Industry 4.0 envisions Cyber-Physical Production Systems (CPPSs) to foster adaptive production of mass-customizable products. Manufacturing approaches based on capabilities and skills aim to support this adaptability by encapsulating machine functions and decoupling them from specific production processes. At the 2022 IEEE conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), a special session on capability- and skill-based manufacturing is hosted for the fourth time. However, an overview on capability- and skill based systems in factory automation and manufacturing systems is missing. This paper aims to provide such an overview and give insights to this particular field of research. We conducted a concise literature survey of papers covering the topics of capabilities and skills in manufacturing from the last ten years of the ETFA conference. We found 247 papers with a notion on capabilities and skills and identified and analyzed 34 relevant papers which met this survey's inclusion criteria. In this paper, we provide (i) an overview of the research field, (ii) an analysis of the characteristics of capabilities and skills, and (iii) a discussion on gaps and opportunities.

由于促进了各种复杂的任务，因此异质自动机器人团队变得越来越重要。对于此类异质机器人，目前尚无一致的方法来描述每个机器人提供的功能。在制造领域，功能建模被认为是针对不同机器提供的语义模型功能的一种有希望的方法。这项贡献研究了如何将能力模型从制造应用到自主机器人领域，并提出了这种能力模型的方法。

在试图描述机器人的功能时，研究界充斥着技巧，动作，原子单位和其他人等词语。但是，对于使在工业场景中整合功能的可能性是必要的。这项工作通过结构化的审查方法，试图确定研究界的共同点和差异。通过这种方法，分析了210篇论文，并获得了三个主要结果。首先，绝大多数作者都同意基于任务，技能和原始的分类法。其次，调查最多的机器人的功能是挑选和地点。第三，以工业为导向的应用程序更多地集中于具有固定参数的简单机器人的功能，同时确保安全方面。因此，这项工作强调，未来的工作应使用基于任务，技能和原始的分类法来与现有文献保持一致。此外，在确保安全性的同时，需要在工业领域中进行进一步的研究。

机器人系统的长期自主权隐含地需要可靠的平台，这些平台能够自然处理硬件和软件故障，行为问题或缺乏知识。基于模型的可靠平台还需要在系统开发过程中应用严格的方法，包括使用正确的构造技术来实现机器人行为。随着机器人的自治水平的提高，提供系统可靠性的提供成本也会增加。我们认为，自主机器人的可靠性可靠性可以从几种认知功能，知识处理，推理和元评估的正式模型中受益。在这里，我们为自动机器人代理的认知体系结构的生成模型提出了案例，该模型订阅了基于模型的工程和可靠性，自主计算和知识支持机器人技术的原则。

生产公司在快速调整其生产控制到波动需求或不断变化的要求时面临问题。旨在在服务意义上封装生产功能的控制方法已经令人前途，以提高网络物理生产系统的灵活性。但是，这种方法的现有挑战是根据一套要求的提供功能来寻找生产计划，特别是当要求和提供的职能之间没有直接（即句法）匹配时。在这种情况下，它可以变得复杂，以找到可以安排到满足需求的计划中的那些功能。虽然生产规划有各种不同的方法，但灵活的生产造成了现有研究未涵盖的特定要求。在这一贡献中，我们首先捕获了灵活生产环境的这些要求。之后，给出了可以利用的当前人工智能方法来概述，以克服上述挑战。讨论符号AI规划以及基于机器学习的方法的方法，并最终与要求进行比较。根据这种比较，得到了研究议程。

自主机器人结合了各种技能，形成越来越复杂的行为，称为任务。尽管这些技能通常以相对较低的抽象级别进行编程，但它们的协调是建筑分离的，并且经常以高级语言或框架表达。几十年来，州机器一直是首选的语言，但是最近，行为树的语言在机器人主义者中引起了人们的关注。行为树最初是为计算机游戏设计的，用于建模自主参与者，提供了基于树木的可扩展的使命表示，并受到支持支持模块化设计和代码的重复使用。但是，尽管使用了该语言的几种实现，但对现实世界中的用法和范围知之甚少。行为树提供的概念与传统语言（例如州机器）有何关系？应用程序中如何使用行为树和状态机概念？我们介绍了对行为树中关键语言概念的研究及其在现实世界机器人应用中的使用。我们识别行为树语言，并将其语义与机器人技术中最著名的行为建模语言进行比较。我们为使用这些语言的机器人应用程序挖掘开源存储库并分析此用法。我们发现两种行为建模语言在语言设计及其在开源项目中的用法之间的相似性方面，以满足机器人域的需求。我们为现实世界行为模型的数据集提供了贡献，希望激发社区使用和进一步开发这种语言，相关的工具和分析技术。

通过分析大量数据来提供决策支持，大数据正在改革许多工业域。大数据测试旨在确保大数据系统在维护数据的性能和质量时运行平稳且无错误。但是，由于数据的多样性和复杂性，测试大数据具有挑战性。虽然众多研究对大数据测试进行了综合审查，但解决了测试技术和挑战的综合性尚未混淆。因此，我们对大数据测试技术（2010年 - 2021年）进行了系统审查。本文通过突出显示每个处理阶段的技术来讨论测试数据的处理。此外，我们讨论了挑战和未来的方向。我们的发现表明，已经使用不同的功能，非功能性和组合（功能和非功能性）测试技术来解决与大数据相关的特定问题。同时，在MapReduce验证阶段，大多数测试挑战都面临。此外，组合测试技术是与其他技术相结合的应用技术之一（即随机测试，突变测试，输入空间分区和等价测试），以解决在大数据测试期间面临的各种功能故障挑战。

负责任的AI被广泛认为是我们时代最大的科学挑战之一，也是释放AI市场并增加采用率的关键。为了应对负责任的AI挑战，最近已经发布了许多AI伦理原则框架，AI系统应该符合这些框架。但是，没有进一步的最佳实践指导，从业者除了真实性之外没有什么。同样，在算法级别而不是系统级的算法上进行了重大努力，主要集中于数学无关的道德原则（例如隐私和公平）的一部分。然而，道德问题在开发生命周期的任何步骤中都可能发生，从而超过AI算法和模型以外的系统的许多AI，非AI和数据组件。为了从系统的角度操作负责任的AI，在本文中，我们采用了一种面向模式的方法，并根据系统的多媒体文献综述（MLR）的结果提出了负责任的AI模式目录。与其呆在道德原则层面或算法层面上，我们专注于AI系统利益相关者可以在实践中采取的模式，以确保开发的AI系统在整个治理和工程生命周期中负责。负责的AI模式编目将模式分为三组：多层次治理模式，可信赖的过程模式和负责任的逐设计产品模式。这些模式为利益相关者实施负责任的AI提供了系统性和可行的指导。

为了在工业生产中更广泛地采用AI，足够的基础设施能力至关重要。这包括简化AI与工业设备的集成，对分布式部署，监视和一致的系统配置的支持。现有的IIOT平台仍然缺乏以开放的，基于生态系统的方式灵活整合可重复使用的AI服务和相关标准（例如资产管理壳或OPC UA）的功能。这正是我们采用高度可配置的基于低代码的方法来解决我们下一个级别的智能工业生产生产生产Ecosphere（IIP-Ecosphere）平台所解决的问题。在本文中，我们介绍了该平台的设计，并根据启用AI支持的视觉质量检查的演示者讨论了早期评估。在这项早期评估活动中，学到的见解和教训补充了这一点。

资源有效的生产的越来越重要需要制造公司必须创造一个更具动态的生产环境，灵活的制造机器和流程。为了通过自动生产规划充分利用动态制造的这种潜力，机器的正式技能描述至关重要。然而，以手动方式生成这些技能描述是劳动密集型的，需要广泛的域名知识。在这一贡献中，引入了利用生产日志和工业本体通过感应逻辑编程的基于本体的半自动技能描述，并评估所提出的解决方案的益处和缺点。

在进行研究，设计和系统开发时，HCI研究人员一直在将注意力从个人用户转移到社区。但是，我们的领域尚未建立对社区合并研究方法的挑战，利益和承诺的凝聚力，系统的理解。我们对47个计算研究论文进行了系统的综述和主题分析，讨论了与社区的参与性研究，以开发过去二十年来，以开发技术文物和系统。从这篇评论中，我们确定了与项目演变相关的七个主题：从建立社区伙伴关系到维持结果。我们的发现表明，这些项目的特征是几个紧张关系，其中许多与研究人员的力量和位置以及计算研究环境有关，相对于社区伙伴。我们讨论了我们的发现的含义，并提供方法论建议，以指导HCI，并更广泛地计算研究中心社区的实践。

即将开发我们呼叫所体现的系统的新一代越来越自主和自学习系统。在将这些系统部署到真实上下文中，我们面临各种工程挑战，因为它以有益的方式协调所体现的系统的行为至关重要，确保他们与我们以人为本的社会价值观的兼容性，并且设计可验证安全可靠的人类-Machine互动。我们正在争辩说，引发系统工程将来自嵌入到体现系统的温室，并确保动态联合的可信度，这种情况意识到的情境意识，意图，探索，探险，不断发展，主要是不可预测的，越来越自主的体现系统在不确定，复杂和不可预测的现实世界环境中。我们还识别了许多迫切性的系统挑战，包括可信赖的体现系统，包括强大而人为的AI，认知架构，不确定性量化，值得信赖的自融化以及持续的分析和保证。

在迅速增长的海上风电场市场中出现了增加风力涡轮机尺寸和距离的全球趋势。在英国，海上风电业于2019年生产了英国最多的电力，前一年增加了19.6％。目前，英国将进一步增加产量，旨在增加安装的涡轮机容量74.7％，如最近的冠村租赁轮次反映。通过如此巨大的增长，该部门现在正在寻求机器人和人工智能（RAI），以解决生命周期服务障碍，以支持可持续和有利可图的海上风能生产。如今，RAI应用主要用于支持运营和维护的短期目标。然而，前进，RAI在海上风基础设施的全部生命周期中有可能发挥关键作用，从测量，规划，设计，物流，运营支持，培训和退役。本文介绍了离岸可再生能源部门的RAI的第一个系统评论之一。在当前和未来的要求方面，在行业和学术界的离岸能源需求分析了rai的最先进的。我们的评论还包括对支持RAI的投资，监管和技能开发的详细评估。通过专利和学术出版数据库进行详细分析确定的关键趋势，提供了对安全合规性和可靠性的自主平台认证等障碍的见解，这是自主车队中可扩展性的数字架构，适应性居民运营和优化的适应性规划人机互动对人与自治助理的信赖伙伴关系。

人工智能（AI）治理调节行使权威和控制AI的管理。它旨在通过有效利用数据并最大程度地减少与AI相关的成本和风险来利用AI。尽管AI治理和AI伦理等主题在理论，哲学，社会和监管层面上进行了详尽的讨论，但针对公司和公司的AI治理工作有限。这项工作将AI产品视为系统，在该系统中，通过机器学习（ML）模型（培训）数据传递关键功能。我们通过在AI和相关领域（例如ML）合成文献来得出一个概念框架。我们的框架将AI治理分解为数据的治理，（ML）模型和（AI）系统沿着四个维度。它与现有的IT和数据治理框架和实践有关。它可以由从业者和学者都采用。对于从业者来说，主要是研究论文的综合，但从业者的出版物和监管机构的出版物也为实施AI治理提供了宝贵的起点，而对于学者来说，该论文强调了许多AI治理领域，值得更多关注。

The number of scientific publications continues to rise exponentially, especially in Computer Science (CS). However, current solutions to analyze those publications restrict access behind a paywall, offer no features for visual analysis, limit access to their data, only focus on niches or sub-fields, and/or are not flexible and modular enough to be transferred to other datasets. In this thesis, we conduct a scientometric analysis to uncover the implicit patterns hidden in CS metadata and to determine the state of CS research. Specifically, we investigate trends of the quantity, impact, and topics for authors, venues, document types (conferences vs. journals), and fields of study (compared to, e.g., medicine). To achieve this we introduce the CS-Insights system, an interactive web application to analyze CS publications with various dashboards, filters, and visualizations. The data underlying this system is the DBLP Discovery Dataset (D3), which contains metadata from 5 million CS publications. Both D3 and CS-Insights are open-access, and CS-Insights can be easily adapted to other datasets in the future. The most interesting findings of our scientometric analysis include that i) there has been a stark increase in publications, authors, and venues in the last two decades, ii) many authors only recently joined the field, iii) the most cited authors and venues focus on computer vision and pattern recognition, while the most productive prefer engineering-related topics, iv) the preference of researchers to publish in conferences over journals dwindles, v) on average, journal articles receive twice as many citations compared to conference papers, but the contrast is much smaller for the most cited conferences and journals, and vi) journals also get more citations in all other investigated fields of study, while only CS and engineering publish more in conferences than journals.

Artificial intelligence (AI) in its various forms finds more and more its way into complex distributed systems. For instance, it is used locally, as part of a sensor system, on the edge for low-latency high-performance inference, or in the cloud, e.g. for data mining. Modern complex systems, such as connected vehicles, are often part of an Internet of Things (IoT). To manage complexity, architectures are described with architecture frameworks, which are composed of a number of architectural views connected through correspondence rules. Despite some attempts, the definition of a mathematical foundation for architecture frameworks that are suitable for the development of distributed AI systems still requires investigation and study. In this paper, we propose to extend the state of the art on architecture framework by providing a mathematical model for system architectures, which is scalable and supports co-evolution of different aspects for example of an AI system. Based on Design Science Research, this study starts by identifying the challenges with architectural frameworks. Then, we derive from the identified challenges four rules and we formulate them by exploiting concepts from category theory. We show how compositional thinking can provide rules for the creation and management of architectural frameworks for complex systems, for example distributed systems with AI. The aim of the paper is not to provide viewpoints or architecture models specific to AI systems, but instead to provide guidelines based on a mathematical formulation on how a consistent framework can be built up with existing, or newly created, viewpoints. To put in practice and test the approach, the identified and formulated rules are applied to derive an architectural framework for the EU Horizon 2020 project ``Very efficient deep learning in the IoT" (VEDLIoT) in the form of a case study.

用户交互（UI）日志是高分辨率事件日志，在信息系统中执行任务期间，用户执行的低级活动记录了低级活动。 UI日志中的每个事件都对应于用户和接口之间的单个交互，例如单击按钮或将字符串输入文本字段。 UI日志用于诸如任务挖掘或机器人过程自动化（RPA）之类的目的，但是每个研究和工具都依赖于构成用户交互的元素和属性的不同概念化和实现。缺乏标准化使得很难整合来自不同来源的UI日志，并将UI数据收集工具与下游分析或自动化解决方案相结合。为了解决这个问题，我们为与过程相关的UI日志提出了一个普遍适用的参考数据模型。基于对科学文献和行业解决方案的综述，该模型包括UI日志的核心属性，但在范围，抽象水平和案例概念方面仍然灵活。我们提供该模型的实现，以扩展事件日志的XES互换标准，并在现实生活中的RPA方案中演示其实际适用性。

社交媒体有可能提供有关紧急情况和突然事件的及时信息。但是，在每天发布的数百万帖子中找到相关信息可能很困难，并且开发数据分析项目通常需要时间和技术技能。这项研究提出了一种为分析社交媒体的灵活支持的方法，尤其是在紧急情况下。引入了可以采用社交媒体分析的不同用例，并讨论了从大量帖子中检索信息的挑战。重点是分析社交媒体帖子中包含的图像和文本，以及一组自动数据处理工具，用于过滤，分类和使用人类的方法来支持数据分析师的内容。这种支持包括配置自动化工具的反馈和建议，以及众包收集公民的投入。通过讨论Crowd4SDG H2020欧洲项目中开发的三个案例研究来验证结果。

虽然AI有利于人类，但如果没有适当发展，它也可能会损害人类。 HCI工作的重点是从与非AI计算系统的传统人类交互转换，以与AI系统交互。我们在HCI视角下开展了高级文献综述，对当前工作的整体分析。我们的审核和分析突出了AI技术引入的新变更以及HCI专业人员在AI系统开发中应用人以人为本的AI（HCAI）方法时，新挑战的新挑战。我们还确定了与AI系统人类互动的七个主要问题，其中HCI专业人员在开发非AI计算系统时没有遇到。为了进一步实现HCAI方法的实施，我们确定了与特定的HCAI驱动的设计目标相关的新的HCI机会，以指导HCI专业人员解决这些新问题。最后，我们对当前HCI方法的评估显示了这些方法支持开发AI系统的局限性。我们提出了可以帮助克服这些局限性的替代方法，并有效帮助HCI专业人员将HCAI方法应用于AI系统的发展。我们还为HCI专业人员提供战略建议，以有效影响利用HCAI方法的AI系统的发展，最终发展HCAI系统。

MetaVerse，巨大的虚拟物理网络空间，为艺术家带来了前所未有的机会，将我们的身体环境的每个角落与数字创造力混合。本文对计算艺术进行了全面的调查，其中七个关键主题与成权相关，描述了混合虚拟物理现实中的新颖艺术品。主题首先涵盖了MetaVerse的建筑元素，例如虚拟场景和字符，听觉，文本元素。接下来，已经反映了诸如沉浸式艺术，机器人艺术和其他用户以其他用户的方法提供了沉浸式艺术，机器人艺术和其他用户中心的若干非凡类型的新颖创作。最后，我们提出了几项研究议程：民主化的计算艺术，数字隐私和搬迁艺术家的安全性，为数字艺术品，技术挑战等等的所有权认可。该调查还担任艺术家和搬迁技术人员的介绍材料，以开始在超现实主义网络空间领域创造。