Crowd Sensing und Social Data Mining mit Mobilen Agenten

Überblick

Der Kurs

• Die Veranstaltung folgt dem Konzept des forschenden Lernens und bietet eine praktische und experimentelle Einführung in das Themenfeld Crowd Sensing und Social Data Mining mit Mobilen Agenten.

• In dieser Veranstaltung sollen Studenten den praktischen Umgang und die Umsetzung von verteilten Crowdsensing und Social Data Mining Anwendungen an einfachen Beispielen erlernen.

• Als verteiltes Datenverarbeitungs- und Kommunikationsmodell werden mobile Agenten eingesetzt.

• Die verwendete JavaScript basierte Ausführungsplattform JAM lässt sich auf einer Vielzahl von Hostplattformen ausführen, wie mobile Geräte (Smartphones), Desktoprechner, Server, Eingebettete Rechner und Sensornetzwerke, und im Internet mittels eines WEB Browsers.

Zusammenfassung

• Im Vordergrund steht eine

  • heterogene verteilte Anwendung mit
  • Nutzerinteraktion (HMI), das
  • Agentenmodell ist hier nur ein Werkzeug und dient als “Elementarzelle” eines selbstorganisierenden Systems, und
  • Datenanalyse (mittels R)

• Es ist daher nur Basiswissen von Agenten und verteilten Systemen erforderlich, die in der Veranstaltung noch einmal kurz zusammengefasst werden.

• Es erfolgt eine Einführung in die

  • Erhebung von Nutzerdaten (Umfragen),
  • Grundlagen des mobilen Crowdsensing, der
  • Probleme (wie motiviere ich Nutzer teilzunehmen usw.), der
  • Sicherheit und Umgang mit privaten Daten, und der
  • Aggregation und Analyse der Daten.

Grunddaten

Zielgruppen des Kurses

• Soziologen

• Informatiker

• Wirtschaftswissenschaftler, Ökonomen

• Produktionstechniker und Logistiker

• Systemingenieure (Systems Engineering)

• Psychologen

• Geologen

[tiridifilm/istockphoto.com]

Materialien

1. Die Vorlesungsinhalte (Skript, Folien) werden auf http://edu-9.de unter der Rubrik Lehre zusammengestellt und angeboten

2. Weitere Materialien (Tutorials, Übungen, Software) werden ebenfalls auf http://edu-9.de bereitgestellt

3. Die Videos sind über http://edu-9.de verlinkt und sind auf http://ag-0.de verfügbar (opencast Server)

4. Interkation der Teilnehmer findet über einen Wiki statt! (dokuwiki). Dieser ist über http://ag-0.de erreichbar und in den jeweiligen Veranstaltungsseiten auf http://edu-9.de verlinkt.

5. Es wird noch einen online Chat geben.

6. Alle weiteren Hinweise und Einführungen (z.B. in Software) nur noch auf dem Wiki!!!

Inhalte und Themen

1. Sensoren, Digitale Sensordaten, Big Data

2. Data Mining

3. Umfragen

4. Crowdsensing und Crowdsourcing

5. Ein wenig Soziologie (oder doch mehr?) - Sozialle Modelle (Netzwerke)

6. Umfragen und Datenerhebung

7. Datenanalyse

8. Mobiles Crowdsensing, Sensoren

9. Mobile Agenten, (Chat) Bots, und Agentenplattformen

10. Organisationsstrukturen

11. Labor und Experiment!!!

Die Systemarchitektur

Mobiles Crowd Sensing mit Agenten

Literatur

• Empfohlene Literatur (neben Vorlesungsskript) zur Vertiefung

Literatur

Literatur

Ziele

1. Grundverständnis von verteilten und mobilen Plattformen für das Crowdsensing und Sourcing erwerben

   • um wesentliche Fragestellungen beim Entwurf und der Nutzung dieser Plattformen für großskalige und teilweise anonymisierte und mobile Cloud Netzwerke beantworten zu können.

2. Praktisch sollen Kenntnisse vom Einsatz (und ggfs. Programmierfertigkeiten) von agentenbasierten Crowdsensing mit einem Laborprototyp erworben werden

3. Es soll interdisziplinäres Arbeiten und Forschen erlernt werden und ausgewählte Fragestellungen der Soziologie erarbeitet werden

4. Verständnis und Anwendung von Sensoren, virtuellen Sensoren und Aggregation, selbstorganisierenden Systemen in einem ganzheitlichen Ansatz

5. Zentrale Fragen der Sicherheit, Schutz privater Daten, und Herausforderungen in solchen verteilten Systemen sollen erkannt werden können.

Konzepte

1. Umfragen - klassisch

2. Crowd Sensing und Mobiles Crowd Sensing → Umfragen mittels Crowd Sensing

3. Agenten und Chat Bots als Werkzeuge für die Erheber-Nutzer Schnittstelle

4. Datenanalyse (Statistik)

[Borcea, 2017]

Konzepte

Befragung (Umfrage, Survey)

“Befragung, eine häufig verwandte und universell ein- setzbare Erhebungsmethode, bei der Fragende und Befragte über unterschiedliche Medien in Austausch treten, um durch Fragen oder Aufforderung zu Stellungnahmen bzw. Erzählungen Informationen über den Befragten oder über andere Sachverhalte zu gewinnen.” [Methoden-Lexikon für die Sozialwissenschaften]

Welche Themen sind dabei relevant?

• Befangenheit → Neutralität
• Methodik:
  • Standardisierte und
  • offene (nicht-standardisierte, qualitative) Befragungen
• Konstellationen von Fragenden und Befragten
• Soziale und interaktive Beziehungen zwischen Fragenden und Befragten

Konzepte

Konzepte

Mobiles Crowd Sensing

Nutzer sind sowohl Quellen von Daten als auch Konsumenten der Daten bzw. daraus extrahierter Informationen!

Smart City -- Blau: Datenquelle, Rot: Datensenke [Borcea, 2017]

Konzepte

Herausforderungen und Fragestellungen

1. Architektur der Datenerhebung mit Mobilen Crowd Sensing → Zuverlässigkeit, Erreichbarkeit, Datensicherheit, Sicherheit bei der Datenverwendung, Ressourcenbedarf, Skalierbarkeit …

2. Gestaltung von mobilen Umfragen und Repräsentanz → Verzerrung und Bias:

3. Qualität der Daten und Fusion von menschlichen mit technischen Daten (z.B. Smartphone Position)

Konzepte

4. Betrug und Verfälschung

5. Motivation an der Umfrage und Erhebung teilzunehmen!

6. Unter- und Überabdeckung bei Umfragen (Samplingframe)

Forschungsaufgabe

In diesem Kurs/Seminar soll von den Studenten in Gruppen folgende Fragen und Aufgaben bearbeitet werden:

1. Auswahl geeignerter Umfrageszenarien die sinnvoll (im Sinne der Soziologie) mit Mobilen Geräten und Crowd Sensing umgesetzt werden können.
   ⇒ Ich benötige Eure soziologische Expertise dafür!!!

2. Erstellung einiger konkreter dynamischer Umfragen (d.h. Umfragebäume) die zwei Erhebungsstrategien umsetzen sollen:

   • Partizipatorische Umfrage (Zielgruppengerichtet)
   • Opportunistische Umfrage
     ⇒ Ich benötige Eure soziologische Expertise dafür!!!

3. Nutzung, Test (!!!) und Evaluierung des Agentenframeworks für das Mobile Crowd Sensing

4. Auswertung der Umfragen mit statistischen und soziologischen Methoden
   ⇒ Ich benötige Eure soziologische Expertise dafür!!!

Hausaufagbe

Aufagbe

Führe eine Internetrecherche (allgemein und wissenschaftlich, z.B. mit Google Scholar) nach folgenden Fragestellungen durch:

1. Welche Anwendungsgebiete und Szenarien finden sich zum Thema Crowdsensing und Crowdsourcing?
2. Welche Technologien werden eingesetzt?
3. Wie waren die Fragestellungen oder die Ziele?
4. Wurden Ergebnisse veröffentlicht?

Hinweis: Nutze gängige Suchmaschinen für populistische Inhalte, nutze ResearchGate, Google Scholar oder Mendeley für wissenschaftliche Inhalte.

• Trage die Ergebnisse im Wiki ein!