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Koch, Matthias

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  • Publication
    Digital Communication to Compensate for Social Distancing
    ( 2021)
    Berg, Matthias
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    Heß, Anne
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    This paper aims to determine the potentials as well as the limitations of digital communication to compensate for the massive decrease in direct social interaction due to the Covid-19 pandemic. The availability of "DorfFunk" - a smartphone app for communication in local rural communities - was expanded in three German federal states during the spring of 2020 to counteract some of the negative consequences of measures taken to contain the spread of the virus (curfews, quarantines, social distancing). Here, we present the results of a survey on the experiences, needs, and perceived benefits/limitations of DorfFunk users in times of the pandemic. The results indicate that DorfFunk can contribute to coping with such a situation, especially in the local sphere. Local information and the connection to the community turned out to be of importance, while functionalities for the interaction with other individuals were regarded as secondary. The benefits of DorfFunk were valued more positively in regions where the service had been established already before the pandemic.
  • Publication
    New RE Dimensions for Digital Ecosystems - Initial Results from an Expert Interview Study
    ( 2019)
    Koch, Matthias orcid-logo
    Requirements engineering (RE) for digital ecosystems, i.e., systems with contributions by different players on a common technical platform, is a challenging task. The complexity of the ecosystems and the heterogeneity of the players imply the need to consider a multitude of dimensions when eliciting and analyzing requirements for the platform. This applies to the creation of new digital ecosystems, where players with services and data are on boarded on newly established platforms, as well as to the evolution of existing ecosystems. Since these RE-relevant dimensions have not been investigated systematically yet, we performed an interview series with practitioners and scientists working on actual digital ecosystems. We collected a set of 61 information needs, i.e., aspects that are relevant when making decisions on requirements. This set served as the foundation for the construction of a digital ecosystem meta-model. In this meta-model, we structured the identified dimensions such that in future work we can derive a methodology for the performance of requirements elicitation and analysis for digital ecosystems.
  • Publication
    Gutachterliche Stellungnahme zu den Auswirkungen künstlicher Systeme im Speziellen und der Digitalisierung im Allgemeinen auf das kommunale Leben in Rheinland-Pfalz 2050
    (Technische Universität Kaiserslautern, 2019)
    Berg, Matthias
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    Giehl, Christoph
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    Koch, Matthias orcid-logo
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    Memmel, Martin
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    Spellerberg, Annette
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    Walter, Ricarda
    Technische und gesellschaftliche Entwicklungen im Bereich der Digitalisierung und vor allem der künstlichen Systeme werden in der gutachterlichen Stellungnahme dargestellt. Im Mittelpunkt stehen Auswirkungen der digitalen Transformation für Politik und Verwaltung in Rheinland-Pfalz, verschiedene technische Lösungen, Divergenzen zwischen ländlichem und urbanen Räumen sowie Zukunftsvorstellungen. Bei künstlicher Intelligenz handelt es sich um einen spezifischen Aspekt der Digitalisierung. Beide - Digitalisierung und Künstliche Intelligenz - gehen mit unterschiedlichen Facetten gesellschaftlichen Wandels einher, die in ihrer orts- und regionalspezifischen Einbettung zu untersuchen sind. Dabei ist es unabdingbar, sowohl die gesellschaftlichen als auch die technischen Innovationen aufeinander zu beziehen und diese in ihren Wechselwirkungen als eine sozio-technische Dynamik aufzufassen. Auf Grundlage eines umfassenden Literaturreviews wird ein Überblick über die aktuellen technischen Anwendungen bei der Künstlichen Intelligenz und der Digitalisierung gegeben (Maschinenlernen, Robotics, Deep Learning, Data Mining, Blockchain, etc). In den verschiedenen Siedlungsräumen in Rheinland-Pfalz kommen - teilweise in transdisziplinären Forschungsprojekten - die neuen digitalen Möglichkeiten bereits zum Einsatz, z.B. im Projekt Digitale Dörfer, in der Chemieindustrie oder bei Versuchen für autonomes Fahren. Anwendungsfelder in unterschiedlichen Lebensbereichen werden für die verschiedenen Regionen in Rheinland-Pfalz aufgezeigt. Das Verschmelzen von virtuellem und realem Raum sowie die Normalisierung digitaler Lebensstile führt auch zu wachsenden Erwartungen an die Digitalität von Verwaltung und Politik. Vorteile von KI in der Verwaltung können erleichterte Kontakte zu Bürgern, schnellere interne Kommunikationswege, eine Prozessoptimierung und die Vernetzung der Abteilungen und Ressorts sein. Die Autorinnen und Autoren der TU Kaiserslautern, Fachgebiet Stadtsoziologie, des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz DFKI und des Fraunhofer-Instituts für Experimentelles Software-Engineering IESE erarbeiteten in einem Expertenworkshop verschiedene Szenarien zur Darstellung der zukünftigen Lebenssituationen kommunaler Gemeinschaften unter der An- und Verwendung von Digitalisierungstechnologien und KI im Jahr 2050. Die Chancen und Risiken für die unterschiedlichen Regionen und Lebensbereiche in Rheinland-Pfalz wurden in zwei extremen Varianten skizziert und einander gegenübergestellt. Während der Dystopie-Zustand eine Zukunft zeichnet, in der die Märkte von wenigen Global-Playern mit enormer Datenhoheit und aggressiven Geschäftsmodellen dominiert werden, zeigt der Utopie-Zustand eine von Teilhabe und Mitbestimmung geprägte, digitale Zukunft: Die digitale Transformation wird durch Politik und Gesellschaft gleichermaßen gesteuert, Bürger haben volle Datenhoheit und bestimmen individuell und situationsspezifisch, wann und welche Daten sie veröffentlichen möchten. Neue Möglichkeiten der Arbeitsgestaltung und neue Mobilitätsformen haben zu einer Flexibilisierung und Attraktivitätssteigerung hinsichtlich des Lebens und Arbeitens auf dem Land beigetragen. Ethische Grundprinzipien, gesellschaftliche, wirtschaftliche und politische Anforderungen werden somit mit den technologischen Potenzialen optimal in Einklang gebracht. Wie diese Stellungnahme anhand der entworfenen Utopie und Dystopie illustriert, ist die technische Entwicklung von gesellschaftlicher Steuerung und Regulierung abhängig. Vor diesem Hintergrund erfordert die digitale Transformation Gestaltungswillen, spezifische Kenntnisse und auch Regulierung. Bei Letzterem gilt es, sowohl die Daten als Rohmaterial für KI, die (digitale und KI-) Technologien selbst - ihre Entwicklung und Verwendung - sowie daraus resultierende Informationen bzw. Wissen zu unterscheiden. Die Empfehlung aus dem Gutachten lautet daher, Informationen über Potenziale und Risiken transparent zugänglich und bekannt zu machen, die Bevölkerung aktiv einzubinden und eine strukturierte Förderung zu leisten, um Insellösungen zu überwinden und stattdessen Standards und offene Infrastrukturen zu schaffen. Es besteht die Gefahr, dass sich beim Einführungsprozess nicht-legitimierte, von Spezialisten und der Privatwirtschaft dominierte Strukturen (Meta-Governance) etablieren. Insgesamt gilt beim Prozess der digitalen Transformation, dass Lösungen aus der vordigitalen Ära nicht einfach auf heutige und zukünftige Probleme angewendet werden können. Ferner ist die Diversität der Situationen vor Ort bei der digitalen Transformation zu berücksichtigen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund des ländlich geprägten Rheinland-Pfalz von Bedeutung. Die örtlichen Verwaltungen unterliegen der digitalen Transformation ebenso wie andere Systeme und Lebensbereiche, sie sind in unterschiedlichem Maße in der Lage, die Chancen für lokale und regionale Interessen zu nutzen und ihre Interessen durchzusetzen. Kommunen und Landkreise benötigen Unterstützung, damit sie von anderen, z.B. Leuchtturm-Projekten, lernen und beraten werden können. Ein Gegenstromprinzip von zivilgesellschaftlichen bzw. lokalen Bottom-up-Prozessen und Top-down- Unterstützung durch das Land erscheint zielführend (z.B. im Tourismus). Bei der Bevölkerung sind bezogen auf KI und Digitalisierung aktuell gegensätzliche Tendenzen zu verzeichnen: Einerseits nehmen die Erwartungen an eine digitalisierte und moderne Verwaltung zu. Andererseits stoßen insbesondere als komplexer wahrgenommene Aspekte wie KI auf Vorbehalte. Bei einem verantwortungsvollen Umgang kann KI ihr Potenzial entfalten, indem die Algorithmen und eingeführte Technologien hinsichtlich der Gesetzeslage sowie ethischer und moralischer Überlegungen überwacht und gesteuert werden. Ein verantwortungsvoller Umgang mit Daten basiert auf aufgeklärten Entscheidern, informierten Bürgern und der Unterstützung von ""bürgerschützenden Regeln"", die Missbrauch grundsätzlich erschweren und Verstöße ahnden. Langfristige Aussagen über die konkrete Entwicklung und Auswirkung von KI und Digitalisierung lassen sich nicht treffen aufgrund der Geschwindigkeit und Sprunghaftigkeit der Entwicklungen. In Bildung und Wissenschaft sollten im Bereich von KI die Interdisziplinarität gestärkt, nachhaltige und langfristige Strukturen geschaffen werden, um die digitale Transformation begleitend und aktivierend zu erforschen.
  • Publication
    Vom Mängelmelder zur LösBar - Erfahrungen aus einem kreativen Design-Sprint
    ( 2019)
    Tamanini, Jill-Valerie
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    Koch, Matthias orcid-logo
    Die Digitalisierung ländlicher Regionen umfasst neben der Unterstützung der Bürger als Nutzergruppe von Anwendungen für ""das Leben im Dorf"" auch die Gestaltung von Lösungen für die örtlichen Verwaltungen. Aufgrund der Gegebenheiten im Projekt ""Digitale Dörfer"", wo in kurzer Zeit eine Lösung für die Zusammenarbeit zwischen Verwaltungen und Bürgern zu erarbeiten war, war eine Alternative zu unseren bisherigen Living-Lab-Aktivitäten notwendig. Um in kurzer Zeit eine innovative Softwarelösung erarbeiten zu können, fiel die Entscheidung auf einen Design Sprint. In diesem wurden Problemidentifikation, Ideenfindung, Lösungsausarbeitung und Prototyperstellung einschließlich Nutzertests so gestaltet, dass im Anschluss mit der Entwicklung des Produkts begonnen werden konnte. Wir berichten über unsere Erfahrungen bei der Durchführung des Design Sprints und Veränderungen an diesem Konzept. Hierbei steht die Kombination des Design Sprints mit dem Einsatz von Kreativitätstechniken im Vordergrund.
  • Publication
    Towards Ubiquitous Requirements Engineering
    ( 2019)
    Villela, Karina
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    Hess, Anne
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    Koch, Matthias orcid-logo
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    Falcão, Rodrigo
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    Groen, Eduard C.
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    Dörr, Jörg
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    Valero, Carol
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    Ebert, Achim
    We have perceived barriers that prevent requirements engineers from contributing properly to the development of the software systems that underpin the digital transformation. We have also realized that breaking down each of these barriers would contribute to requirements engineering (RE) becoming ubiquitous in certain dimensions. In this paper, we point out the transformation that is required to break down each barrier and briefly discuss each dimension of ubiquity. Our goal is to raise the interest of the research community in providing approaches to address the barriers and move towards ubiquitous RE.
  • Publication
    Decision Support for Smart Ecosystem Evolution
    ( 2018)
    Koch, Matthias orcid-logo
    In practice, there is the trend towards the development of increasingly complex software ecosystems consisting of information as well as embedded systems. The development and evolution of such ecosystems is challenging because of the involvement of a multitude of organizations providing software or hardware components on the ecosystem's platform. Therefore, for the purpose of deriving requirements towards the future development of the ecosystem and its platform, the gaining of insights into the eco-system is crucial as well as difficult. In my research, I work on the creation of an understanding of information needs in the context of smart ecosystems to build dedicated representations that support the ecosystem evolution. In this paper, I present results of an initial consideration of related work and give an outline of my planned future research including expected contributions, along with a summary of the status of the work done so far.
  • Publication
    Kein Bock auf Workshop? - Es geht auch "undercover"
    ( 2018)
    Hess, Anne
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    Magin, Dominik Pascal
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    Koch, Matthias orcid-logo
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    Dörr, Jörg
    Die Durchführung erfolgreicher offener Workshops bedarf einer intensiven und sorgfältigen Vorbereitung und Organisation. Umso enttäuschender ist es, wenn am Ende fast niemand kommt. Diese leidvolle Erfahrung mussten wir in der Vergangenheit im Rahmen unserer Living Lab Aktivitäten in den ""Digitalen Dörfern machen. So haben wir mit Hilfe eines Klassifikationsschemas für Living Lab Aktivitäten innovative Ideen für die Durchführung von ""undercover""-Aktivitäten erarbeitet. Eine zentrale Eigenschaft dieser Aktivitäten ist es, dass sie sich leicht in den Alltag von Nutzern integrieren lassen oder sogar so durchgeführt werden können, dass die Nutzer gar nicht bemerken, dass sie gerade an einer ""Workshopaktivität"" teilnehmen. Das Klassifikationsschema und Vorgehen lässt sich sicherlich gut in andere Projektkontexte übertragen, so dass dieser Beitrag auch als Inspiriationsquelle für andere dienen kann, die sich mit der Problematik konfrontiert sehen.
  • Publication
    Towards Ubiquitous RE: A Perspective on Requirements Engineering in the Era of Digital Transformation
    ( 2018)
    Villela, Karina
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    Hess, Anne
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    Koch, Matthias orcid-logo
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    Falcao, Rodrigo
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    Groen, Eduard C.
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    Dörr, Jörg
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    Valero, Carol Naranjo
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    Ebert, Achim
    We are now living in the era of digital transformation: Innovative and digital business models are transforming the global business world and society. However, the authors of this paper have perceived barriers that prevent requirements engineers from contributing properly to the development of the software systems that underpin the digital transformation. We also realized that breaking down each of these barriers would contribute to requirements engineering (RE) becoming ubiquitous in certain dimensions: RE everywhere, with everyone, for everything, automated, accepting openness, and cross-domain. In this paper, we analyze each dimension of ubiquity in the scope of the interaction between requirements engineers and end users. In particular, we point out the transformation that is required to break down each barrier, present the perspective of the scientific community and our own practical perspective, and discuss our vision on how to achieve this dimension of ubiquity. Our goal is to raise the interest of the research community in providing approaches to address the barriers and move towards ubiquitous RE.