INTEGRATION DER VIELFALT

Warum entwickeln wir die arivis Platform?

Wissenschaft und Technik entwickeln sich rasant. Technische Systeme werden immer komplexer. Sie bestehen oft aus den verschiedensten Geräten und Sensoren, die eine unüberschaubare Flut an Daten produzieren.

Und genau da liegt ein großes Problem. Denn diese Daten weisen unterschiedlichste Formate und oft unterschiedliche Dimensionalitäten auf. Bislang können sie nur über einzelne und meist voneinander getrennte Prozesse weiterverarbeitet werden. Eine gemeinsame Analyse der unterschiedlichen Daten, die eine gezielte Suche nach Korrelationen ermöglichen würde, ist so nur in Einzelfällen möglich.

Im selben Maße wie die Komplexität der Systeme wächst, werden auch die Hilfsmittel für die Datenauswertung immer komplexer und spezieller. Nur Experten können noch effektiv mit ihnen umgehen. Für die Anwender ergeben sich daraus zunehmend Schwierigkeiten. So wird es immer aufwendiger, Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten in diesen Datenfluten zu erkennen.

Ausgehend von diesem Problem und unserer bisherigen Arbeit haben wir die arivis Platform entwickelt.

Diese ermöglicht es, die komplexen, hochdimensionalen Daten aus unterschiedlichen Quellen aufzunehmen und zu synchronisieren. Sie werden im weiteren nach vorgegebenen Regeln ins System integriert und lassen sich so in ihrer Gesamtheit flexibel visualisieren und analysieren. Damit können Zusammenhänge besser erkannt und komplexe Fragestellungen schneller und effektiver beantwortet werden.

Welche Konzepte kommen dabei zum tragen?

In der arivis Platform sind drei grundlegende Ideen verwirklicht:

• alle Daten werden im System als n-dimensionale Matrix skalarer Werte angesehen; die Wertebereiche der Daten sind typischerweise eingeschränkte reellwertige Zahlenbereiche
• zentrales strukturierendes Element des Systems sind Pipelines
• eine grafische Abstraktionsschicht (compound view) stellt dem Nutzer nur noch die zur Bedienung nötigen grafischen Elemente oder aber eine benutzerdefinierte Oberfläche (interface) zur Verfügung

Mit Hilfe der Pipelines werden alle Prozesse der Datenverarbeitung gruppiert, hauptsächlich das Akquirieren, Visualisieren, Modifizieren und Analysieren der Daten. Alle Daten werden dafür in ein globales Pipeline-Koordinatensystem eingeordnet um sie räumlich und zeitlich in Beziehung zueinander setzen zu können. Dabei bestehen Pipelines aus Komponenten, die durch Beziehungen miteinander verbunden sind, wobei eine Pipeline folgende Arten von Komponenten enthalten kann:

• Data source – stellt der Pipeline die Daten in abstrahierter Form zur Verfügung
• Processor – kann beliebige Operationen auf den Daten ausführen
• Data sink – visualisiert Daten (Display) oder speichert sie in beliebigen Formaten.
• Controller – stellt Möglichkeiten zur Interaktion mit anderen Komponenten bereit

Jede Pipeline kann eine eigenständige Applikation darstellen, zu der ein eigenes Interface entwickelt werden kann. Um Workflows leichter implementieren zu können, gibt es verschiedenen Ansichten (Perspectives) der Oberfläche und für das Optimieren eigener Applikationen können eigene Perspectives definiert werden. Weiterhin unterstützen den Anwender bei allen Arbeitsschritten leistungsfähige Werkzeuge:

• Pipelineeditor – zum Aufbauen und Modifizieren von Pipelines
• Resourceexplorer – zum Organisieren und Durchsuchen aller Resourcen (Daten, Komponenten, Dokumente, Pipelines u.a.)
• Mappingmanager – zum Abbilden der Daten auf verschiedene Dimensionen
• Trackeditor – zur Arbeit mit der Zeitdimension

Was kann die arivis Platform?

Das Pipeline-Konzept der arivis Platform ermöglicht, verschiedenartigste Daten flexibel miteinander zu verknüpfen und Operationen auf ihnen auszuführen. Alle Änderungen an den Daten oder an den Prozessorparametern können Sie live am Bildschirm verfolgen, ebenso deren Auswirkungen auf andere Daten und Parameter. So unterstützt die arivis Platform Sie dabei, auch größte Datenmengen genau zu erfassen und zu begreifen.

Die Pipelines der arivis Platform können exportiert und mit Hilfe eines Assistenten zu einer Stand-alone-Anwendung gepackt werden. Auch die Integration von Pipeline-Teilen in andere Pipelines ist möglich.

Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es?

Die arivis Platform kann in sehr vielen unterschiedlichen Szenarien eingesetzt werden. Hier drei Beispiele:

Monitoring - Die ankommenden Live-Daten werden von der arivis Platform in Echtzeit visualisiert. Beim Erreichen festgelegter Werte können diese als Ereignisse, Warnungen oder Nachrichten ausgegeben werden.

Simulation - Gezielt können mit der arivis Platform Parameter in aktuellen oder gespeicherten Daten verändert werden um die Auswirkung auf das System zu simulieren. Damit können Optimierungsprozesse deutlich vereinfacht und besser visualisiert werden.

Usability - Bei Untersuchungen zur Nutzerfreundlichkeit von Geräten, Software und Webseiten fallen oftmals sehr unterschiedliche Sensordaten an. Interessant sind für ein Gesamtbild Systeminformationen, Mausbewegungen aber auch Atemfrequenz, Puls und weitere physiologische Daten. Durch die Aufnahme und Analyse dieser Daten mit der arivis Platform können Rückschlüsse über die Wahrnehmung oder den Zustand der Testperson gezogen werden.