Η μεσογειακή μύγα αποτελεί το κύριο παράσιτο πολλών καλλιεργούμενων φρούτων προκαλώντας ετησίως μεγάλες καταστροφές σε γεωργικές καλλιέργειες. Η μελέτη του εντόμου τόσο σε γενετικό όσο και σε πληθυσμιακό επίπεδο μπορεί να συμβάλλει σημαντικά στην ανάπτυξη ή και τη βελτίωση αποτελεσματικών και φιλικών προς το περιβάλλον μεθόδων ελέγχου. Οι μικροδορυφόροι είναι απλές επαναλήψεις ενός νουκλεοτιδικού μοτίβου που αποτελείται 1-6 ζεύγη βάσεων. Αποτελούν πολύ χρήσιμους γενετικούς δείκτες διότι είναι άφθονοι και διάσπαρτοι στο γονιδίωμα των ευκαρυωτκών οργανισμών. Επιπλέον είναι υψηλά πολυμορφικοί, κληρονομούνται ως συνυπερέχοντες Μεντελικοί δείκτες και αναλύονται εύκολα μέσω PCR, χαρακτηριστικά που τους καθιστούν πολύτιμα εργαλεία για πληθυσμιακές και εξελικτικές μελέτες. Από τους μικροδορυφορικούς δείκτες που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριό μας, επιλέχθηκαν 10 με βάση το βαθμό πολυμορφισμού που έδειξαν σε εργαστηριακά στελέχη. Οι δείκτες αυτοί χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυση 481 ενηλίκων ατόμων που προέρχονταν από 19 διαφορετικά δείγματα φρούτων που συλλέχθηκαν από εννέα διαφορετικές περιοχές της Δυτικής Ελλάδας και της Βόρειας Πελλοπονήσου. Η γενοτυπική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με ηλεκτροφόρηση των προϊόντων της PCR για κάθε γενετικό δείκτη σε πήκτωμα πολυακρυλαμιδίου και επακόλουθη αυτοραδιογραφία. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων, με τη βοήθεια υπολογιστικών προγραμμάτων αποκάλυψε σημαντική γενετική διαφοροποίηση μεταξύ των δειγμάτων, που αποδίδεται εκτός των άλλων παραγόντων (κλιματολογικές συνθήκες, γεωγραφική προέλευση) στο είδος του ξενιστή. / C. capitata, is the main pest of many cultivable fruits and responsible for a significant loss in annual products, resulting in great economic damage. Studies on the genetic and population analysis will make a contribution towards the development or the improvement of environmental friendly control methods. Microsatellites are tandem simple sequence repeats of short (1-6) nucleotide motifs. They are very important genetic markers because they are dispersed and abundant in most eukaryotic genomes. They are highly polymorphic, inherited as co-dominant Mendelian markers and easily scored by PCR. Consequently, they have become one of the most popular molecular markers with application in many genetic studies, including genetic analysis of natural populations and evolutionary studies. From the available microsatellites in our laboratory, were selected ten (10), based on their polymorphism in laboratory strains. They were used for the screening of 481 adult flies in the medfly, collected from nineteen (19) different samples of fruits from nine (9) different areas in west Greece and north Peloponnesus. Analysis of genotype composition in the samples was achieved by polyacrylamide electrophoresis of the PCR products, for every genetic marker and then autoradiography. The statistic analysis of our results using software programs, revealed an important genetic differentiation in samples. Except for many factors (climatic conditions, geographic origin), the host origin will be responsible for this genetic differentiation.

Η ασύρματη επικοινωνία, στις μέρες μας, αποκτά ιδιαίτερη αξία σε μια χώρα όπως η Ελλάδα, όπου η μορφολογία του εδάφους, δεν επιτρέπει σε αρκετά γεωγραφικά διαμερίσματα την εγκατάσταση και χρήση ευρυζωνικών μέσων μετάδοσης όπως για παράδειγμα οι οπτικές ίνες. Ειδικότερα ο τομέας της κινητής τηλεφωνίας είναι ένας ταχύτατα εξελισσόμενος τομέας καθώς στις μέρες μας βιώνουμε το πέρασμα από τη δεύτερη γενιά συστημάτων κινητών τηλεπικοινωνιών προς την τρίτη. Στην εξέλιξη του τομέα αυτού συμβάλουν τα μέγιστα και οι απαιτήσεις των σύγχρονων καιρών για ένα ενοποιημένο και λειτουργικό σύστημα κινητής τηλεφωνίας με σκοπό την παροχή μιας πληθώρας υπηρεσιών στους συνδρομητές. Η διπλωματική αυτή έχει σαν σκοπό να μελετήσει την μετάδοση πολυμεσικών δεδομένων όπως εικόνα και ήχος μέσα από την έννοια του streaming, πάνω από ασύρματα δίκτυα 3ης γενιάς (UMTS). Λαμβάνοντας υπό όψη τις δυσκολίες που συνεπάγεται η ασύρματη μετάδοση δεδομένων, όπως απώλεια πακέτων εξαιτίας λαθών ή συμφόρησης στο δίκτυο, αλλά και την καθυστέρηση που πολλές φορές παρατηρείται, προτείνεται ένας μηχανισμός για τη δυνατότητα προσαρμογής του ρυθμού μετάδοσης των πολυμεσικών δεδομένων. Στόχος είναι η αντιμετώπιση των παραπάνω προβλημάτων, αλλά και η προσπάθεια για την όσο το δυνατόν ανεμπόδιστη λειτουργία της streaming υπηρεσίας ακόμα και σε μη ευνοϊκές δικτυακές συνθήκες. Ο έλεγχος του ρυθμού μετάδοσης αποτελεί ένα σημαντικό θέμα τόσο στα ενσύρματα όσο και στα ασύρματα δίκτυα μιας και σχετίζεται με τη σταθερότητα του δικτύου, συμβάλλει στη δίκαιη κατανομή του bandwidth μεταξύ των ροών δεδομένων και στην ομαλή μετάδοση πολυμεσικών δεδομένων. Μία μέθοδος ελέγχου και προσαρμογής του ρυθμού μετάδοσης δεδομένων πάνω από δίκτυα είναι γνωστή σαν TCP Friendly Rate Control (TFRC). Χρησιμοποιείται κυρίως στα ενσύρματα δίκτυα και σύμφωνα με αυτή, ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων είναι συνάρτηση κάποιων παραμέτρων οι οποίες αντιπροσωπεύουν την κατάσταση που επικρατεί στο δίκτυο. Οι παράμετροι αυτοί είναι το μέγεθος των πακέτων, ο ρυθμός απώλειας των πακέτων και το Round Trip Time (RTT). Η μέθοδος αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στα ασύρματα δίκτυα με τη βοήθεια απαραίτητων τροποποιήσεων/παραλλαγών αλλά και υπό την προϋπόθεση ότι λαμβάνονται υπόψη οι ιδιαιτερότητες της ασύρματης μετάδοσης. Στα πλαίσια της έρευνας που έγινε στην εργασία αυτή, θα δείξουμε την ικανότητα που μπορεί να έχει ένας streaming server για έλεγχο και προσαρμογή του ρυθμού μετάδοσης πολυμεσικών δεδομένων σύμφωνα με τα προβλήματα που προαναφέρθηκαν και τις τρέχουσες συνθήκες του δικτύου. Βασικό στοιχείο στην προσπάθεια αυτή αποτέλεσε η λειτουργία του TFRC μηχανισμού σε συνδυασμό με τη χρήση του RTP πρωτοκόλλου. Το Real-Time Transport Protocol (RTP) παρέχει μια από άκρο σε άκρο υπηρεσία για αποστολή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Εφαρμογές που χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο αυτό είναι κυρίως υπηρεσίες για μετάδοση (streaming) ήχου (φωνή) και βίντεο. Παρόλο που το RTP πρωτόκολλο δεν παρέχει κάποια εγγύηση για την έγκαιρη παράδοση των πακέτων, εντούτοις περιέχει ένα μηχανισμό για την απεικόνιση της κατάστασης του δικτύου και των χαρακτηριστικών της σύνδεσης μεταξύ των δύο άκρων. Πρόκειται για το RTP Control Protocol (RTCP) το οποίο αποστέλλει πακέτα (αναφορές) μεταξύ του streaming server και ενός χρήστη, με πληροφορία όπως ο ρυθμός απώλειας πακέτων, η καθυστέρηση μετάδοσης και ο RTT χρόνος. Με τον τρόπο αυτό, και για τις ανάγκες της ασύρματης μετάδοσης βίντεο σε πραγματικό χρόνο από έναν server προς έναν κινητό χρήστη μπορεί να γίνει μια συνεργασία του TFRC μηχανισμού και των RTP και RTCP πρωτοκόλλων. Ο server, κατά τη διάρκεια αποστολής (streaming) πολυμεσικών δεδομένων σε πραγματικό χρόνο προς ένα κινητό χρήστη, θα μπορεί να γνωρίζει ανά πάσα στιγμή τα χαρακτηριστικά της ασύρματης σύνδεσης, βασιζόμενος στα RTCP πακέτα που θα του στέλνει ο χρήστης και στη συνέχεια με τη βοήθεια του TFRC να κάνει υπολογισμό ενός άνω φράγματος για τον επιτρεπτό ρυθμό μετάδοσης των δεδομένων. Η δυνατότητα για αλλαγή του ρυθμού μετάδοσης από τον server ανάλογα με τις δικτυακές συνθήκες, βασίζεται στο γεγονός της ικανότητας να επιλέγει το προς μετάδοση βίντεο μέσα από ένα σύνολο διαφορετικών κωδικοποιήσεων του βίντεο αυτού. Με άλλα λόγια, ο streaming server διατηρεί διάφορες εκδόσεις (αρχεία) του ίδιου βίντεο, με τη μόνη διαφορά ότι είναι κωδικοποιημένα σε διαφορετικούς ρυθμούς (Kbps) με βάση κάποιο πρότυπο (π.χ MPEG-2). Βέβαια είναι γεγονός, ότι ένας χαμηλός ρυθμός κωδικοποίησης της πολυμεσικής πληροφορίας, σε σχέση με ένα υψηλό ρυθμό, συνεπάγεται μια μέτρια ποιότητα στην εικόνα του βίντεο. Από την άλλη όμως πλευρά, η μετάδοση μέτριας ποιότητας (χαμηλού ρυθμού) βίντεο, συνδέεται με το χαμηλό ρυθμό στην μετάδοση των πολυμεσικών δεδομένων, γεγονός που είναι επιθυμητό σε περιπτώσεις όπου στο δίκτυο παρατηρείται συμφόρηση, μεγάλες καθυστερήσεις και απώλειες πακέτων. Κατά ανάλογο τρόπο, όταν στο δίκτυο δεν παρατηρούνται ιδιαίτερα προβλήματα, είναι επιθυμητή η μετάδοση από τον streaming server βίντεο υψηλού ρυθμού (καλής ποιότητας), καθώς το διαθέσιμο εύρος ζώνης είναι σε θέση να εξυπηρετήσει τις απαιτήσεις για μετάδοση πολυμεσικών δεδομένων με υψηλό ρυθμό. Για την επιβεβαίωση των όσων αναφέρθηκαν παραπάνω, έγιναν μια σειρά από πειράματα κάνοντας χρήση ενός εμπορικού δικτύου κινητής τηλεφωνίας βασισμένο στην τεχνολογία 3ης γενιάς. Κάποιες υποθέσεις που έγιναν σχετικά με το σενάριο αυτό, αφορούν το διαθέσιμο bandwidth του ασύρματου καναλιού, το ρυθμό απώλειας πακέτων, το μέγεθος των πακέτων και την κίνηση στο δίκτυο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η απώλεια των πακέτων μπορεί να οφείλεται τόσο στο ενδεχόμενο να παρατηρείται μεγάλη κίνηση στους κόμβους του δικτύου αλλά και σε αυτό της μη σωστής λήψης, εξαιτίας των παραγόντων εκείνων που επηρεάζουν την ασύρματη μετάδοση. Για την υλοποίηση του παραπάνω σεναρίου και των πειραμάτων έγινε χρήση ενός φορητού υπολογιστή (laptop) ο οποίος είχε τον ρόλο του κινητού χρήστη εξοπλισμένος με μια κάρτα για την ασύρματη πρόσβαση σε 3G δίκτυο παρόχου κινητής τηλεφωνίας. Η αποστολή των δεδομένων και ο έλεγχος του ρυθμού μετάδοσης έγινε με την βοήθεια ενός RTSP Server, που υλοποιήθηκε, βασισμένος στις βιβλιοθήκες του open source project LIVE555 (www.live555.com), στο εργαστήριο Κατανεμημένων Συστημάτων και Τηλεματικής του τμήματος. Τέλος θα πρέπει να σημειωθεί ότι η ερευνητική διατριβή που έγινε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας οδήγησε στην παρακάτω δημοσίευση σε διεθνές συνέδριο. An efficient mechanism for adaptive multimedia transmission in 3G networks. IADIS International Conference Wireless Applications and Computing 2007 (WAC 2007), Lisbon, Portugal, A. Alexiou, K. Barounis, C. Bouras, 6-8 July 2007. Αbstract: Η εργασία αυτή προτείνει ένα μηχανισμό για τον έλεγχο της συμφόρησης (congestion control) και την μετάδοση πολυμεσικής πληροφορίας (video) πάνω από το UMTS. Ο μηχανισμός αυτός εφαρμόζεται όταν ο κινητός χρήστης διαχειρίζεται πληροφορία πραγματικού χρόνου (real time), και παράλληλα υιοθετεί την θεωρία μίας ευρέως αποδεκτής μεθόδου για έλεγχο ου ρυθμού (rate control) στα ενσύρματα δίκτυα, γνωστή και ως equation based rate control. Σε αυτή την προσέγγιση, ο server προσαρμόζει τον ρυθμό μετάδοσης πολυμεσικής πληροφορίας λαμβάνοντας υπόψη τις εξής δικτυακές παραμέτρους: α) ρυθμός απώλειας πακέτων, β) round-trip χρόνος και γ) μέγεθος του πακέτου. Μέσα από μια σειρά εξομοιώσεων και πειραμάτων έγινε αξιολόγηση της ορθότητας και της επίδοσης του μηχανισμού. Αρχικά ο μηχανισμός αξιολογείται χρησιμοποιώντας το περιβάλλον του ns-2 εξομοιωτή, και στη συνέχεια γίνονται κάποια πειράματα σε δίκτυο UMTS εμπορικής χρήσης γνωστής τηλεπικοινωνιακής εταιρείας. / Wireless communication has become valuable, in a country like Greece, where the morphology of the ground does not allow the massive use of alternative means of communication like fiber optics. Especially, the field of mobile telecommunications has shown a remarkable growth over the past years, as we are now witnessing the pass from the second generation (2G) networks to the third generation (3G). However, this evolution can be regarded as the result of the demands for an integrated and functional mobile telecommunication system, with a plethora of new services offered to its users. The aim of this master thesis is to make a research in the transmission of multimedia content over a UMTS network, with the capability of adapting the transmission rate, depending on the network conditions. The control of the transmission rate is a very important aspect, not only in the wired networks, but also in the wireless networks, as it is responsible for the stability of the network, the fair sharing of the bandwidth between the traffic flows and the unaffected transmission of multimedia, like video and voice. One method for the control and the adaptation of the transmission rate over networks is known as TCP Friendly Rate Control (TFRC). This method is mainly used in wired networks and according to its function, the transmission rate is the outcome of various parameters across the network. These parameters are the size of the packets, the packet loss rate, and the Round Trip Time (RTT). This method can also be used in wireless networks as long as some modifications take place and that special needs of the wireless transmission have been taken into consideration. During this research, we can show how the TFRC mechanism and the Real-Time Transport Protocol (RTP) can be combined together for the needs of multimedia streaming over a wireless network. The RTP protocol provides end-toend delivery services for data with real-time characteristics such as interactive audio and video, while applications typically run RTP on top of UDP. RTP itself does not provide any mechanism to ensure timely delivery or other quality-ofservice guarantees. However, RTP consists of the RTP Control Protocol (RTCP), which monitors the quality of service like packet loss, delay, round trip time and conveys information about the participants in an on-going session. By this way, during a streaming session, the server would be able to have an image of the network conditions thanks to the RTCP information sent by the mobile client. Then, using the TFRC mechanism an upper bound for the transmission rate can be calculated in order to take advantage of the available bandwidth and to avoid causing network instability or abuse. The server would have the same video in different versions, depending on the coding in Kbits per second (Kbps) and then would have the capability of increasing or decreasing the transmission rate by switching the video files during the streaming session. In order to examine this scenario in real network conditions, some parameters will be taken into consideration, like the available bandwidth of the wireless network, the packet loss rate, the packet size and the network traffic. It must be noticed, that the packet loss could be caused by overloading the network or by those factors which can cause problems in the wireless transmission. For testing all the above, we perform some experiments using a laptop with a network card for having access in a 3G network as a mobile user, and a RTSP server for streaming the multimedia data to the client. The server is implemented, based on the Live555 (www.live555.com) libraries, where some extra functions are added in order to work according to the streaming scenario. Finally it should be mentioned that this thesis has been published on the IADIS International Conference, Wireless Applications and Computing 2007 with the title “An Efficient Mechanism for Adaptive Multimedia Transmission in 3G Networks” held in Lisbon, Portugal, July 6-8, 2007.

Nowadays the developments of power supplies in military, industrial or commercial applications are growing rapidly, not only to achieve the highest efficiency but also to focus on the size and weight minimization which are playing a major role in this area. Therefore, the research trends in dc-dc, ac-dc, dc-ac, ac-ac topologies are still continuously developing into the direction of new topologies, new control concepts, new materials and devices to achieve highest efficiency and smallest size. The cost per unit is also one of the most important points of power supplies. Also, with new control methods and new ways of manufacturing, for example, the cost per unit might be reduced. Also, a simplified control concept might help to avoid discrete circuits, especially, at low power levels. The last mentioned statement is demonstrated, for instance, by the concept of the Link-Switch of the company Power Integration where an extremely small number of components are necessary. With the target of minimization, this research work explores the possibility to replace conventional electromagnetic transformers considered as the most bulky devices in power supplies by piezoelectric transformers (PT) for innovative off-line power supplies. Several control methods for a load resonant converter focusing on class-E topology utilizing PT, were developed in order to investigate and to select an appropriate control method capable of improving the efficiency and reducing the size of the converter. Efficiency should be understood in this way as maximum reliability at minimum power losses. Different controllers were evaluated for optimizing the effect of disturbances of line and load variations. The ZVS condition for a wide input voltage range and a wide output load range can be achieved by a method called duty-cycle tracking. Further, with an improved design of the PT containing an auxiliary tap, the ZVS condition can be obtained by a method called turn-on synchronization. The controlled output voltage, current or power is achieved by a variable frequency control. Further, the dynamic modeling for open loop and closed loop of load resonant converters, focused on the class-E topology, was introduced. The transient behavior of the output voltage of the open loop against perturbations such as the input voltage change, the switching frequency change, and the output load change is treated by replacing the complete circuit of the class-E converter by simple equivalent circuit models. The results from the analysis of the open loop dynamic behavior are applied to modeling the closed loop class-E converter with several control methods. The methods of linearization for exact solution and heuristic approximation for the steady state analysis were purposed. These models of linearization were implemented with the controller in its topologies to investigate the sufficient accuracy of obtained results of the regulation. Besides, the linearization models were used to observe the stability condition of the proposed control loops. Finally, the evaluation of a well-known classical control such P, I, PI, PD, PID and a simplified controller for a fixed load application by matching an appropriate switching frequency according to the input voltage, into the load resonant converter, considering class-E topology, were presented. Also, the optimum design of the controller for a load resonant converter was discussed and derived. / Die Entwicklung von Stromversorgungen in militärischen, industriellen und kommerziellen Anwendungen nimmt bis heute tendenziell stark zu. Nicht nur zur Erzielung höchster Wirkungsgrade, sondern auch im Hinblick auf Baugrößen- und Gewichtsminimierung, welche eine vorrangige Rolle spielen, ist diese Tendenz zu verzeichnen. Diesbezüglich gehen die Forschungstrends bei DC-DC, AC-DC, DC-AC und AC-AC Topologien in Richtung neuer Topologien, neuer Regelungskonzepte, sowie neuer Materialien und Bauelemente, um den höchsten Wirkungsgrad bei kleinster Baugröße zu erreichen. Die Gerätekosten sind ebenso ein sehr wichtiger Punkt bei Stromversorgungen. Auch durch neue Regelungsmethoden und durch neue Herstellungsverfahren können die Gerätekosten beispielsweise reduziert werden. Ebenso kann ein vereinfachtes Regelungskonzept dazu verhelfen, dass diskrete Schaltungen, speziell im unteren Leistungsbereich, vermieden werden. Letzteres wird beispielsweise beim Konzept des Link-Switch der Firma Power Integration verdeutlicht, indem extern wenige Bauelemente benötigt werden. Mit dem Ziel der Miniaturisierung wird in dieser Forschungsarbeit die Möglichkeit untersucht, konventionelle elektromagnetische Transformatoren, welche in Stromversorgungen als besonders voluminös gelten, durch piezoelektrische Transformatoren (PT) bei der Herstellung innovativer Netzstromversorgungen zu ersetzen. Verschiedene Regelungsmethoden für Lastresonanzkonverter, mit dem Fokus auf eine Klasse- E-Topologie mit PT, wurden hierzu entwickelt. Dies hatte zum Ziel, ein geeignetes Regelungsverfahren zu erarbeiten und auszuwählen, welches eine verbesserte Effizienz bei reduzierter Konverter-Baugröße aufzuweisen hat. Effizienz soll hierbei verstanden werden als maximale Zuverlässigkeit bei minimalen Leistungsverlusten. Verschiedene Reglertypen wurden entworfen um die Effekte der Störungen durch Netzspannungs-und Lastvariationen regelungstechnisch zu optimieren. Die Nullspannungsschaltungsbedingung (ZVS-Bedingung) über einen weiten Bereich der Eingangspannung und einen weiten Lastbereich kann durch einen sogenannte Duty-Cycle-Nachführung mit der Frequenz erreicht werden. Weiterhin kann durch eine verbesserte Ausführung des PT auf Basis einer Hilfsanzapfung die ZVSBedingung durch eine sogenannte Einschaltsynchronisation erreicht werden. Geregelte Ausgangsspannung, Ausgangsstrom oder Ausgangsleistung werden über eine Frequenzstellung erreicht. Die dynamische Modellierung der offenen und geschlossenen Regelschleife eines Lastresonanzkonverters, wieder im Hinblick auf die Klasse-E, wird im weiteren vorgestellt. Das transiente Verhalten der Ausgangsspannung der offenen Regelschleife gegenüber Störungen durch Eingangsspannungsänderung, durch Schaltfrequenzänderung oder durch Ausgangslaständerung, wird durch den Ersatz der Klasse-E-Schaltung durch einfache Äquivalenzmodelle behandelt. Die Ergebnisse der Analyse des Verhaltens des offenenen Regelkreises werden verwendet, um den Klasse-E-Konverter mit geschlossener Regelschleife unter Verwendung verschiedener vorgestellter Regelungsmethoden zu modellieren. Methoden der Linearisierung für die exakte Lösung und für eine heuristische Approximation der statischen Analyse des eingeschwungenen Zustands werden vorgeschlagen. Diese Methoden der Linearisierung werden zusammen mit den Reglermodellen in deren jeweilige Topologie implementiert um die ausreichende Genauigkeit der erhaltenen Resultate des Regelungsverhaltens zu beurteilen. Weiterhin werden diese Linearisierungsmodelle dazu verwendet, die Stabilitätskriterien der vorgeschlagenen Regelschleife zu überwachen. Schlussendlich wird die Bestimmung der bekannten klassischen Regler (P, I, PI, PD, PID), sowie eines vereinfachten Konstantlaststellers durch geeignete Anpassung der Schaltfrequenz an die Eingangsspannung, für Lastresonanzkonverter, wieder mit Blick auf die Klasse-E, vorgestellt. Außerdem wird der optimierte Reglerentwurf für Lastresonanzkonverter diskutiert und abgeleitet.

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein wissensbasiertes Decision Support System (DSS) zur Analyse von Wirkungsbeziehungen in einem betriebswirtschaftlichen Umfeld, um die Ursachen von beobachteten Wirkungen zu verstehen und dadurch eine Unterstützung in Entscheidungssituationen zu ermöglichen. Die Umweltbedingungen einer Entscheidungssituation werden während der Analyse berücksichtigt, sodass die Unterstützung auf die jeweilige Situation angepasst ist. Den Kern des Konzeptes stellen eine Wissensbasis sowie eine Ablaufsteuerung zur situativen Auswertung der Wissensbasis dar. Die Wissensbasis speichert Wirkungsbeziehungen zwischen Elementen in Form eines semantischen Netzes. Ein Element besitzt zudem Metainformationen über interne und externe, beliebig strukturierte Daten zur situativen Validierung der Wirkungsbeziehungen. Ebenfalls können Zeitverzögerungen bei Wirkungsbeziehungen berücksichtigt werden. Die Ablaufsteuerung verarbeitet das gespeicherte Wissen aus der Wissensbasis zur situativen Entscheidungsunterstützung in drei aufeinander aufbauenden Phasen. Die Initialisierungsphase dient der Eingabe einer Entscheidungssituation ins System sowie dem Matching der Entscheidungssituation mit Elementen der Wissensbasis. Die Explorationsphase durchsucht die Wissensbasis anhand der Wirkungsbeziehungen nach potenziell relevanten Elementen für die Entscheidungssituation und validiert diese mit statistischen Methoden, indem die Daten der potenziell relevanten Elemente anhand der Metainformationen abgerufen und mit geeigneten Methoden ausgewertet werden. Die Evaluationsphase ermöglicht es dem Anwender, die Ergebnisse zu überprüfen und optional die Wissensbasis anzupassen. Zur Evaluation des Konzeptes erfolgt eine prototypische Implementierung sowie deren empirische Evaluation mit einem Laborexperiment. Auf Basis des Aufgabe-Technologie-Fit-Modells wird eine bessere Eignung des Prototyps im Vergleich zu einer am Markt etablierten DSS-Software ohne automatisierte Analysen von Wirkungsbeziehungen nachgewiesen.

<p dir="ltr">The striped cucumber beetle (<i>Acalymma vittatum</i>) is a leading pest across a variety of cucurbit crops in eastern North America. These beetles can rapidly infest and damage a field, leading to frequent insecticide applications to manage them. Chemical control is effective at reducing beetle populations, but it also causes detrimental non-target effects on pollinators, which are essential for cucurbit yield. Developing a holistic IPM (integrated pest management) approach is necessary to manage pests while avoiding non-target effects in cucurbit production systems. </p><p dir="ltr">A unique and well-characterized behavior of striped cucumber beetles is their olfactory attraction to both plant volatiles and their species-specific aggregation pheromone, vittatalactone. The interacting effects of combining these olfactory stimuli for cucumber beetle attraction have not previously been tested. I expected when presented with plant volatiles and pheromone together, the striped cucumber beetles will show synergistic attraction, resulting in enhanced attraction stronger than the sums of the separate effects. Along with targeting striped cucumber beetles, I expected to elicit cross-attraction of related cucurbit pests (e.g., spotted cucumber beetle) to these same signals based on previous findings indicating cross-attraction. The expected cross attraction may be due to the reliance on olfactory cues to inform the related insects on preferrable host plants and nutrition. </p><p dir="ltr">Cucurbit systems are also highly reliant on pollination services for high-quality fruit; thus, the feasibility of these semiochemical tools depends on their influence on pollinator behavior. I expect pollinators to be attracted to floral volatiles but not vittatalactone or individual plant volatiles without the full complement of floral scent (e.g., indole, leaf volatiles). Altogether, this research aims to develop a targeted management tool for striped cucumber beetles and other cucurbit pests, while avoiding pollinator distraction or other detrimental effects.</p><p dir="ltr">To measure the efficacy of using olfactory signals as attractants, clear sticky cards were deployed in the field with combinations of pheromone paired with volatiles (floral and/or leaf), as well as the individual components, to quantify pest responses. Simultaneously, a pan trap sampling method was implemented to measure pollinator responses to the same semiochemical combinations. The results of the study demonstrate that striped cucumber beetles are strongly attracted to volatile lures containing pheromones, floral volatiles, and combinations of the two, although the combined pheromone and floral volatile treatments did not synergize beetle attraction. </p><p dir="ltr">Though combined lures did not synergize attraction, this data demonstrates additive effects on beetle behavior. The findings also highlight the importance of understanding seasonal disparities between the behavior of early and late generations of striped cucumber beetles. Temporal variation in attraction demonstrated by the pests is crucial to understand when to implement lure-based management strategies. Two years of testing floral volatile and herbivory-induced plant volatile (HIPV) lure treatments on key cucurbit pollinators showed varying levels of attraction. There was no attraction of focal cucurbit bees to the striped cucumber beetle pheromone, but there were differences in the response of pollinators to plant volatile components. </p><p dir="ltr">Cucurbits require high pollination activity for successful fruit, though the most important bees in pollinating this system are bees belonging to the genera, <i>Apis</i> and <i>Eucera</i>. Along with these bee groups, other bees such as those belonging to <i>Melissodes</i>, <i>Lasioglossum</i>, and <i>Bombus</i> are also known important pollinators. <i>Lasioglossum</i> bees showed a strong attraction to the full-floral blend, TIC (1,2,4-trimethoxybenzene, indole, (E)-cinnamaldehyde), but no preference for indole or HIPVs. <i>Melissodes</i> bees were most attracted to methyl salicylate and TIC, whereas <i>Eucera</i> bees exhibited strong attraction to ocimene and TIC. These findings suggest that different pollinator taxa have unique preferences for plant volatiles, highlighting the importance of optimizing lure combinations to avoid disrupting pollination activities in cucurbit production.</p><p dir="ltr">Additionally, this study revealed that other key cucurbit pests, such as spotted cucumber beetles and western corn rootworms, also showed strong attraction to the tested volatile components. These findings suggest that the selected volatiles may have broader implications for pest management beyond striped cucumber beetles. Further research is needed to fully understand the efficacy and refine formulations of these volatile lures to implement in IPM.</p>

The study is conducted to determine practical modelling and simulation techniques to perform dynamic stability and performance analysis on a 3 Degrees of freedom aircraft model using a Modelica-based commercial tool called Modelon Impact. This study is based on a conceptual aircraft model where in-depth details about the aircraft configuration are unknown and the aim is to determine a suitable model that can capture the longitudinal dynamics and aerodynamic constraints of the aircraft during the conceptual design phase. Requirements include short execution time, easy model development, and minimal data requirements. Therefore, this thesis aims at developing plant and control architectures in  Modelon Impact which can be utilized for the rapid development of aircraft concepts with adequate fidelity in a longitudinal mission-based tracking environment. In a conceptual aircraft design environment, to identify a suitable methodology that mitigates the limitations of a traditional feedback controller, two methodologies are considered for comparison: Sequential DAE resolution (SDR) and Dynamic inversion (DI) control which is discussed from an object-oriented aircraft model. The advantages and shortcomings of each of the models discussed above are compared by conducting several experiments in increasing order of longitudinal mission complexity, and the most appropriate model among the two for a conceptual stage of aircraft design development is ascertained. The two methodologies discussed are compared for their level of complexity, code structure, readability, and ease of usability.

In the context of evolutionary robotics and neurorobotics, artificial neural networks, used as controllers for animats, are examined to identify principles of neuro-control, network organization, the interaction between body and control, and other likewise properties. Before such an examination can take place, suitable neuro-controllers have to be identified. A promising and widely used technique to search for such networks are evolutionary algorithms specifically adapted for neural networks. These allow the search for neuro-controllers with various network topologies directly on physically grounded (simulated) animats. This neuro-evolution approach works well for small neuro-controllers and has lead to interesting results. However, due to the exponentially increasing search space with respect to the number of involved neurons, this approach does not scale well with larger networks. This scaling problem makes it difficult to find non-trivial, larger networks, that show interesting properties. In the context of this thesis, networks of this class are called mid-scale networks, having between 50 and 500 neurons. Searching for networks of this class involves very large search spaces, including all possible synaptic connections between the neurons, the bias terms of the neurons and (optionally) parameters of the neuron model, such as the transfer function, activation function or parameters of learning rules. In this domain, most evolutionary algorithms are not able to find suitable, non-trivial neuro-controllers in feasible time. To cope with this problem and to shift the frontier for evolvable network topologies a bit further, a novel evolutionary method has been developed in this thesis: the Interactively Constrained Neuro-Evolution method (ICONE). A way to approach the problem of increasing search spaces is the introduction of measures that reduce and restrict the search space back to a feasible domain. With ICONE, this restriction is realized with a unified, extensible and highly adaptable concept: Instead of evolving networks freely, networks are evolved within specifically designed constraint masks, that define mandatory properties of the evolving networks. These constraint masks are defined primarily using so called functional constraints, that actively modify a neural network to enforce the adherence of all required limitations and assumptions. Consequently, independently of the mutations taking place during evolution, the constraint masks repair and readjust the networks so that constraint violations are not able to evolve. Such functional constraints can be very specific and can enforce various network properties, such as symmetries, structure reuse, connectivity patterns, connectivity density heuristics, synaptic pathways, local processing assemblies, and much more. Constraint masks therefore describe a narrow, user defined subset of the parameter space -- based on domain knowledge and user experience -- that focuses the search on a smaller search space leading to a higher success rate for the evolution. Due to the involved domain knowledge, such evolutions are strongly biased towards specific classes of networks, because only networks within the defined search space can evolve. This, surely, can also be actively used to lead the evolution towards specific solution approaches, allowing the experimenter not only to search for any upcoming solution, but also to confirm assumptions about possible solutions. This makes it easier to investigate specific neuro-control principles, because the experimenter can systematically search for networks implementing the desired principles, simply by using suitable constraints to enforce them. Constraint masks in ICONE are built up by functional constraints working on so called neuro-modules. These modules are used to structure the networks, to define the scope for constraints and to simplify the reuse of (evolved) neural structures. The concept of functional, constrained neuro-modules allows a simple and flexible way to construct constraint masks and to inherit constraints when neuro-modules are reused or shared. A final cornerstone of the ICONE method is the interactive control of the evolution process, that allows the adaptation of the evolution parameters and the constraint masks to guide evolution towards promising domains and to counteract undesired developments. Due to the constraint masks, this interactive guidance is more effective than the adaptation of the evolution parameters alone, so that the identification of promising search space regions becomes easier. This thesis describes the ICONE method in detail and shows several applications of the method and the involved features. The examples demonstrate that the method can be used effectively for problems in the domain of mid-scale networks. Hereby, as effects of the constraint masks and the herewith reduced complexity of the networks, the results are -- despite their size -- often easy to comprehend, well analyzable and easy to reuse. Another benefit of constraint masks is the ability to deliberately search for very specific network configurations, which allows the effective and systematic exploration of distinct variations for an evolution experiment, simply by changing the constraint masks over the course of multiple evolution runs. The ICONE method therefore is a promising novel evolution method to tackle the problem of evolving mid-scale networks, pushing the frontier of evolvable networks a bit further. This allows for novel evolution experiments in the domain of neurorobotics and evolutionary robotics and may possibly lead to new insights into neuro-dynamical principles of animat control.

Capsicum baccatum var. pendulum was first grown in the Makana District in 2005. Extremely little was known about best practices for cultivation or the insects and diseases associated with the crop in this area. The study was conducted during the second year of production, November 2005 and November 2006, in an attempt to identify the composition and phenology of insects occurring on C. baccatum. In the more rural parts of the Eastern Cape, and more particularly in Grahamstown, there are very few industries. With the advent of this new agricultural venture, a processing factory has been opened in Grahamstown creating more than 600 seasonal jobs in the factory and 1000 seasonal jobs on farms for local people. This business enterprise has not only brought about the creation of jobs, but also training and skills development and empowerment, generating much-needed income in this area. An extensive literature review yielded limited information on insect pests associated with Capsicum. Data from a pilot sampling trial undertaken were statistically analyzed to establish the number of plants to be scouted per site and the most effective scouting techniques to use. Based on the data available and insects collected during the pilot sampling trial, a surveillance programme was designed. Five different types of monitoring traps were placed in each of the eight study sites. Collection of trap catches and scouting of fifteen individual plants per site was undertaken on a weekly basis over the 52-week study period. The most commonly occurring potential insect pests were African Bollworm Helicoverpa armigera (Hübner), False Codling Moth Thaumatotibia leucotreta (= Cryptophlebia leucotreta) (Meyrick), Mediterranean Fruit Fly Ceratitis capitata (Wiedemann) and several species of thrips. Population densities of these pests and their phenology on Capsicum were determined. Statistical analyses established the efficacy of the monitoring traps for each pest, tested for differences among and between study sites, calculated an estimate of the number of pods damaged and a measure of plant damage.The results show that the majority of damage caused to the Capsicum baccatum cropping system was due to Mediterranean Fruit Fly populations. It was established that, although African Bollworm and False Codling Moth were present during the study period, their numbers were negligible and only nominal damage was caused by these pests. Damage caused by thrips species was apparent but not quantifiable. Intervention strategies using an Integrated Pest Management approach, are discussed.