The fumonisins are a class of polyketide mycotoxins produced by Fusarium verticilliodes (formerly Fusarium monoliforme) which commonly affects maize. Ingestion of these toxins has been associated with leukoencephalomalacia in equine species, pulmonary oedema in swine, hepatocarcinogenesis in rats and have been linked to oesophageal cancer in humans. The structurally related AAL toxins are host specific mycotoxins produced by Alternaria alternata f. sp. lycopersici, producing stem canker disease in susceptible tomato cultivars. Examination of the C-11-C-20 fragment of the fumonisin B1 backbone [(2S,3S,5R,10R,12S,14S, 15R,16R)-2-amino-3,5,10,14,15-hydroxy-12,16-dimethyleicosane] and the C-10-C-17 fragment of the AAL toxin TA backbone[(2S,4S,5R,11S,13S,14R,15R)-1-amino-2,4,5,13,14-hydroxy-11,15- dimethylheptadecane], reveals four common stereogenic centres, with the only difference between the two fragments being the length of the alkyl chain. It is thought that the position and configuration of these four stereogenic centres is conserved among all members of the fumonisin and AAL classes of toxins. Retrosynthetic analysis of the backbones reveals a common intermediate aldehyde, which can be synthesised from methyl (S)-3-hydroxy-2-methylpropionate. A simple synthetic route to access the C-11-C-20 fragment for the fumonisins and the C-10-C-17 fragment of the AAL toxins was devised utilising Sharpless asymmetric epoxidation and an Evans aldol reaction as key transformations. In practice, it was found that although the Sharpless asymmetric epoxidation produced the desired epoxide in low enantiomeric excess, the two diastereomers produced could be separated by two consecutive flash chromatography silica gel columns. In pursuit of a more efficient method for introduction of the stereogenic centre in the target, other synthetic routes and key transformations were considered. Jacobsen’s kinetic resolution of terminal racemic epoxides was explored, requiring a terminal alkene from which the racemic epoxide was synthesised. An attempt to synthesise the terminal alkene from the appropriate tosylate and vinyl-MgBr, mediated by copper (I) iodide, failed. The synthetic route was redesigned, and the terminal alkene was synthesised by two one-carbon additions: the first a nucleophilic substitution with cyanide, and the second a Wittig olefination. The resolution of the terminal epoxide was also unsuccessful with no significant kinetic resolution occurring. Sharpless asymmetric dihydroxylation was also investigated; however, this reaction too failed to produce products of high diastereomeric excess. As a consequence, it was decided to pursue the asymmetric epoxidation route as the diastereomeric products could at least be separated. The second key transformation, the Evans aldol reaction, also provided an interesting result. When the aldol reaction was attempted with benzaldehyde and enolates derived from (4R,5S)-3-butanoyl-4-methyl-5-phenyl-oxazolidin-2-one and (4R,5S)-3-hexanoyl-4-methyl-5-phenyl-oxazolidin-2-one, the butanoyl derivative was found to give the expected Evans syn product, while the hexanoyl derivative was found to give the non-Evans syn product, with proof provided by single crystal X-ray diffraction analysis. It is proposed that the aldol reaction with the hexanoyl derivative does not proceed through the expected Zimmerman-Traxler-type transition state, but rather through an open chain transition state similar to that seen for asymmetric alkylation reactions. Synthesis of the pentanoyl derivative, and subjecting it to the same aldol reaction gave the expected syn Evans product, as deduced from spectroscopic properties. When the aldol reaction was attempted with the appropriate aldehyde intermediate, it was found that the dibutylboron triflate in the reaction medium caused the cleavage of the O-TBS ether protection, resulting in the formation of (3S,5R)-3-(4-methoxybenzyloxy)-5-methyl-tetrahydropyran-2-ol, before the aldehyde could undergo the aldol reaction. In order to avoid this problem, it is suggested that an alternative protecting group strategy using a more robust protecting group, such as a benzyl group which is stable to Lewis acids, could be substituted for the O-TBS group. Copyright / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2012. / Chemistry / unrestricted

Ein an geregelte Tagesablaeufe angepasstes Leben erhoeht nicht nur das allgemeine Wohlbefinden, sondern wirkt proaktiv auf Gesundheit und Stresslevel. Feste Rhythmen in Aktivitaeten im Tagesverlauf bieten Menschen Sicherheit, Struktur und Orientierung im Alltag. Eine wiederholte oder permanente Missachtung dieser Rhythmen kann zu Schlafproblemen bis hin zu chronischer Depression fuehren. Personen, die ihren festen Rhythmen nachkommen, sind hingegen weniger von diesen Krankheiten betroffen. Um diese Folgen praeventiv zu vermeiden oder zu loesen, kann der eigene Tagesablauf manuell erfasst und ausgewertet werden. Dieser aufwendige Prozess erfolgt bislang nur mit wenig, automatisierter Assistenz und kann durch computergestuetzte Verfahren erleichtert werden. Dabei ist sowohl ein lueckenloser Datensatz an Aktivitaeten, als auch das Vorhandensein von moeglichst heterogener Sensorik von Bedeutung. Durch eine entsprechende automatisierte Erkennung von Tagesrhythmen kann der Tagesablauf assistiert komplettiert werden und die heterogene Sensorik macht Abweichungen in den Routinen des Nutzers deutlich. Diese Informationen werden dann zur aktiven Lebensunterstuetzung genutzt, indem Metriken aus diesen abgeleitet oder Anomalien erkannt werden. Einen moeglichen Loesungsansatz zur automatisierten Assistenz bieten dafuer sogenannte Human Activity Recognizer Algorithms (HARA) aus dem Bereich Ambient Assisted Living (AAL). Das Ziel dieser HARA ist es, auf Basis sensorischer Werte und individuellen Vergleichsmustern die aktuelle Aktivitaet eines Nutzers zu erkennen. Da diese Systeme haeufig im Bereich pflegebeduerftiger Personen eingesetzt werden, ist die Auswahl der erkannten Aktivitaeten jedoch sehr eingeschraenkt und bezieht sich im Regelfall auf nicht-erweiterbare, innerhaeusliche Aktivitaeten aus der Pflege. Darueber hinaus erfolgt bei diesen Systemen eine Auswertung unter der Voraussetzung, dass sich einzelne Tage in ihrem Ablauf nur wenig unterscheiden, was in anderen Anwendungsdomaenen zu Problemen fuehrt. Um zu einer weitergehenden Erfassung des Tagesablaufs zu kommen, muss neben der Auswertung sensorischer Werte auch weiteres Wissen einbezogen werden. Externe Wissensquellen maschinenauswertbar zu formalisieren, kombinieren und bestmoeglich auszuwerten, stellt eine Herausforderung dieser Arbeit dar, denn heterogene Datenquellen, unvollstaendige oder informationslose Daten erschweren dem HARA die Auswertung. Dazu muessen Methoden des maschinellen Lernens, semantischer Modellierung und Analyse untersucht und weiterentwickelt werden.

Ein an geregelte Tagesablaeufe angepasstes Leben erhoeht nicht nur das allgemeine Wohlbefinden, sondern wirkt proaktiv auf Gesundheit und Stresslevel. Feste Rhythmen in Aktivitaeten im Tagesverlauf bieten Menschen Sicherheit, Struktur und Orientierung im Alltag. Eine wiederholte oder permanente Missachtung dieser Rhythmen kann zu Schlafproblemen bis hin zu chronischer Depression fuehren. Personen, die ihren festen Rhythmen nachkommen, sind hingegen weniger von diesen Krankheiten betroffen. Um diese Folgen praeventiv zu vermeiden oder zu loesen, kann der eigene Tagesablauf manuell erfasst und ausgewertet werden. Dieser aufwendige Prozess erfolgt bislang nur mit wenig, automatisierter Assistenz und kann durch computergestuetzte Verfahren erleichtert werden. Dabei ist sowohl ein lueckenloser Datensatz an Aktivitaeten, als auch das Vorhandensein von moeglichst heterogener Sensorik von Bedeutung. Durch eine entsprechende automatisierte Erkennung von Tagesrhythmen kann der Tagesablauf assistiert komplettiert werden und die heterogene Sensorik macht Abweichungen in den Routinen des Nutzers deutlich. Diese Informationen werden dann zur aktiven Lebensunterstuetzung genutzt, indem Metriken aus diesen abgeleitet oder Anomalien erkannt werden. Einen moeglichen Loesungsansatz zur automatisierten Assistenz bieten dafuer sogenannte Human Activity Recognizer Algorithms (HARA) aus dem Bereich Ambient Assisted Living (AAL). Das Ziel dieser HARA ist es, auf Basis sensorischer Werte und individuellen Vergleichsmustern die aktuelle Aktivitaet eines Nutzers zu erkennen. Da diese Systeme haeufig im Bereich pflegebeduerftiger Personen eingesetzt werden, ist die Auswahl der erkannten Aktivitaeten jedoch sehr eingeschraenkt und bezieht sich im Regelfall auf nicht-erweiterbare, innerhaeusliche Aktivitaeten aus der Pflege. Darueber hinaus erfolgt bei diesen Systemen eine Auswertung unter der Voraussetzung, dass sich einzelne Tage in ihrem Ablauf nur wenig unterscheiden, was in anderen Anwendungsdomaenen zu Problemen fuehrt. Um zu einer weitergehenden Erfassung des Tagesablaufs zu kommen, muss neben der Auswertung sensorischer Werte auch weiteres Wissen einbezogen werden. Externe Wissensquellen maschinenauswertbar zu formalisieren, kombinieren und bestmoeglich auszuwerten, stellt eine Herausforderung dieser Arbeit dar, denn heterogene Datenquellen, unvollstaendige oder informationslose Daten erschweren dem HARA die Auswertung. Dazu muessen Methoden des maschinellen Lernens, semantischer Modellierung und Analyse untersucht und weiterentwickelt werden.

Im Bericht wird der Stand der Umsetzung der Aalmanagementpläne für die Flusseinzugsgebiete der Elbe und Oder im Freistaat Sachsen dargestellt. Im Jahr 2015 wurde im Rahmen des Projektes ein neuartiges Fischschutzsystem für den Aalabstieg installiert. Die Funktionskontrolle bestätigte die sehr gute Eignung des innovativen Abstiegssystems. Dieses wurde inzwischen an drei weiteren Standorten von Wasserkraftanlagen in Sachsen eingebaut. Das Aalabstiegssystem kann helfen, die Ziele der EU-Aal-VO und der daraus abgeleiteten Managementpläne zu erreichen. Die Ergebnisse der Funktionskontrolle sind dem Projektbericht als Anlage beigefügt.

Zugl.: Berlin, Humboldt-Univ., Diss., 2008

In diesem Buch wurde eine Übersicht und kritische Zusammenfassung des derzeitigen Forschungsstandes zu Human Activity Recognition (HAR), zu Deutsch Aktivitätserkennung bei Menschen, durchgeführt. Dabei ergab sich eine Forschungslücke im Rahmen der nicht überwachten Lernalgorithmen für HAR-Systeme. Für überwachte Lernalgorithmen muss je Anwendung ein annotierter Datensatz über mehrere Wochen mühselig erstellt werden, bevor das HAR-System zum Einsatz kommen kann. Dies entfällt mit dem neuen HAR-System. Des Weiteren ist das neue System in der Lage auch parallel laufende Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL, aus dem Englischen Activity of Daily Living) zu erkennen. Viele HAR-Systeme aus dem aktuellen Stand der Forschung sind dazu nicht in der Lage, da sie z.B. sequenziell arbeiten. Beide Probleme wurden mit dem neuen HAR-System erfolgreich gelöst. Das in diesem Buch vorgestellte HAR-System ist eine neuartige Kombination aus einem stochastischen Modell und einem kognitiven Ansatz. Das HAR-System wird in drei Phasen angewandt. Die erste Phase ist die sogenannte Initialphase. In dieser ersten Phase wird a priori Wissen gesammelt. Das neue HAR-System benötigt im Gegensatz zu den Systemen der aktuellen Forschung nur sehr wenig a priori Wissen. Es wird die Art und Anzahl der Sensoren und der ADL benötigt, welche in eine sinnfällige initiale Verbindung miteinander gebracht werden. Diese Verbindung ist eine vorläufige und gleichverteilte Initialbelegung der Sensor-ADL-Beziehung, die in der Lernphase individuell an die jeweilige Person und Anwendungsfall angepasst wird. Es wird ein neuartiges Markov Modell (MM) und ein neu entwickeltes Impulsmodell (IM) erlernt. Das genutzte MM unterscheidet sich von den aktuellen MM durch dessen Zustandsdefinitionen, die die Sensorereigniskombinationen abbilden, wodurch das Segmentierungsproblem wegfällt. Dadurch können auch wichtige Strukturen aus dem MM extrahiert werden, die das menschliche Verhalten darstellen. Diese Strukturen werden durch neuartige Modellvergleiche bewertet. Das Resultat dieser Bewertung wird wiederum in Kombination mit dem neuen kognitiven IM in einem speziell dafür entwickelten iterativen Ansatz verwendet, um die initiale Sensor-ADL-Beziehung zu individualisieren. Diese neue Sensor-ADL-Beziehung ist Grundlage für die dritte und letzte Phase: der Anwendungsphase. Im IM wird die Sensor-ADL-Beziehung in Kombination mit neu entwickelten Regeln angewandt, um eine finale ADL-Wahrscheinlichkeitsverteilung der erkannten ADL zu berechnen. Diese besagt, welches ADL derzeit am wahrscheinlichsten ausgeführt wird und welche ADL gerade parallel zu anderen ADL ausgeführt werden. Das neue HAR-System wurde mit drei Datensätzen unterschiedlichen Anspruchs und einem Benchmark getestet. Dieser Benchmark beinhaltete vier verschiedene stochastische Modelle des aktuellen Stands der Forschung. Das neue HAR-System ist in der Lage eine höhere Erkennungsrate als der Benchmark zu leisten und war im Durchschnitt 3,2% akkurater. Es erzielte eine 95-97%-ige Wiedererkennung der ADL. Durch die erstellten Konfusionsmatrizen ergab sich eine durchschnittliche Verbesserung von 42% in den Metriken für Sensitivität, Wirksamkeit und F-Maß. Ein weiterer großer Unterschied zum Benchmark ist, dass das neue HAR-System unüberwacht lernt. Dadurch fällt die Datenakquise im Vergleich zum Benchmark sehr gering aus und das neue HAR-System wirkt attraktiver für den Markt in dessen Anwendbarkeit.:1 Einführung in die Domäne 1 1.1 Motivation 1 1.2 Ambient Assistive Living 2 1.2.1 Menschliches Verhalten und technische Assistenz 4 1.2.2 Aktivitäten des täglichen Lebens 5 1.3 Zielstellung und Abgrenzung 6 2 AAL-Systeme 9 2.1 Human Activity Recognition 9 2.1.1 Sensorik 11 2.1.2 Lernansatz 13 2.1.3 Ereignisstromanalyse 16 2.1.4 Abbildungsgrad menschlichen Verhaltens 18 2.1.5 Fazit und Anforderungen 19 3 Human Activity Recognition - Modelle 21 3.1 Datenbasierte Modelle 23 3.1.1 Deterministische Modelle 23 3.1.2 Stochastische Modelle 24 3.1.2.1 Bayes'sche Netze 25 3.1.2.2 Hidden Markov Modelle 26 3.1.2.3 Conditional Random Field 29 3.1.2.4 Neuronale Netze 30 3.1.2.5 Support Vector Machines 32 3.1.3 Vergleich und Fazit 34 3.2 Wissensbasierte Modelle 40 3.2.1 Datenbanken 40 3.2.2 Ontologien 41 3.2.3 Wahrscheinlichkeitsbasierte Ontologien 44 3.2.4 Fazit 45 3.3 Anforderungen und Forschungsfragen 46 3.4 Forschungsnaher Stand der Technik 49 3.4.1 Unüberwachter Klassifizierungsalgorithmus 49 3.4.2 Unüberwachtes Lernen mittels einer Ontologie 50 3.4.3 Wahrscheinlichkeitsbasierte Ontologie 51 3.4.4 Fazit 53 4 Lösungskonzept 57 4.1 Sensordatenschnittstelle und Definitionen 60 4.2 Initialphase 62 4.3 Lernphase 63 4.3.1 Markov Modell und menschliche Angewohnheiten 63 4.3.1.1 Das Markov Modell 63 4.3.1.2 Erlernen des Markov Modells 64 4.3.1.3 Lernen menschlicher Angewohnheiten 69 4.3.1.4 Schlussfolgerung 73 4.3.2 Abbildung des menschlichen Erinnerungsvermögen 74 4.3.2.1 Menschliches Lernen und Vergessen 74 4.3.2.2 Impulsmodell 75 4.3.2.3 Bestimmung der ADL für MM-Strukturen 78 4.3.2.4 Erlernen der Relevanzfaktoren 79 4.3.2.5 Schlussfolgerung 85 4.4 Anwendungsphase 85 4.4.1 Impulsmodell in der Anwendungsphase 85 4.4.2 ADL Erkennung 86 4.4.3 Wahrscheinlichkeitsverteilung der ADL 88 4.4.4 Schlussfolgerung und Zusammenfassung 90 5 Bewertung der Lösung 91 5.1 Testszenarien und Datensets 91 5.2 Datensätze des Benchmarks 93 5.3 Evaluierung 95 5.4 Komplexität der Lösung 107 5.5 Einschätzung der Vor- und Nachteile 108 6 Zusammenfassung und Ausblick 115 6.1 Zusammenfassung 115 6.2 Ausblick und Weiterentwicklung 116 A Fallbeispiel 119 B Evaluierung 123 B.1 Ergebnisse des Benchmarks 123 B.2 Datenschnittstelle 126 B.3 Markov Modell 129 B.4 Strukturen und deren Signifikanz 135 B.5 Ergebnisse der Relevanzfaktorenberechnung 138 B.6 ADL-Wahrscheinlichkeitsverteilung der Lösung 138 Tabellenverzeichnis 141 Abbildungsverzeichnis 143 Literaturverzeichnis 145

Zwischenmenschliches Vertrauen spielt in Beziehungen eine wichtige Rolle und beinhaltet die Erwartung, dass auf das Wort des Anderen Verlass ist (Rotter, 1967). Auch im Zusammenhang mit Automation und Mensch-Maschine-Systemen erlangt die Betrachtung von Vertrauen in den vergangenen Jahren immer größere Bedeutung. In den Bereichen automatisierte Fahrzeugsteuerung oder militärische Freund-Feind-Erkennung wurde bereits eine Vielzahl von Erhebungen durchgeführt. Einen Forschungsgegenstand, der bislang jedoch weitestgehend unbeachtet geblieben ist, stellen Heim-Automatisierungen und Unterstützungstechnologien für ältere Personen dar. Die vorliegende Dissertation möchte einen Anstoß für die Forschungsaktivitäten im Kontext von Vertrauen in Ambient Assisted Living (AAL) Systeme geben und gleichzeitig die Möglichkeiten von Unterstützungs-technologien (für beeinträchtigte Personen) im Wohnumfeld aufzeigen. Im Fokus der Untersuchung steht dabei das Vertrauen älterer Personen, als potentielle Endnutzer, in AAL Systeme. Nach Durchführung der Literaturanalyse, wurden mittels einer Fragebogenstudie zunächst verschiedene Einflussfaktoren auf das Vertrauen in AAL sowie die Nutzungsabsicht der senioren Zielgruppe erforscht. Unter Einbeziehung der Variablen des Technology Acceptance Modells (TAM) (Davis, 1989) werden Personen mit und ohne täglichem Unterstützungsbedarf befragt. Basierend auf den dadurch gewonnenen Erkenntnissen wurden zwei Experimente durchgeführt. Die Probanden der beiden Experimente, die jeweils eine seniore Testgruppe und eine junge Kontrollgruppe umfassten, sollten mittels eines Mock-Ups auf einem Tablet-Computer verschiedene Aufgaben im Wohnumfeld bearbeiten. Im ersten Experiment wurde zusätzlich zu der Standard-Bedienoberfläche der AAL Technologie, entweder persönliche Unterstützung via Operateur oder eine technische Unterstützung zur Verfügung gestellt. Das zweite Experiment untersuchte drei unterschiedliche Stufen von Zuverlässigkeit einer AAL Applikation. / Interpersonal trust as “expectancy that the verbal statements of others can be relied upon” (Rotter, 1967; p. 651) plays an important role in human relationships. But even in the context of automation and man-machine systems, the consideration of trust has acquired even greater importance in recent years. In the field of automated vehicle control systems or military friend-or-foe recognition, a large number of surveys relating to trust have been conducted. An area of research that, to date, has not been well-investigated is home automation, such as smart home and assistive technologies for older people. The present thesis aims to initiate such research activities in the context of trust in Ambient Assisted Living (AAL) systems, as well as to demonstrate the opportunities that assistive technologies present for impaired persons in the living environment. The focus of the present survey is on the trust of older people, as potential end-users, in AAL systems. To establish an understanding of the state of this research field, a literature review has been conducted. Subsequently, the various factors influencing trust in AAL and usage intention of the elderly target group are examined via a written questionnaire study. Taking into account the variables of the Technology Acceptance Model (TAM) (Davis, 1989), persons with and without need for daily support are interviewed. Based on the obtained results, two subsequent experiments were carried out. The participants in the two experiments, each including a senior test group and a young control group, worked on various tasks through a mock-up on a tablet-computer in the living environment. In the first experiment, in addition to the standard user interface of the AAL technology, either personal support via operator or a technical embedded support was provided to test the differential impact on the trust of the participants in AAL. The second experiment included three different levels of reliability of an AAL application.

Internet des objets (IoT) est actuellement à notre portée. De nombreux domaines ont bénéficié de cette technologie. Cela va d'une application simple, comme l'identification d'un objet jusqu'à la gestion d'un système plus complexe. L'identification par radiofréquence (RFID) est l'une des technologies a une part importante dans l’IoT aujourd'hui. C’est une technologie embarqué, pas cher et ne nécessite aucune source d'alimentation supplémentaire dans le cas de tag passif. Avec sa fonctionnalité omniprésente, cette technologie permet de positionner un objet dans une zone spécifique. L’Assistance et l'Autonomie des personnes à Domicile (AAL) est l'un des nombreux domaines qui bénéficient de l'IoT. Il vise à aider les personnes âgées dans leurs routines quotidiennes en fournissant de nouveaux services d'assistance dans les maisons intelligentes (smart home). La présence de RFID dans une maison intelligente sont d'une grande aide pour une personne âgée et/ou déficiente, par exemple, pour l’aider à trouver un objet dans son environnement quotidien. Cependant, même avec tous ces avantages d’assistance dans notre vie, il est malheureusement à double tranchant où l'avantage qu'il apporte à un objet pourrait à son tour se tourner contre lui-même. En effet, pour pouvoir aider les personnes âgées à localiser un objet, le système nécessite certaines données relatives au positionnement de l'objet, tout au moins son identification. Étant donné que la couverture de l'étiquette RFID passive est très faible, une fois sa présence détectée, il est difficile de la cacher. La capacité de cette technologie à localiser des objets donne l'occasion à une tierce personne de profiter du système. Parallèlement au besoin persistant et constant de confidentialité par les utilisateurs, l'objectif de cette thèse consiste à améliorer la confidentialité dans la localisation d'un objet grâce à un nouveau protocole basé sur la deuxième génération de RFID passive. Le protocole proposé doit pouvoir empêcher un objet d'être identifié et localisé par des parties non autorisées ou par un lecteur malveillant. La première contribution de ce travail est l'évaluation de la gestion anti-collision RFID. Elle est réalisée par la création d'un modèle OMNET++, construit sur la base de la dernière norme RFID développée par GS1 et adaptée par ISO / IEC appelé Gen2V2 (RFID classe 2 Génération 2 Version 2). Dans cette norme une étiquette RFID passive ne nécessite aucune source d'alimentation interne. Il communique en utilisant la fréquence UHF. La norme Gen2V2 propose une liste de suites cryptographiques qui peuvent être utilisées comme méthodes pour authentifier une étiquette et un lecteur. Cette nouvelle génération d'étiquettes est soutenue par une alliance de fabricants appelée RAIN (RAdio frequency IdentifatioN) qui favorise l'adoption du Gen2V2. Nous évaluons les performances globales du protocole anti-collision et nous comparons ensuite quatre de ses suites cryptographiques, à savoir PRESENT80, XOR, AES128 et cryptoGPS pour garantir l’authentification lecteur/tag. Parmi les performances évaluées dans ce modèle, nous nous sommes intéressé au nombre de collisions et à la durée requise pour interroger un groupe d'étiquettes. Nous avons intégré en fonctionnalité de localisation dans le modèle en s’appuyant sur les messages échangés avant l’authentification, ce qui peut conduire à une localisation malveillante d'un objet. Pour augmenter la confidentialité de la localisation au sein des applications AAL, nous proposons donc une deuxième contribution qui est une nouvelle méthode de localisation basée sur les échanges standard Gen2V2 en anonymisant l'identité de l'étiquette. / Internet of things (IoT) is currently on our doorsteps. Numerous domains have beneted from this technology. It ranges from a simple application such as identifying an object up to handling a more complex system. The Radio Frequency IDentication (RFID) is one of the enabling technologies that drive the IoT to its position today. It is small, cheap and does not require any additional power sources. Along with its ubiquitous functionality, this technology enables the positioning of an object within a specic area. Ambient Assisted Living (AAL) is one of the many domains that benet from the IoT. It aims at assisting elderly people in their daily routines by providing new assistive services in smart homes for instance. RFIDs in a smart home come as a great help to an elderly person, for example, to nd an object that they misplaced. However, even with all its benets in simplifying our lives, it is unfortunately double-edged where the advantage that it brings to an object could in turn go against itself. Indeed to be able to help the older adults to locate an object, the system requires certain data in relation to the positioning of the object and its identication. As the passive RFID tag coverage is very small, once its presence is detected, it is dicult to hide it. The ability of this technology in localizing objects gives an opportunity to a third person to take an advantage of the system. In parallel with the persistent and constant need of privacy and secrecy by the users, the objective of this thesis consists of improving the privacy in localizing an object through a new protocol based on the latest version of the RFID second generation passive tag. The proposed protocol must be able to prevent an object from being identied and located by unauthorized parties or a malicious reader. The rst contribution of this work is the assessment of the RFID anti collision management. It is performed through the creation of an OMNET++ framework, modelled and built based on the latest RFID standard developed by GS1 and incorporated by ISO/IEC called Gen2V2 (RFID class 2 Generation 2 Version 2). It is a passive RFID tag that does not require any internal power sources to operate. It communicates using the UHF frequency. The Gen2V2 standard provides a list of cryptographical suites that can be used as a method to authenticate a tag and a reader. This new generation of tags is supported by an alliance of manufacturers called RAIN (RAdio frequency IdenticatioN) that promotes the adoption of the Gen2V2. The anti collision management overall performance is then compared with its theoretical value and four of its cryptographical suites namely PRESENT80, XOR, AES128 and cryptoGPS. Among the performances evaluated within the framework is the number of collisions and the duration required to interrogate a group of tags. Note that an addition of a localization functionality within the framework reveals that exchanged messages through wireless channel prior to the authentication can lead to a malicious localization of an object. To increase the localization privacy within AAL application, we propose therefore a second contribution which is a new localization method that is based on the current Gen2V2 standard exchanges by anonymizing the tag identity.

Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'intelligence ambiante (Ambient Intelligence - AMI). Les systèmes d'intelligence ambiante sont des systèmes interactifs composés de plusieurs éléments hétérogènes. D'un point de vue matériel, les composants de ces systèmes peuvent être divisés en deux catégories principales : les capteurs, que le système utilise pour observer son environnement, et les effecteurs, à travers lesquels le système agit sur son environnement afin d'exécuter des tâches spécifiques. D'un point de vue fonctionnel, l'objectif des systèmes d'intelligence ambiante est d'activer certains effecteurs, sur la base des mesures réalisées par des capteurs. Toutefois, les capteurs et les effecteurs peuvent subir des défaillances. Notre motivation dans cette thèse est de munir les systèmes ambiants de capacités d'auto-détection des pannes, pour leur permettre de vérifier de manière autonome si les actions prévues ont été effectuées correctement par les effecteurs. Pour résoudre ce problème, on pourrait appliquer des techniques classiques en automatique, et ainsi prédéterminer des boucles de régulation ad-hoc utilisant les capteurs disponibles. Cependant, une particularité des systèmes ambiants est leur ouverture : les ressources physiques (principalement les capteurs et effecteurs) ne sont pas nécessairement connues au moment de la conception, mais elles sont plutôt découvertes dynamiquement lors de l'exécution. En conséquence, ces boucles de régulation ne peuvent pas être établies à l'avance. Nous proposons une nouvelle approche dans laquelle la stratégie de détection de défaillances dans un système ambiant est déterminée dynamiquement lors de l'exécution. Pour cela, les couplages entre capteurs et effecteurs ne sont pas déterminés par le concepteur du système, mais déduits automatiquement lors de l'exécution. Ceci est rendu possible par la modélisation des caractéristiques des capteurs, des effecteurs, ainsi que des phénomènes physiques (que nous appelons effets) qui sont attendus dans l'environnement ambiant quand une action donnée est effectuée par un effecteur. Ces effets sont utilisés lors du fonctionnement du système pour lier les effecteurs (produisant les effets) avec les capteurs correspondants (détectant les effets). Nous introduisons une plateforme de détection des pannes qui génère à l'exécution un modèle de prédiction des valeurs attendues sur les capteurs. Ce modèle, de nature hétérogène (il mêle flots de données et automates finis) est exécuté par un outil adapté (ModHel'X) de façon à fournir les valeurs attendues à chaque instant. Notre plateforme compare alors ces valeurs avec les valeurs réellement mesurées de façon à détecter les défaillances.

The diploma thesis is focused on the analysis of the power tools ergonomics and also on the economic impact on a sick employee in the Czech Republic. It presents the results of the characteristics of hand tools in terms of their design, usage positions and handling. It introduces current legislation and ergonomic methods, including the newly designed visual tool AAL. The tool enables ergonomic analysis of positional rotation of the limbs, torso and neck, including the input of strength and muscle parameters. AAL is integrated into Excel software with the possibility of integrating data from Rhinoceros software and the Grasshopper module, which automatically generates data. The analysis is based on 3D scans of 144 power tools that are divided into 11 groups. It analyzes 13 typical diseases and their economic impacts. From an economic point of view, the costs per sick employee are almost 57% higher compared to a healthy employee. The author's design of the ergonomic part of the tool is also part of the thesis.