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Coat color and pattern are a distinguished feature in mammalian carnivores, shaped by climatic cycles and habitat type. It can be expressed in various ways, such as gradients, polymorphisms, and rare color variants. Although natural selection explains much of the phenotypic variation found in the wild, genetic drift and heterozygote deficiency, as prominent in small and fragmented populations, may also affect phenotypic variability through the fixation of recessive alleles. The aim of this study was to test whether rare color variants in the wild could relate to a deficiency of heterozygotes, resulting from habitat fragmentation and small population size. We present an overview of all rare color variants in the order Carnivora, and compiled demographic and genetic data of the populations where they did and did not occur, to test for significant correlations. We also tested how phylogeny and body weight influenced the presence of color variants with phylogenetic generalized linear mixed models (PGLMMs). We found 40 color-variable species and 59 rare color variants. In 17 variable phenotypic populations for which genetic diversity was available, the average AR was 4.18, HO = 0.59, and HE= 0.66, and FIS= 0.086. We found that variable populations displayed a significant reduction in heterozygosity and allelic richness compared to non-variable populations across species. We also found a significant negative correlation between population size and inbreeding coefficients. Therefore, it is possible that small effective size had phenotypic consequences on the extant populations. The high frequency of the rare color variants (averaging 20%) also implies that genetic drift is locally overruling natural selection in small effective populations. As such, rare color variants could be added to the list of phenotypic consequences of inbreeding in the wild.
The production of isolated metallic nanoparticles with multifunctionalized properties, such as size and shape, is crucial for biomedical, photocatalytic, and energy storage or remediation applications. This study investigates the initial particle formations of gold nanoparticles (AuNPs) bioproduced in the cyanobacteria Anabaena sp. using high-resolution transmission electron microscopy images for digital image analysis. The developed method enabled the discovery of cerium nanoparticles (CeNPs), which were biosynthesized in the cyanobacteria Calothrix desertica. The particle size distributions for AuNPs and CeNPs were analyzed. After 10 h, the average equivalent circular diameter for AuNPs was 4.8 nm, while for CeNPs, it was approximately 5.2 nm after 25 h. The initial shape of AuNPs was sub-round to round, while the shape of CeNPs was more roundish due to their amorphous structure and formation restricted to heterocysts. The local PSDs indicate that the maturation of AuNPs begins in the middle of vegetative cells and near the cell membrane, compared to the other regions of the cell.
In zeitgenössischen Entscheidungssystemen ist die Integration von maschinellen Lernmodellen (ML) wie CatBoost, Random Forest und Entscheidungsbäumen allge- genwärtig und übt erheblichen Einfluss auf gesellschaftliche Dynamiken aus. Diese weitverbreitete Anwendung betont die kritische Notwendigkeit wirksamer Fairness- Interventionen, um inhärente Verzerrungen und Diskriminierungen zu mildern. Allerdings adressieren vorherrschende Ansätze überwiegend binäre Klassifikationen und stützen sich häufig auf begrenzte, regionsspezifische Datensätze, was ihre Relevanz und Anwendbarkeit einschränkt. Um diese Mängel zu beheben, schlagen wir eine Erweiterung des Fairness-Projektionsmodells vor, das Ensemble-Learning-basierten Klassifikatoren als Basis Klassifizierungsmodell verwendet. Das vorgeschlagene Modell wird Fairness Projection with Ensemble Trees (FPET) genannt, eine innovative Nachbearbeitungsintervention, die speziell für Multi- Class-Klassifikationsaufgaben entwickelt wurde. Fairness Projection with Ensemble Trees ist einzigartig darauf ausgelegt, mehrere und sich überschneidende geschützte Gruppen zu berücksichtigen, was es vielseitig und inklusiv macht. Ein herausragendes Merkmal von FPET ist seine Modellagnostik und Skalierbarkeit auf große Datensätze, erleichtert durch ein informationstheoretisches Framework, das auf Informationsprojektion basiert. Dieser Ansatz liefert robuste theoretische Garantien hinsichtlich Konvergenz und Stichprobenkomplexität und gewährleistet somit seine praktische Umsetzbarkeit. Darüber hinaus wird das Design von FPET durch die Unterstützung für parallele Verarbeitung verstärkt, was seine Eignung für groß angelegte Anwendungen weiter erhöht.
Umfassende Bewertungen an diversen Datensätzen, darunter das ENEM- Prüfungsdatensatz aus Brasilien, HSLS und COMPAS, zeigen die überlegene Leistung unseres vorgeschlagenen Modells, Fairness Projection with Ensemble Trees (FPET), das den CatBoost-Klassifikator sowohl für binäre als auch für Multi- Class- Klassifikationsaufgaben verwendet. In allen Datensätzen zeigte CatBoost herausragende Leistungen. Unsere Fairness-Methode übertraf auch andere Benchmark Modelle wie Equality of Odds (EqOdds), Level Equal Opportunity (LevEqOpp), Reduktionsmethode und Ablehnungsverfahren. Die Ergebnisse wurden anhand von zwei Metriken verglichen: Mean Equal Opportunity und Statistical Parity. Diese Ergebnisse unterstreichen die Wirksamkeit von FPET in verschiedenen Kontexten und führen einen neuartigen Ansatz zur Fairness im maschinellen Lernen ein, der gerechte und inklusive Entscheidungsfindungen sicherstellt.
X-ray computed tomography (XRT) is a three-dimensional (3D), non-destructive, and reproducible investigation method capable of visualizing and examining internal and external structures of components independent of the material and geometry. In this work, XRT with its unique abilities complements conventionally utilized examination methods for the investigation of microstructure weakening induced by hydrogen corrosion and furthermore provides a new approach to corrosion research. The motivation for this is the current inevitable transformation to hydrogen-based steel production. Refractories of the system Al2O3-SiO2 are significant as lining materials. Two exemplary material types A and B, which differ mainly in their Al2O3:SiO2 ratio, are examined here using XRT. Identical samples of the two materials are measured, analyzed, and then compared before and after hydrogen attack. In this context, hydrogen corrosion-induced porosity and its spatial distribution and morphology are investigated. The results show that sample B has an higher resistance to hydrogen-induced attack than sample A. Furthermore, the 3D-representation revealed a differential porosity increase within the microstructure.
This thesis explores and examines the effectiveness and efficacy of traditional machine learning (ML), advanced neural networks (NN) and state-of-the-art deep learning (DL) models for identifying mental distress indicators from the social media discourses based on Reddit and Twitter as they are immensely used by teenagers. Different NLP vectorization techniques like TF-IDF, Word2Vec, GloVe, and BERT embeddings are employed with ML models such as Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Logistic Regression (LR) and Support Vector Machine (SVM) followed by NN models such as Convolutional Neural Network (CNN), Recurrent Neural Network (RNN) and Long Short-Term Memory (LSTM) to methodically analyse their impact as feature representation of models. DL models such as BERT, DistilBERT, MentalRoBERTa and MentalBERT are end-to-end fine tuned for classification task. This thesis also compares different text preprocessing techniques such as tokenization, stopword removal and lemmatization to assess their impact on model performance. Systematic experiments with different configuration of vectorization and preprocessing techniques in accordance with different model types and categories have been implemented to find the most effective configurations and to gauge the strengths, limitations, and capability to detect and interpret the mental distress indicators from the text. The results analysis reveals that MentalBERT DL model significantly outperformed all other model types and categories due to its specific pretraining on mental data as well as rigorous end-to-end fine tuning gave it an edge for detecting nuanced linguistic mental distress indicators from the complex contextual textual corpus. This insights from the results acknowledges the ML and NLP technologies high potential for developing complex AI systems for its intervention in the domain of mental health analysis. This thesis lays the foundation and directs the future work demonstrating the need for collaborative approach of different domain experts as well as to explore next generational large language models to develop robust and clinically approved mental health AI systems.
Nanopartikel sind sensitive und gleichzeitig robuste Systeme, sie sind auf Grund ihrer groflen Oberfläche besonders reaktiv und besitzen Eigenschaften, die das Bulk-Material nicht aufweist. Gleichzeitig ist die Herstellung von Nanopartikeln selbst bei gleichen Parametern und Bedingungen eine Herausforderung, da sich die Parameter von Durchgang zu Durchgang ein bisschen unterscheiden können. Um dies zu verhindern soll, in dieser Arbeit eine kontinuierliche Synthese im Mikro-Jet Reaktor für Ceroxid-Nanopartikel entwickelt werden. Ziel war es, monodisperse Nanopartikel zu erhalten, die in Biosensoren Anwendung finden.
Im Mittelpunkt dieser Arbeit stehen zwei Fällungssynthesen mit den Zwischenschritten Cercarbonat und Cerhydroxid sowie eine Mikroemulsionssynthese zur Herstellung von Ceroxid-Nanopartikeln. Die Ceroxid-Nanopartikel werden anhand verschiedener Charakterisierungs- und Anwendungsmethoden verglichen, dabei werden die synthetisierten Nanopartikel hinsichtlich ihrer Größe, Stabilität, chemischen Zusammensetzung und katalytischen Fähigkeiten durch Elektronenmikroskopie, Röntgenbeugung, Raman- und Photoelektronen-Spektroskopie charakterisiert.
Die Anwendung der Ceroxid-Nanopartikel erfolgte in biologischen Sensorsystemen. Die Sensorsysteme sind so konzipiert, dass sie Histamin und Glukose oder Wasserstoffperoxid, welches bei der Oxidation von Histamin und Glukose entsteht, nachweisen. Wasserstoffperoxid und Glukose werden in dieser Arbeit durch einen elektrochemischen Sensor und Histamin durch ein kolorimetrisches Sensorsystem nachgewiesen.
In dieser wiederkehrenden Zeitschriftenreihe wollen wir die Arbeit junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Universität Koblenz kommunizieren und Studierenden Austausch- und Publikationsmöglichkeiten für den wissenschaftlichen Werdegang eröffnen.
In dieser Ausgabe:
Christin Robrecht: Helfen kommt nach der Flut: Über die Ambivalenz situativ-nichtalltäglicher Dynamiken im Kontext der Flutkatastrophe im Ahrtal
Theresa Josephine Fischbach: Kontrollüberzeugung und Job Strain: Eine empirische Analyse verschiedener Ausprägungen von Job Strain aufgrund individueller Unterschiede der Kontrollüberzeugung
Rebekka Jachmig: Der Ukraine-Krieg im rechtspopulistischen Diskurs: Eine Analyse der Deutungsmuster von AfD-Politiker*innen
Hanna Schroer: Am Rande Galliens, inmitten der Welt: Eine Comicanalyse interkultureller Fremderfahrung am Beispiel der Comicserie Asterix
Lisa-Marie Schwab: Koloniale Spuren des Handels in Koblenz: Eine kritische Aufarbeitung
Jana Semrau: Okey-Doke: Political Critique in Spike Lee’s "BlacKkKlansman" (2018)
Anna Mira Olszewski: Of Wardrobes and Closets. A Lesson Plan on "Simon vs. Homo Sapiens Agenda" (2015) by Becky Albertalli
Marina Neuwert: Projektive Kommunikation von (Berufs-)Identität: Promotionsinteresse und Zukunftskarrieren bei Lehramtsstudierenden
Jan-Lukas Löwen: Zur Möglichkeit und Notwendigkeit der ästhetischen Erfahrung im Literaturunterricht
Malin Britz: Wearable Devices: Ein systemisches Review
This work addresses the challenge of calibrating multiple solid-state LIDAR systems. The study focuses on three different solid-state LIDAR sensors that implement different hardware designs, leading to distinct scanning patterns for each system. Consequently, detecting corresponding points between the point clouds generated by these LIDAR systems—as required for calibration—is a complex task. To overcome this challenge, this paper proposes a method that involves several steps. First, the measurement data are preprocessed to enhance its quality. Next, features are extracted from the acquired point clouds using the Fast Point Feature Histogram method, which categorizes important characteristics of the data. Finally, the extrinsic parameters are computed using the Fast Global Registration technique. The best set of parameters for the pipeline and the calibration success are evaluated using the normalized root mean square error. In a static real-world indoor scenario, a minimum root mean square error of 7 cm was achieved. Importantly, the paper demonstrates that the presented approach is suitable for online use, indicating its potential for real-time applications. By effectively calibrating the solid-state LIDAR systems and establishing point correspondences, this research contributes to the advancement of multi-LIDAR fusion and facilitates accurate perception and mapping in various fields such as autonomous driving, robotics, and environmental monitoring.
In der vorliegenden Dissertation mit dem Titel "Blickanalysen bei mentalen Rotationsaufgaben" wird eine Analyse der visuellen Verarbeitungsprozesse bei mentalen Rotationsaufgaben mittels Eye-Tracking-Technologie durchgeführt, um die zugrundeliegenden kognitiven Prozesse und Strategien, die bei der Lösung dieser Aufgaben angewandt werden, zu untersuchen. Ein Anliegen dieser Arbeit ist es, die Problemstellung zu adressieren, wie individuelle Unterschiede, insbesondere geschlechtsspezifische Differenzen in den Blickmustern, die visuelle Verarbeitung und Leistung bei mentalen Rotationsaufgaben beeinflussen. Hierzu wurden drei Studien durchgeführt, die nicht nur die Identifikation von Blickmustern und die Analyse der Leistungsunterschiede in Bezug auf Geschlecht umfassen, sondern auch die Korrelation zwischen Blickverhalten und Leistung untersuchen. Die Ergebnisse dieser Forschung bieten Einblicke in die Mechanismen der visuellen und kognitiven Verarbeitung bei mentalen Rotationsaufgaben und heben die Bedeutung des Eye-Tracking als Forschungsinstrument in der kognitiven Psychologie hervor, um ein umfassendes Verständnis der Einflussfaktoren auf räumliches Denken und Problemlösungsstrategien zu erlangen.