L’Afrique centrale atlantique (ACA) englobe l’ensemble du domaine bas-guinéen, les îles du Golfe de Guinée et une partie de l’archipel afromontagnard. Plusieurs centres d’endémisme ont été identifiés en son sein et sont généralement considérés comme liés à la présence de refuges forestiers durant les périodes glaciaires. Cependant, l’origine de cet endémisme, sa localisation et les méthodes permettant d’identifier ces centres restent controversées. La localisation de ces zones d’endémisme et des plantes rares qu’elles abritent, est pourtant un prérequis indispensable pour la mise en place de politiques cohérentes de conservation et demeure une priorité pour les organisations privées, institutionnelles ou gouvernementales actives dans la gestion et le maintien durable de la biodiversité.<p><p>Cette étude phytogéographique porte sur la famille des Orchidaceae et est basée sur l’analyse de la distribution des taxons endémiques de l’ACA. Elle s’appuie sur un jeu de données original résultant d’un effort d’échantillonnage important au Cameroun et d’un travail d’identification et de localisation de spécimens dans les principaux herbaria européens abritant des collections d’ACA. Durant cette étude, (i) nous avons tout d’abord identifié ces taxons endémiques et documenté leur distribution au travers de plusieurs contributions taxonomiques et floristiques, (ii) nous nous sommes ensuite intéressé aux nouvelles méthodes permettant d’analyser ces données d’herbier de plantes rares et donc pauvrement documentées, testant aussi l’intérêt des Orchidaceae comme marqueurs chorologiques, et finalement, appliquant ces méthodes à notre jeu de données, (iii) nous avons délimité des centres d’endémisme et identifié les territoires phytogéographiques des Orchidaceae en ACA.<p><p>(i) Une révision taxonomique des genres Chamaeangis Schltr. et Stolzia Schltr. a été réalisée respectivement. Sept nouveaux taxons ont été décrits: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo et Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Plusieurs notes taxonomiques, phytogéographiques et écologiques supplémentaires ont également été redigées. Au total, nous avons identifié 203 taxons d’Orchidaceae endémiques d’ACA parmi lesquels 193 sont pris en compte pour l’étude des patrons d’endémisme.<p><p>(ii) Au Cameroun, les patrons de distribution des Orchidaceae et des Rubiaceae endémiques d’ACA ont été étudiés conjointement. Des méthodes de rééchantillonnage des données (raréfaction) ont été appliquées pour calculer des indices de diversité et de similarité. Elles ont permis de corriger les biais liés à la variation de l’effort d’échantillonnage. Un gradient de continentalité a été observé, les parties côtières étant les plus riches en taxons endémiques d’ACA. Contrairement à la région du Mont Cameroun et aux massifs de Kupe/Bakossi qui ont connu une attention particulière des politiques et des scientifiques, la partie côtière du sud Cameroun, presque aussi riche, reste mal inventoriée pour plusieurs familles végétales.<p><p>Cette analyse à l’échelle du Cameroun a également permis de comparer les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae. Les différences observées seraient principalement dues à la présence d’Orchidaceae terrestres dans les végétations basses et les prairies montagnardes de la dorsale camerounaise alors que les Rubiaceae sont généralement peu représentées dans ces habitats. Au sein des habitats forestiers, la concordance entre les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae remet en question l’utilisation des capacités de dispersion des espèces comme critère pour choisir les familles permettant l’identification des refuges forestiers et semble ainsi confirmer la pertinence de l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique.<p><p>La distribution potentielle a été utilisée pour étudier en détail l’écologie, la distribution et le statut de conservation de Diceratostele gabonensis Summerh. une Orchidaceae endémique de la région guinéo-congolaise uniquement connue d’un faible nombre d’échantillons. Cette méthodologie semble appropriée pour compléter nos connaissances sur la distribution des espèces rares et guider les futurs inventaires en Afrique tropicale.<p><p>(iii) En ACA, les Orchidaceae permettent d’identifier plusieurs centres d’endémisme qui coïncident généralement avec ceux identifiés précédemment pour d’autres familles végétales. Ces constats supportent aussi l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique. La délimitation des aires d’endémisme des Orchidaceae a ainsi permis de proposer une nouvelle carte phytogéographique de l’ACA. Les éléments phytogéographiques propres à chacune des dix phytochories décrites ont été identifiés et leurs affinités floristiques discutées. Les résultats phytogéographiques obtenus (a) soutiennent l’existence d’une barrière phytogéographique matérialisée par la rivière Sanaga entre les deux principaux centres et aires d’endémisme de l’ACA, (b) étendent l’archipel afromontagnard situé principalement au Cameroun au plateau de Jos (Nigeria) et (c) montrent l’importance de la chaîne montagneuse morcelée Ngovayang-Mayombe pour la distribution de l’endémisme en ACA. Cette chaîne de montagne, qui s’étend le long des côtes de l’océan du sud Cameroun au Congo-Brazzaville et qui correspond à plusieurs refuges forestiers identifiés par de nombreux auteurs, est ici considérée comme une seule aire d’endémisme morcelée./<p>Atlantic central Africa (ACA) covers the Lower Guinean Domain, the four islands of the Gulf of Guinea and a part of the afromontane archipelago. Different centres of endemism have been identified into this area and are usually considered as related to glacial forest refuges. However, the origin of this endemism, the localization of the centres and the methods employed to identify these centres are subject to debate. Yet, the localization of these centres of endemism and the identification of the rare plants they harbor is an essential prerequisite to setting up rational conservation policies, and remains a priority for private, institutional and governmental organizations which are dealing with the sustainable management of biodiversity.<p><p>This phytogeographical study focuses on Orchidaceae and analyses the distribution of the taxa endemic to ACA. We use an original dataset resulting from an important sampling efforts and the identification of specimens coming from all the principal herbaria where collections from ACA are housed. During this study, (i) we first identified the taxa endemic to ACA and documented their distribution through several taxonomic and floristic contributions, (ii) we used and developed new methods allowing to correct for sampling bias associated with the use of rare and poorly documented taxa, testing at the same time the use of Orchidaceae as chorological markers, and finally, applying these methods to our dataset, (iii) we delimited the centres of endemism and identified the phytogeographical territories of Orchidaceae in ACA.<p><p>(i) A taxonomic revision of Chamaeangis Schltr. and Stolzia Schltr. respectively was carried out. Seven new taxa were described: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo and Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Several additional taxonomic, phytogeographical and ecological notes were also published. We finally identified 203 Orchidaceae taxa endemic to ACA, among which 193 were used to study the patterns of endemism.<p><p>(ii) In Cameroon, the distribution patterns of both Orchidaceae and Rubiaceae endemic to ACA were studied. Subsampling methods (rarefaction) were applied to calculate diversity and similarity indices and to correct potential bias associated with heterogeneous sampling intensity. A gradient of continentality was confirmed in Cameroon, the coastal part being the richest in taxa endemic to ACA. The Cameroon Mountain and the Kupe/Bakossi mountain massifs have received a great consideration of politics and scientists. On the contrary, the Southern coastal part of Cameroon, though almost as rich as the Northern part, remains poorly known for several plant families.<p>This analysis also allowed us to compare patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae. The differences observed could be mainly due to the terrestrial habit of some Orchidaceae, which are only found in the grasslands of the highest part of the Cameroonian volcanic line where endemic Rubiaceae are rare. Within forest habitats, the concordance between the patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae question the widespread use of dispersal ability as a selection criterion for the families used to identify forest refuges. This also confirms the relevance of Orchidaceae as chorological marker.<p><p>Species distribution modelling was used of an in depth study of the ecology, the distribution and the conservation status of Diceratostele gabonensis Summerh. an Orchidaceae endemic to the Guineo-Congolian regional centre of endemism which is only known from very few collections. This method is proved to be appropriate to complete our knowledge on the distribution of rare plant species and to guide the future inventories in tropical Africa.<p><p>(iii) In ACA, an analysis of the distribution of endemic Orchidaceae confirmed the presence and location of several centres of endemism previously identified on the basis of other plant families. This result again supports the use of Orchidaceae as a chorological marker. The chorological study of the endemic Orchidaceae allowed us to propose a new phytogeographical map for ACA. Phytogeographical elements for each of the ten phytochoria described were identified and their floristic affinities were also discussed. Our results (a) support the existence of a phytogeographical barrier, materialized by the Sanaga River, between the two main centres and area of endemism of the ACA, (b) extend the limits of the afromontane archipelago to the Jos Plateau in Nigeria and (c) show the importance of the Ngovayang-Mayombe line to explain the distribution of endemism in ACA. This mountainous line, stretching along the ocean coast from Southern Cameroon to Congo-Brazzaville, corresponds to several forest refuges identified by many authors, and is here considered as an unique but discontinuous area of endemism.<p><p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Die Familie der Physciaceen (lichenisierte Ascomyceten) und deren kompatible Photobionten wurden mit Hilfe von nrITS-Sequenzierungen untersucht. Es wurde Frisch- oder Herbarmaterial bearbeitet, das weltweit gesammelt worden war und 23 der 27 Physciaceengattngen repräsentierte. Die Sequenzdaten erlaubten eine differenzierte taxonomische Bearbeitung beider Biontengruppen. Basale Linien der Physciaceenphylogenie waren eng korreliert mit der Verteilung mehrerer phänotypischer Merkmale. Es konnte gezeigt werden, daß die Caliciaceen, eine andere Flechtenfamilie, die Schwestergruppe zu einer der vier Hauptlinien der Physciaceen bilden. Alle Proben der Physciaceen waren mit Algen aus der Gattung Trebouxia assoziiert. Ein Datensatz von über 300 Trebouxia nrITS-Sequenzen wurde zusammengestellt, der eine zuvor ungekannte Diversität innerhalb der Gattung Trebouxia repräsentiert. Die Taxonomie dieser Gattung wurde revidiert und ein System zur Abgrenzung und Zuordnung von nrITS-Varianten vorgeschlagen, das eine Strukturierung der gefundenen Diversität erlaubt. Viele der untersuchten Physciaceenarten erschienen hoch selektiv in Bezug auf ihre kompatiblen Photobionten. Im Gegensatz dazu konnte bei keinem der Photobionten eine Beschränkung auf nur eine Mycobiontenlinie gezeigt werden. Die Beschränkung vieler Mycobionten auf einen bestimmten Photobionten wurde als eine ökologische Abhängigkeit des Mycobionten von seinem kompatiblen Photobionten interpretiert. Daher wurde untersucht, ob Artbildungsereignisse in Trebouxia, Artbildungsereignisse in den assoziierten Physciaceen auslösen können. In einem Vergleich der Trebouxia- mit der Physciaceenphylogenie konnten jedoch keine korrelierten Verzweigungsmuster festgestellt werden. Hauptlinien der Trebouxien waren allerdings mit Umweltparametern, wie z.B. Substrat-pH und Makroklima korreliert. Die Evolution der Physciaceen war von diesen Faktoren offensichtlich deutlich weniger abhängig.Die nrSSU-Gene der Physciaceen enthielten mehr Introns als die aller anderen bekannter Organismengruppen. Der einzigartige Datensatz konnte genutzt werden, um konservierte Regionen innerhalb dieser Introns zu identifizieren. Auf diese konservierten Regionen konnten Primer konstruiert werden, die mit allen Introns einer Insertionsstelle kompatibel waren. Mit Hilfe dieser Primer konnten Introns detektiert werden, die bei der nrSSU-Sequenzierung unerkannt geblieben waren.

The genus Arthroderma contains predominantly geophilic dermatophytes (naturally occuring in soil). Some species, especially those from Trichophyton terrestre complex, cause human and animal dermatomycosis. In the past, the species boundaries were determined mainly on the basis of biological species concept using in vitro mating experiments. But these nearly 70-years-old findings have not been tested by means of modern taxonomic methods. In total 194 species of the genus Arthroderma (including all available ex-type strains) originating predominantly in USA, Canada and Europe were studied in this thesis. They were mostly isolated from soil (n = 77), animals (n = 50), human clinical material (n = 41) and cave sediment (n = 9). The main goal of the thesis was to elucidate the species boundaries between species A. insingulare, A. lenticulare and A. quadrifidum, that were classified into the T. terrestre complex because of their seemingly identical asexual stage. Further, this work aimed to resolve the relationship between Arthroderma species using the multigene phylogeny and clarify which species are clinically relevant. A multigene phylogeny of the genus Arthroderma was based on the sequences of the ITS rDNA region, β-tubulin (TUB2) and translation elongation factor 1α (TEF1α) genes. The genus...

Für den Zugang zu grafischen Benutzungsoberflächen (GUIs) stehen blinden Menschen so genannte Screenreader und Braillezeilen zur Verfügung. Diese ermöglichen zwar das nicht-visuelle Wahrnehmen textueller Inhalte, allerdings kein effektives Arbeiten mit bildlichen Darstellungen. Neuartige taktile Flächendisplays können eine geeignete Lösung für den interaktiven Zugang zu tastbaren Grafiken darstellen und somit die Interaktionsmöglichkeiten blinder Benutzer im Umgang mit grafischen Anwendungen bereichern. Beispielsweise erlauben derartige Geräte nicht nur das Erkunden räumlicher Anordnungen, sondern darüber hinaus auch die kombinierte Ausgabe von Braille, Grafik und semi-grafischen Elementen. Um die deutlich größere Menge an gleichzeitig darstellbaren Informationen beherrschbar zu machen, sind neben entsprechenden Inhaltsaufbereitungen und Navigationsmechanismen auch geeignete Orientierungshilfen bereitzustellen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde am Beispiel der BrailleDis Geräte der Metec AG, welche eine taktile Ausgabefläche von 120 mal 60 Stiften bereitstellen, untersucht, inwieweit flächige Brailledisplays blinden Menschen eine effektive und effiziente Bedienung grafischer Benutzungsoberflächen ermöglichen. Neben dem Zugang zur GUI selbst sowie dem Lesen von Texten stellt dabei insbesondere das Arbeiten mit Grafiken einen wichtigen Aspekt dar. Um die Bedienung auf einem taktilen Flächendisplay zu erleichtern, ist eine konsistente Organisation der Inhalte hilfreich. Hierfür wurde ein neuartiges taktiles Fenstersystem umgesetzt, welches die Ausgabe nicht nur in mehrere disjunkte Bereiche unterteilt, sondern auch verschiedene taktile Darstellungsarten unterstützt. Zur Systematisierung der Gestaltung und Evaluation derartiger taktiler Benutzungsoberflächen sowie der darin stattfindenden Benutzerinteraktionen wurde zunächst eine Taxonomie erarbeitet. Dabei wurden neben der Interaktion selber, welche durch die Ein-und Ausgabe sowie die Handbewegungen des Benutzers beschrieben werden kann, auch die Benutzerintention in Form von taktilen Elementaraufgaben sowie die technischen Spezifikationen des Geräts mit einbezogen. Basierend auf der Taxonomie wurden anschließend relevante Aspekte identifiziert, welche in mehreren Benutzerstudien mit insgesamt 46 blinden und hochgradig sehbehinderten Menschen untersucht wurden. Die betrachteten Untersuchungsfragen betrafen dabei einerseits die Effektivität der Ausgabe in Form verschiedener taktiler Ansichtsarten sowie die Eingabe und Erkundung durch den Benutzer, andererseits auch Aspekte zur Effizienz konkreter Interaktionstechniken. Als Ergebnis der einzelnen Studien wurden abschließend konkrete Empfehlungen zur Umsetzung von Benutzungsoberflächen auf flächigen Brailledisplays gegeben. Diese beinhalten insbesondere Aspekte zur Ergonomie von taktilen Flächendisplays, zur Anzeige von textuellen Inhalten, zur Darstellung und Interaktion mit grafischen Inhalten sowie zu Orientierungshilfen. Insgesamt konnte mit Hilfe der Benutzerstudien gezeigt werden, dass flächige Brailledisplays blinden Menschen einen effektiven und effizienten Zugang zu grafischen Benutzungsoberflächen ermöglichen. Verschiedene taktile Darstellungsarten können dabei das Lösen unterschiedlicher Aufgaben unterstützen. Generell erfordert die flächige Interaktion vom Benutzer allerdings auch die Erweiterung seiner konventionellen Erkundungs-und Eingabestrategien. Die Bereitstellung neuartiger Interaktionstechniken zur Unterstützung der Orientierung kann die Effizienz zusätzlich steigern. / Blind people normally use screen readers as well as single-lined refreshable Braille displays for accessing graphical user interfaces (GUIs). These technologies allow for a non-visual perception of textual content but not for an effective handling of visual illustrations. Novel two-dimensional tactile pin-matrix devices are an appropriate solution to interactively access tactual graphics. In this way, they can enrich the interaction possibilities of blind users in dealing with graphical applications. For instance, such devices enable the exploration of spatial arrangements and also combine output of Braille, graphics and semi-graphical elements. To make the high amount of simultaneously presented information perceivable and efficiently usable for blind users, an adequate preparation of content as well as adapted navigation and orientation mechanisms must be provided. In this thesis the BrailleDis devices of Metec AG, which have a tactile output area of 120 times 60 pins, were used. The goal was to investigate to what extent large pin-matrix devices enable blind people to use graphical user interfaces effectively and efficiently. Access to the GUI itself, reading text, and dealing with graphics are the main aspects of the application area of such devices. To facilitate the operation on a two-dimensional pin-matrix device a consistent organization of the content is helpful. Therefore, a novel tactile windowing system was implemented which divides the output area into multiple disjunctive regions and supports diverse tactile information visualizations. Moreover, a taxonomy was developed to systematize the design and evaluation of tactile user interfaces. Apart from interaction that can be described by input and output as well as hand movements, the taxonomy includes user intention in terms of interactive task primitives and technical specifications of the device. Based on the taxonomy, relevant aspects of tactile interaction were identified. These aspects were examined in multiple user studies with a total of 46 blind and visually impaired participants. The following research topics were considered during the user studies: 1. the effectiveness of diverse tactile view types (output), 2. user input and exploration, and 3. the efficiency of specific interaction techniques. As a result, practical recommendations for implementing user interfaces on two-dimensional pin-matrix devices were given. These recommendations include ergonomic issues of physical devices as well as design considerations for textual and graphical content as well as orientation aids. In summary, the user studies showed that two-dimensional pin-matrix devices enable blind people an effective and efficient access to graphical user interfaces. Diverse tactile information visualizations can support users to fulfill various tasks. In general, two-dimensional interaction requires the extension of conventional exploration and input strategies of users. The provision of novel interaction techniques for supporting orientation can help to increase efficiency even more.

Mit der Interaktionstechnik der "direkten Objektmanipulation" für virtuelle Umgebungen wird angestrebt, virtuelle Objekte genauso realistisch und flexibel handhaben zu können, wie das bei realen Objekten der Fall ist. Das bedeutet, virtuelle Objekte können mittels eines Handmodells direkt berührt, ergriffen, getragen, gedrückt und gezogen werden. Diese Interaktionstechnik findet vor allem dort Anwendung, wo Objektmanipulationen möglichst realistisch simuliert und erfasst werden sollen, z.B. bei Ergonomieuntersuchungen, virtuellem Prototyping, Trainingssimulationen usw. Neben einigen Ansätzen zur technischen Umsetzung von direkten Objektmanipulationen werden in dieser Arbeit vor allem Konzepte und Verfahren entwickelt und vorgestellt, die eine Erfassung und Analyse von Benutzerinteraktionen unter Verwendung dieser Interaktionstechnik ermöglichen. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Untersuchung von Greifvorgängen, insbesondere die automatische Erkennung von Greifarten. Dazu wurden mehrere ausführliche empirische Studien mit einer neuartigen systematischen Methodik durchgeführt, woraus sich Empfehlungen für die Wahl von Klassifikationsverfahren und die Zusammensetzung der Merkmale ergeben. Ein weiteres Ergebnis ist eine neue Taxonomie von Greifarten, die speziell auf den Einsatz in virtueller Realität zugeschnitten ist und sich durch die Integration nicht-prehensiler Greifarten auszeichnet. Als weiterer wesentlicher Beitrag wird ein Analyseverfahren vorgestellt, mit dem der kontinuierliche Strom von Bewegungs- und Interaktionsdaten in Sequenzen von diskreten sinntragenden Basisinteraktionen zerlegt werden kann. Diese Sequenzen können anschließend manuell ausgewertet oder im Rahmen des "Action Capture"-Verfahrens in eine abstrakte Aktionsrepräsentation überführt und durch unterschiedliche virtuelle Figuren wiedergegeben werden.:Abbildungsverzeichnis ix Tabellenverzeichnis xiii Verzeichnis der Listings xv 1. Einleitung 1 1.1. Wissenschaftlicher Kontext und Abgrenzung 2 1.2. Zielsetzung und Beitrag 3 1.3. Aufbau der Arbeit 5 2. Interaktion in virtuellen Umgebungen 7 2.1. Grundbegriffe 7 2.2. Techniken der Interaktion in virtuellen Umgebungen 10 2.2.1. Zeigerbasierte Interaktion 10 2.2.2. Multimodale Interaktion 11 2.2.3. Direkte Objektmanipulation 12 2.3. Eingabegeräte 14 2.3.1. Positionstracker 14 2.3.2. Datenhandschuh (Cyberglove) 15 2.3.3. Fingertracker 18 2.4. Virtuelle Objekte 20 2.4.1. Funktionale Komponenten virtueller Umgebungen 20 2.4.2. Artikulierte Objekte und Stellteile 21 2.4.3. Die Industrienorm EN 894-3 für Stellteile 23 2.5. Zusammenfassung 24 3. Direkte Objektmanipulation in der Realität 25 3.1. Menschliches Greifen 25 3.1.1. Anatomische Grundbegriffe der menschlichen Hand 26 3.1.2. Eigenschaften von Greifvorgängen 28 3.2. Taxonomien von Greifarten 31 3.2.1. Greifarten nach Schlesinger 32 3.2.2. Griffkategorien nach Napier 34 3.2.3. Taxonomie von Greifarten nach Cutkosky 37 3.2.4. Taxonomie von Greifarten nach Kamakura 38 3.3. Eine spezielle Grifftaxonomie für Objektmanipulationen in VR 41 3.3.1. Anforderungen an eine Grifftaxonomie 41 3.3.2. Erfüllung dieser Anforderungen durch bestehende Taxonomien 43 3.3.3. Entwurfsprozess der Taxonomie 44 3.3.4. Detailbeschreibung der neuen Taxonomie 46 3.4. Zusammenfassung 51 4. Umsetzung direkter Objektmanipulation in virtuellen Umgebungen 53 4.1. Annotierte Objekte 53 4.1.1. Deklaration annotierter Objekte 55 4.1.2. Szenende?nitionen 58 4.1.3. Implementierung annotierter Objekte 60 4.2. Virtuelle Stellteile 62 4.2.1. Implementierung virtueller Stellteile 62 4.2.2. Stellteilereignisse 66 4.3. Virtuelles Handmodell 67 4.3.1. Deklaration des Handmodells 69 4.3.2. Implementierung des Handmodells 70 4.3.3. Physikalisches Handmodell 72 4.4. Simulation des Greifens 72 4.4.1. Implementierung der Geometrie-basierten Simulation 74 4.4.2. Implementierung der Sensor-Kräfte-basierten Simulation 75 4.4.3. Implementierung der Dynamik-basierten Simulation 76 4.5. Zusammenfassung 77 5. Automatische Erkennung von Greifarten 79 5.1. Verwandte Arbeiten 80 5.2. Methodik 81 5.3. Erkennung basierend auf Rohdaten des Cyberglove 82 5.3.1. Erste Studie (CG-S-R): Cyberglove-Rohdaten, Schlesinger-Taxonomie, reale Objekte 83 5.3.2. Anschlussstudie zur Verbesserung der Generalisierungsfähigkeit 97 5.3.3. Zweite Studie (CG-H-R): Cyberglove-Rohdaten, neue Taxonomie, reale Objekte 108 5.4. Erkennung basierend auf Gelenkwinkeln des Fingertrackings 119 5.4.1. Dritte Studie (FT3-S-R): Fingertracking, Schlesinger-Taxonomie, reale Objekte 119 5.4.2. Vierte Studie (FT5-S-V): Fingertracking, Schlesinger-Taxonomie, virtuelle Objekte 130 5.5. Vergleichende Diskussion aller Studien 143 5.6. Zusammenfassung 146 6. Erfassung und Analyse von direkten Objektmanipulationen in virtuellen Umgebungen 149 6.1. Erfassung und Aufzeichnung von Interaktionen 149 6.1.1. Ebene 0 - Rohdaten der Eingabegeräte 150 6.1.2. Ebene 1 - Bewegungsdaten der Körpermodells 151 6.1.3. Ebene 2 - Interaktionsdaten 152 6.2. Basisinteraktionen 153 6.2.1. Taxonomie von Basisinteraktionen 153 6.2.2. Detailbeschreibung der Basisinteraktionen 154 6.3. Erkennung von Basisinteraktionen 157 6.3.1. Segmentierung der Bewegungen 158 6.3.2. Verarbeitung von Kontaktinformationen 160 6.3.3. Verarbeitung von Stellteilereignissen 161 6.3.4. Weiterverarbeitung von Basisinteraktionen 162 6.4. Interaktionsereignisse 162 6.4.1. Typen von Interaktionsereignissen 163 6.4.2. XML-Format 164 6.4.3. Typabhängige Inhalte 166 6.4.4. Sequenzen von Interaktionsereignissen 171 6.4.5. Visualisierung von Interaktionsereignissen 171 6.5. Interaktionsdatenbank 172 6.5.1. Interaktionskanäle 173 6.5.2. Aufzeichnungssitzungen 174 6.6. Zusammenfassung 176 7. Beispielszenarien 179 7.1. Objekt an andere Position tragen (pick and place) 180 7.1.1. Die Werkbank-Szene 180 7.1.2. Interaktionssequenz im Detail 181 7.2. Stellteilbedienung 191 7.2.1. Die Pult-Szene 191 7.2.2. Die Interaktionssequenz mit dem Stellteil im Detail 192 7.3. Beispiel eines virtuellen Prototyps 200 7.3.1. Die Autocockpit-Szene 200 7.3.2. Aufgezeichnete Aktionssequenz 201 7.4. Zusammenfassung 203 8. Zusammenfassung und Ausblick 205 8.1. Ergebnisse 205 8.2. Einbettung der Arbeit in das „Action Capture“-Verfahren 209 8.2.1. Automatische Generierung von Aktionsbeschreibungen 209 8.2.2. Erzeugung von Animationen 211 8.3. Diskussion: Limitierungen und Anwendbarkeit des vorgestellten Ansatzes 213 8.4. Ausblick 215 A. Schemata der XML-Formate 219 A.1. Interaktionsereignisse 219 A.2. Handsensoren 223 A.3. Annotierte Objekte 224 A.4. Szenenbeschreibung 226 B. Abkürzungsverzeichnis 227 Literaturverzeichnis 229

The core research of this thesis, mostly comprising chapter four, has been accepted to the Learning on Graphs (LoG) 2022 conference for a spotlight presentation as a standalone paper, under the title "Taxonomy of Benchmarks in Graph Representation Learning", and is to be published in the Proceedings of Machine Learning Research (PMLR) series. As a main author of the paper, my specific contributions to this paper cover problem formulation, design and implementation of our taxonomy framework and experimental pipeline, collation of our results and of course the writing of the article. / L'apprentissage profond sur les graphes a atteint des niveaux de succès sans précédent ces dernières années grâce aux réseaux de neurones de graphes (GNN), des architectures de réseaux de neurones spécialisées qui ont sans équivoque surpassé les approches antérieurs d'apprentissage définies sur des graphes. Les GNN étendent le succès des réseaux de neurones aux données structurées en graphes en tenant compte de leur géométrie intrinsèque. Bien que des recherches approfondies aient été effectuées sur le développement de GNN avec des performances supérieures à celles des modèles références d'apprentissage de représentation graphique, les procédures d'analyse comparative actuelles sont insuffisantes pour fournir des évaluations justes et efficaces des modèles GNN. Le problème peut-être le plus répandu et en même temps le moins compris en ce qui concerne l'analyse comparative des graphiques est la "couverture de domaine": malgré le nombre croissant d'ensembles de données graphiques disponibles, la plupart d'entre eux ne fournissent pas d'informations supplémentaires et au contraire renforcent les biais potentiellement nuisibles dans le développement d’un modèle GNN. Ce problème provient d'un manque de compréhension en ce qui concerne les aspects d'un modèle donné qui sont sondés par les ensembles de données de graphes. Par exemple, dans quelle mesure testent-ils la capacité d'un modèle à tirer parti de la structure du graphe par rapport aux fonctionnalités des nœuds? Ici, nous développons une approche fondée sur des principes pour taxonomiser les ensembles de données d'analyse comparative selon un "profil de sensibilité" qui est basé sur la quantité de changement de performance du GNN en raison d'une collection de perturbations graphiques. Notre analyse basée sur les données permet de mieux comprendre quelles caractéristiques des données de référence sont exploitées par les GNN. Par conséquent, notre taxonomie peut aider à la sélection et au développement de repères graphiques adéquats et à une évaluation mieux informée des futures méthodes GNN. Enfin, notre approche et notre implémentation dans le package GTaxoGym (https://github.com/G-Taxonomy-Workgroup/GTaxoGym) sont extensibles à plusieurs types de tâches de prédiction de graphes et à des futurs ensembles de données. / Deep learning on graphs has attained unprecedented levels of success in recent years thanks to Graph Neural Networks (GNNs), specialized neural network architectures that have unequivocally surpassed prior graph learning approaches. GNNs extend the success of neural networks to graph-structured data by accounting for their intrinsic geometry. While extensive research has been done on developing GNNs with superior performance according to a collection of graph representation learning benchmarks, current benchmarking procedures are insufficient to provide fair and effective evaluations of GNN models. Perhaps the most prevalent and at the same time least understood problem with respect to graph benchmarking is "domain coverage": Despite the growing number of available graph datasets, most of them do not provide additional insights and on the contrary reinforce potentially harmful biases in GNN model development. This problem stems from a lack of understanding with respect to what aspects of a given model are probed by graph datasets. For example, to what extent do they test the ability of a model to leverage graph structure vs. node features? Here, we develop a principled approach to taxonomize benchmarking datasets according to a "sensitivity profile" that is based on how much GNN performance changes due to a collection of graph perturbations. Our data-driven analysis provides a deeper understanding of which benchmarking data characteristics are leveraged by GNNs. Consequently, our taxonomy can aid in selection and development of adequate graph benchmarks, and better informed evaluation of future GNN methods. Finally, our approach and implementation in the GTaxoGym package (https://github.com/G-Taxonomy-Workgroup/GTaxoGym) are extendable to multiple graph prediction task types and future datasets.

West Africa’s textile and clothing (T&amp;C) industries have persevered through the decline following the economic liberalization policies in the 1980s. This thesis seeks to explore the sustainable and circular business models which exist in the West African region. It also explores the ways that businesses relate to the social conditions of poverty, a small T&amp;C industry, strong competition from imports, and the concentrated levels of imported textile waste. Through a qualitative methodology, secondary data is collected on thirty T&amp;C businesses in West Africa. These businesses are analyzed through the framework of the eleven sustainable business model (SBM) pattern groups by Lüdeke-Freund, et al. (2018). In the results, five main SBM pattern groups emerge: Supply Chain, Social Mission, Closing-the-Loop, Eco-design, and Cooperative pattern groups. Most of the businesses do not fall neatly into one pattern, but rather embody various hybrid sustainable business models. West Africa is unusual in facing both high poverty rates and textile waste landfills, which may influence the multi-dimensional approach to sustainability. By working with the local textile value chain and artisan communities, the thirty businesses contribute to poverty alleviation. They also pave the way for ‘artisan futurism,’ where handicraft is combined with circularity and eco-design initiatives, leading the West African T&amp;C industry into the future.

Ist die Zitationsanalyse ein geeignetes Instrument zur Forschungsevaluation? Diese Dissertation untersucht, ob die zugrunde liegenden Zitationsdaten ausreichend fehlerfrei sind, um aussagekräftige Ergebnisse der Analysen zu erzielen, beziehungsweise sollte dies nicht der Fall sein, ob der Prozess, der die zitierenden und zitierten Artikel einander zurordnet, ausreichend robust gegenüber Ungenauigkeiten in den Daten ist. Ungenauigkeiten wurden als Unterschiede in den Datenwerten der bibliographischen Angaben definiert. Die untersuchten Daten setzen sich aus gezielt ausgewählten Publikationen des Web of Science (WoS) zusammen, welche eine geschichtete Stichprobe ergeben. Die bibliographischen Daten von 3.929 Referenzen wurden in einer qualitativen Inhaltsanalyse bewertet und die bibliographischen Ungenauigkeiten in einer Taxonomie zusammengefasst. Um genau festzulegen, welche von diesen tatsächlich den Zuordnungsprozess von Zitationen beeinflussen, wurde eine spezifische Untergruppe von Zitationen, d.h. Zitationen die von WoS nicht erfolgreich dem jeweilig zitierten Artikel zugeordnet wurden, untersucht. Die Ergebnisse wurden mit den Daten zweier weiterer bibliographischen Datenbanken, Scopus und Google Scholar, sowie den Daten dreier angewandter bibliometrischer Forschungsgruppen, CWTS, iFQ und Science-Metrix, trianguliert. Die Zuordnungsalgorithmen von CWTS und iFQ konnten rund zwei Drittel dieser Zitierungen erfolgreich zuordnen. Scopus und Google Scholar konnten ebenso über 60% der fehlenden Zitierungen erfolgreich mit dem entsprechenden zitierten Artikel verbinden, während Science-Metrix nur eine geringe Anzahl an Referenzen (5%) schaffte. Vollkommen falsche erste Seitenzahlen sowie Zahlendreher in Publikationsjahren können in allen Datenquellen nicht richtig zugeordnete Zitierungen verursachen. Basierend auf den Ergebnissen wurden Lösungsvorschläge formuliert, die im Stande sind den Zuordnungsprozess von Zitationen in bibliometrischen Datenquellen zu verbessern. / Is citation analysis an adequate tool for research evaluation? This doctoral research investigates whether the underlying citation data is sufficiently accurate to provide meaningful results of the analyses and if not, whether the citation matching process can rectify inaccurate citation data. Inaccuracies are defined as discrepancies in the data values of bibliographic references, since they are the essential part in the citation matching process. A stratified, purposeful data sample was selected to examine typical cases of publications in Web of Science (WoS). The bibliographic data of 3,929 references was assessed in a qualitative content analysis to identify prevailing inaccuracies in bibliographic references that can interfere with the citation matching process. The inaccuracies were categorized into a taxonomy. Their frequency was studied to determine any strata-specific patterns. To pinpoint the types of inaccuracies that influence the citation matching process, a specific subset of citations, i.e. citations not successfully matched by WoS, was investigated. The results were triangulated with five other data sources: with data from two bibliographic databases in their role as citation indexes (Scopus and Google Scholar) and with data from three applied bibliometric research groups (CWTS, iFQ and Science-Metrix). The matching algorithms of CWTS and iFQ were able to match around two thirds of these citations correctly. Scopus and Google Scholar also handled more than 60% successfully in their matching. Science-Metrix only matched a small number of references (5%). Completely incorrect starting page numbers and transposed publication years can cause a citation to be missed in all data sources. However, more often it is a combination of more than one kind of inaccuracy in more than one field that leads to a non-match. Based on these results, proposals are formulated that could improve the citation matching processes of the different data sources.

Die Bachelorarbeit dokumentiert die Entwicklung eines computerbasierten Lernangebots zum Thema „Gesundheitswesen in Deutschland“, welches als Untersuchungsmaterial in einer experimentellen Studie eingesetzt werden soll. Das Lernziel der Probanden ist, so viel wie möglich über Gesetze und Bestimmungen der Gesundheitsreform herauszufinden, um die Aufgabenbearbeitung und Lernzielerreichung erfolgreich zu absolvieren. Der erste Teil stellt die pädagogisch-psychologisch fundierte theoretische Konzeption eines computerbasierten Lernangebots dar. Dabei werden zunächst theoretische Grundlagen zum E-Learning, Instruktionsdesign, selbstgesteuerten Lernen und unterstützenden Lernaktivitäten gelegt. Danach erfolgt die Vorstellung von Lern- und Testaufgaben als eine Möglichkeit der Selbstregulation. Dabei wird besonders auf die formalen Aspekte von Aufgaben, das Generieren von Lehrzielen sowie die Konstruktion von fehlerbasiertem Feedback eingegangen. Im zweiten Teil erfolgt die darauf aufbauende praktische Umsetzung: Auf Basis des konzipierten Instruktionsdesigns erfolgt die Erarbeitung von Lernaktivitäten, welche von den Versuchspersonen zur Selbststeuerung ihrer Lernprozesse genutzt werden können. Dafür werden insbesondere Lernaufgaben zur fakultativen selbstständigen Wissensüberprüfung sowie Testaufgaben zur Erfassung des Wissenszuwachses konstruiert. Im Anhang sind die zum Thema „Gesundheitswesen in Deutschland“ entwickelten Lehrziele, konstruierten Aufgaben und dazugehöriges Feedback enthalten.:Inhaltsverzeichnis 3 Zusammenfassung 5 1 Einleitung 6 1.1 Motivation 6 1.2 Zielsetzung 6 1.3 Aufbau 7 2 Vorerklärungen 8 2.1 E-Learning 8 2.2 Lernen 8 2.3 Selbstgesteuertes Lernen 8 2.4 Lernumgebung, Lernangebot 9 2.5 Lehr- und Lernziele 9 I Theoretische Konzeption 10 3 Zu Grunde liegendes Instruktionsdesign 10 3.1 Ausgangsbedingungen 10 3.2 Didaktische Designentscheidungen 12 4 Selbststeuerung 15 4.1 Anforderungen an selbstgesteuertes Lernen 15 4.2 Lernaktivitäten zur Selbstregulation 18 5 Aufgaben als Aktivität der Selbststeuerung 21 5.1 Funktionen von Aufgaben 21 5.2 Testaufgaben 22 5.3 Lernaufgaben 23 6 Konstruktion von Lernaufgaben 25 6.1 Aufgabeninhalte und Lehrziele 25 6.2 Lehrziele 26 6.3 Formale Aspekte 32 6.4 Motivationale Aspekte 35 6.5 Fehlerbasiertes Feedback II Umsetzung der Konzeption 46 7 Selbststeuerung 46 7.1 Planung und Vorbereitung 46 7.2 Lernhandlungen 48 7.3 Kontrolle, Handlungsregulation, Rückmeldung und Bewertung 49 7.4 Motivation und Konzentration 51 8 Lern- und Testaufgaben 52 8.1 Aufgabeninhalte 52 8.2 Formale Aspekte 57 8.3 Motivationale Aspekte 62 8.4 Fehlerbasiertes Feedback 63 9 Schlussbemerkung und Ausblick 65 Abkürzungsverzeichnis 66 Literaturverzeichnis 67 Tabellenverzeichnis 75 Abbildungsverzeichnis 77 A Anhang 78 A.1 Lehrziele 79 A.2 Lehrziel-Matrizen 85 A.3 Testaufgaben 90 A.4 Lernaufgaben 104

Die Arbeit verfolgt das Ziel, eine Übersicht über die bei verschiedenen Süßwasserfischarten festgestellten Myxosporidien zu geben. Aus Gewässern der DDR-Bezirke Potsdam, Berlin, Frankfurt (Oder), Cottbus und Dresden wurden 1.850 Fische (1.015 Karpfen, 258 Regenbogenforellen, 143 Silberkarpfen, 104 Plötzen sowie weitere 22 Fischarten in geringer Zahl untersucht. Es wurden 40 Myxosporidienarten folgender taxonomischer Gruppen nachgewiesen: Myxidiidae (7), Sphaerosporidae (6), Chloromyxidae (4) und Myxobolidae (23). In der Arbeit sind Maße, Fotos und Zeichnungen der Parasiten enthalten. Es wurden Angaben über die Taxonomie, Organspezifität, Saisondynamik, Epizootiologie und Auswirkungen auf die Fischgesundheit gemacht. Es erfolgte ein Vergleich mit früheren Arbeiten in der DDR auf diesem Gebiet. Der Artenbestand an Myxosporidien konnte um 39 Arten erweitert werden. Anhand faunistischer Arbeiten aus benachbarten Ländern wurden die Bedeutung und Perspektiven zum Auftreten von Myxosporidiosen in der DDR herausgestellt. / This work aims to give an overview about the detected Myxosporeans in different species of freshwater fishes. From inland waters of the GDR districts Potsdam, Berlin, Frankfurt (Oder), Cottbus and Dresden 1.850 fishes (1.015 carps, 258 rainbow trouts, 143 silver carps, 104 roach and more 22 Fish species in small numbers were studied. 40 Myxosporean species of following taxonomic groups were detected: Myxidiidae (7), Sphaerosporidae (6), Chloromyxidae (4) und Myxobolidae (23). In this work are presented dimensions, photos and drawings of the parasites. Details are given on taxonomy, organ specificity, season dynamics, epizootiology and the impact on fish health A comparison with previous work in the GDR on this subject was carried out. The species inventory on Myxosporidia could be extended to 39 species. Based on faunal work from neighboring countries the importance and prospects for occurrence of Myxosporidiosis in the GDR were highlighted.