not given before as precautions? Or if they were given before, why did nobody listen? Using Giddens’ idea of disembedded systems [Giddens A (1991a) The Consequences of Modernity (Polity Press, Cambridge, UK)], the paper describes and frames the phenomenon of U.S. financial crisis and the role of rating agencies in particular as a disembedded service system. Hereby it offers an explanation of the crises in contrast to the common incentive-oriented or moralizing perspectives. The paper shows that the U.S. financial crisis emerged from a disembedded service system, a simulacrum of ratings, which after a while was no more connected to the reality of securities. Information-providing service systems are in danger to become simulacra, and with it they can disembed. The paper offers a new insightful perspective on how to analyze and understand information-providing service systems and hence offers a perspective to avoid crises based on disembedded systems. This is the first paper to our knowledge to analyze information-providing service systems based on Giddens’ theory of abstract disembedded systems. It provides a new understanding of information-providing service systems that can help to avoid crises based on disembedded systems.

Es wurde ein Expertensystem zur Prognoseabschätzung entwickelt und evaluiert, welches eine neue Art der Regelbewertung anwendet. Als Krankheitsbild wurden exemplarisch Hirnstammgliome im Kindesalter gewählt. HISTAGLI besteht aus einer Informationskomponente, die einen inhaltlichen Überblick über das Krankheitsbild gibt, einer Datenbank, in der sämtliche Patienteneingaben sowohl als Text, als auch graphisch einsehbar ist und einer Prognoseerstellungskomponente, in der eine Prognose in sechs verschiedenen Kategorien unter Berücksichtigung verschiedener Therapieschemata für einen neu eingegebenen Patienten erstellt und der Weg zur Prognoseerstellung erläutert wird. Die der Prognoseerstellungskomponete zugrundeliegende Wissensbasis wurden aufgrund der klinischen und histopathologischen Daten von 23 Kindern, die an einem Hirnstammgliom erkrankt waren, halbautomatisch von einem Experten bewertet. Es fand sich dabei eine hohe Korrelation von 78,26% (bzw. 86,96% bei einer Kategorie Toleranz) Übereinstimmung mit den tatsächlichen Prognosen der Patienten. Dieses Ergebnis ist nur mit Einschränkungen auf neue Patienten übertragbar, da die Fallzahl zu gering für statistische Aussagen ist. Bei entsprechender Pflege des Systems ist mit wachsenden Fallzahlen mit einer immer höher werdenden Genauigkeit zu rechnen. / An expert system for the estimation of a prognosis was developed and evaluated which uses a new kind of valuation. Brainstem gliomas in the childhood were chosen as an example of a disease. HISTAGLI consists of an information component which gives an overview about the disease, a database in which all patient data is presented as text and graphics, and a prognosis creation component which creates a prognosis for newly inserted patients in six categories under consideration of different therapy pattern and explains the way towards the estimation of the prognosis. The knowledge base of the prognosis creation component was made out of the clinical and histopathological data of 23 children with brainstem gliomas halfautomaticly valued by an expert. There was a high correlation of 78,26% (with one category toleranz 86,96% ) accordance with the real prognosis of the patients. This result is only restricted transferable to new patients because of the number of cases which is too small for statistical evidence. Higher precision is expected with appropriate maintenance and an increasing number of cases.

Zugl.: München, University, Diss., 2008.

Rating agencies provide service by offering information about different kinds of securities and/or investment opportunities. This paper addresses questions often asked during the 2008 U.S. financial crisis: Why did no one see this coming? Why were all the explanations given afterward, not given before as precautions? Or if they were given before, why did nobody listen? Using Giddens’ idea of disembedded systems [Giddens A (1991a) The Consequences of Modernity (Polity Press, Cambridge, UK)], the paper describes and frames the phenomenon of U.S. financial crisis and the role of rating agencies in particular as a disembedded service system. Hereby it offers an explanation of the crises in contrast to the common incentive-oriented or moralizing perspectives. The paper shows that the U.S. financial crisis emerged from a disembedded service system, a simulacrum of ratings, which after a while was no more connected to the reality of securities. Information-providing service systems are in danger to become simulacra, and with it they can disembed. The paper offers a new insightful perspective on how to analyze and understand information-providing service systems and hence offers a perspective to avoid crises based on disembedded systems. This is the first paper to our knowledge to analyze information-providing service systems based on Giddens’ theory of abstract disembedded systems. It provides a new understanding of information-providing service systems that can help to avoid crises based on disembedded systems.

Eine stetig wachsende Zahl von Nutzern sucht im Internet nach Gesundheitsinformationen. Hierzu steht ihnen eine Vielzahl ganz unterschiedlicher Anbieter zur Verfügung, die bei divergierenden Interessen gesundheitsrelevante Angebote im Internet vorhalten. Abgesehen von der Informationsflut, mit der die Nutzer bei der Suche überhäuft werden, erhalten sie auch falsche, irreführende, veraltete und sogar gesundheitsgefährdende Informationen. In den letzten zehn Jahren haben verschiedene Wissenschaftler die Anforderungen an ein ideales Gesundheitsinformationssystem ermittelt. Im Rahmen des in diesem Beitrag beschriebenen Projekts wurde ein Gesundheitsinformationssystem als Prototyp zur anamnesebezogenen, internetbasierten Patienteninformation entwickelt und anhand einer Studie evaluiert. Dabei wird die Untersuchung auf deutschsprachige Erwachsene mit Kopfschmerzen eingegrenzt. Insgesamt wird die Hypothese überprüft, dass eine angeleitete, anamnesebezogene Internetsuche für den Patienten bessere Ergebnisse liefert, als dies durch die herkömmliche Nutzung von Gesundheitsportalen oder Suchmaschinen erreicht werden kann. Zur Evaluation wurde eine kontrollierte Zweigruppenstudie mit insgesamt 140 Teilnehmern in zwei Studienabschnitten durchgeführt. Dabei wurde im ersten Abschnitt festgestellt, dass bei einfach strukturierten Krankheitsfällen das Informationssystem gleichgute Ergebnisse liefert wie die herkömmliche Suche. Im zweiten Abschnitt konnte allerdings festgestellt werden, dass bei komplexen Kopfschmerzfällen mit Hilfe des Prototyps signifikant (P=0,031) bessere Diagnosen gestellt werden konnten als ohne. Medizinische Expertensysteme in Kombination mit einer Meta-Suche nach maßgeschneiderten qualitätsgesicherten Informationen erweisen sich als probate Möglichkeit, den Ansprüchen an eine geeignete Versorgung mit Gesundheitsinformationen gerecht zu werden. / A steadily increasing number of users search for health information online. Therefore, a multitude of totally different providers with diverging interests offer information. Apart from the information overload the users are flooded with, they may access false, misleading or even life threatening information. In the last 10 years scientists have determined the requirements of an ideal health information system. In the study described in this paper a prototype health information system providing anamnesis related internet-based consumer health information is evaluated. In total, the hypothesis that a computer-aided anamnesis-related internet search provides better results than the use of conventional search engines or health portals is evaluated. For evaluation a randomised controlled study with 140 participants has been conducted in two study sections. In the first section it was found, that for a less complex diagnosis the prototype information system did equally well as the conventional information retrieval. In the second study section it was found, that dealing with complex headache cases participants using the prototype determined significantly better (P=0.031) diagnoses than the control group did without prototype support. It has been shown, that medical expert systems in combination with a meta-search for tailored quality controlled information represents a feasible strategy to provide reliable health information.