@masterthesis{Eberhardt2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Eberhardt, Dag Norman}, title = {"I Was Here!"}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {77 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Die Menschheit erlebt aktuell Zeiten drastischen Wandels. Deswegen k{\"o}nnte es wohltun, einen Blick in die Vergangenheit zu werfen und sich darauf zu besinnen, wo die Menschen herkommen, wer sie waren und was seitdem bereits erreicht wurde. In dieser Grafiknovelle wird ein kleiner Steinzeitjunge namens Muami begleitet, der vor 35.000 Jahren die Verg{\"a}nglichkeit des Lebens kennenlernt. Im Verlauf des folgenden Jahres erfindet er die Selbstverewigung in der H{\"o}hlenmalerei. Mit seiner Figur soll aufgezeigt werden, dass die fr{\"u}hen Europ{\"a}er eben keine primitiven Halbaffen, sondern intelligente und außerdem zutiefst kreative Menschen waren. Trotz ihrer rauen Umwelt waren ihre Sorgen und Freuden den unseren gar nicht so un{\"a}hnlich. „I Was Here!" ist ein Versuch, ein authentisches Portr{\"a}t jener Menschen zu schaffen und dabei ihrer Welt, ihrem Leben und ihrer Kunst gerecht zu werden.}, language = {de} } @masterthesis{Dereli2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Dereli, Aziz}, title = {[NON]HUMAN}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {50 Seiten}, year = {2022}, abstract = {"[NON]HUMAN" ist ein 3D-animierter Kurzfilm, der in einer Zombieapokalypse spielt und sich mit dem Thema der Menschlichkeit befasst. Welche Taten k{\"o}nnen gerechtfertigt werden und welche nicht? Die Handlungsm{\"o}glichkeiten der Menschen im Zuge des Ausbruchs eines neuen Virus werfen viele moralische Fragen auf, mit denen zwischen den Zeilen gerungen wird. Denn in diesem Film bestimmen sie Leben und Tod. Das Ziel dieser Arbeit war es, eine simple Geschichte spannend zu erz{\"a}hlen, indem das Publikum durch eindrucksstarke Bilder gefesselt wird. Dabei er{\"o}ffnen 3D-Animationen neue M{\"o}glichkeiten, die insbesondere in den Aufnahmen der zerst{\"o}rten Stadt zur Geltung kommen. Diese Arbeit zeigt spielerisch, wie sich mit etwas technischem Know-How auch ohne großem Budget hochwertige Filme drehen l{\"a}sst, indem man das Potential smart aussch{\"o}pft.}, language = {de} } @masterthesis{Cakir2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Cakir, Asena}, title = {Goldregen : ein Kurzfilm {\"u}ber Traumabew{\"a}ltigung in einer Therapie}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {59 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Der „Goldregen" besch{\"a}ftigt sich damit, wie Ereignisse der Kindheit nachhaltig das Erwachsenenleben beeinflussen k{\"o}nnen. Erik ist skeptisch, als er wegen k{\"o}rperlichen Beschwerden zum Psychotherapeuten geschickt wird. Zun{\"a}chst weigert sich, die Therapie {\"u}berhaupt ernst zu nehmen. Doch im Laufe der Sitzungen erf{\"a}hrt er immer mehr {\"u}ber sich selbst. Schlussendlich kommen Erinnerungen an verdr{\"a}ngte Kindheitstraumata hoch, und Erik erkennt den Zusammenhang zu seinem gegenw{\"a}rtigen Leiden. Der Anspruch an den Film war, durch gezielte Gestaltung Dynamik und Spannung in einem dialoggetragenen Kammerspiel zu vermitteln. Bildsprache und Musik wurden dazu gezielt auf den Film abgestimmt, um die Handlung bestm{\"o}glich zu unterst{\"u}tzen. „Goldregen" soll die Zuschauer:Innen zum Nachdenken und Diskutieren anregen, um verbreitete Ber{\"u}hrungs{\"a}ngste zum Thema der mentalen Gesundheit abzubauen und Vorbehalte zur Wirksamkeit einer Therapie auf den Pr{\"u}fstand zu stellen.}, language = {de} } @masterthesis{Bauer2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Bauer, Eva}, title = {Music of the Spheres : der Klang der Planeten}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {59 Seiten}, year = {2022}, abstract = {"Die Bachelorarbeit "Music of the Spheres" soll wissenschaftliche und k{\"u}nstlerische Elemente zum Thema "Klang der Planeten" in Form einer popul{\"a}rwissenschaftlichen Publikation versammeln. Seit Beginn der Menschheit fasziniert uns der Blick in den n{\"a}chtlichen Sternenhimmel. Einher geht die Sehnsucht des Unbekannten, die unsere Fantasie befl{\"u}gelt. Als auf die Erde gebundenen Lebewesens treibt uns der Drang, mehr {\"u}ber das Universum da draußen herauszufinden. Dieses Spannungsfeld zwischen Wissensdrang und Fantasie ist eine interessante Grundlage f{\"u}r die geplante Bachelorarbeit. In der Bachelorarbeit sollen unsere Emotionen mit wissenschaftlichen Erkenntnissen verbunden werden. F{\"u}r das menschliche Ohr ist die Klangwelt des Weltalls, verursacht durch die sich bewegenden Planeten, ohne Hilfsmittel nicht h{\"o}rbar. Nach unseren bekannten physikalischen Erkenntnissen ist es im Weltraum komplett still, aufgrund des im All vorherrschenden Vakuums. Der Schall kann sich nicht wie auf der Erde {\"u}ber Schallwellen ausbreiten. In der Publikation soll der Klang der Planeten beschrieben bzw. dargestellt werden. Die wissenschaftshistorische Dimension soll aufgezeigt werden. So hat man sich zum Beispiel in der Antike musikalische und lyrische Bilder davon gemacht, wie sich der Klang des Weltalls und der Planeten anh{\"o}ren k{\"o}nnte. Weiterhin faszinierte diese Frage K{\"u}nstler unterschiedlicher Epochen und Stilrichtungen, und ist bis heute ein Thema das Anlaß zu k{\"u}nstlerischem Schaffen gibt. In Form einer Printpublikation soll die Bachelorarbeit historische Thesen und aktuelle wissenschaftliche Texte, Forschungsberichte und Klangdokumente zusammenbringen, literarische und musikalische Umsetzungen zum Thema aufzeigen, und mit wissenschaftlichem und k{\"u}nstlerisch-interpretativem Bildmaterial vereinen. Um das Thema visuell zu veranschaulichen, sollen die Texte durch Bilder und Siebdrucke erg{\"a}nzt werden. Selbst erstellte Siebdruck Experimente k{\"o}nnten mit- und ineinander verkn{\"u}pft werden. Die Publikation weißt ein durchgehendes Gestaltungskonzept auf, welches Texte, Illustrationen und Bildmaterial als Einheit verkn{\"u}pfen und wiedererkennbar machen. Ebenfalls ist die Auswahl der verwendeten Materialien und Verarbeitungstechniken, wie Druck, Bindung und Papier zu beachten. Neben dem Text- und Bildmaterial werden Klang-Beispiele eingebunden durch QR Codes. So kann der Leser den QR Code der Siebdrucke scannen, um den von der US-Weltraumorganisation NASA erstellten Klang des Planeten anzuh{\"o}ren. Oder ausgehend von wissenschaftlichem Bildmaterial kann der Leser per Scan eine musikalische Partition zum entsprechenden Planeten anh{\"o}ren. Die angestrebte Zielgruppe besteht aus Wissenschafts- und Designaffinen Personen, die sich insbesondere f{\"u}r den Weltraum interessieren. Entsprechend soll die Gestaltung informativ und gleichzeitig zeitgen{\"o}ssisch sein, um Aufmerksamkeit zu erregen. Mit dem Inhalt der Publikation soll dem Leser gleichzeitig auch der Klang der Planeten h{\"o}rbar zug{\"a}nglich gemacht werden.}, language = {de} } @masterthesis{AsmuthDeStefano2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Asmuth, Mara and De Stefano, Miriam}, title = {GummiQs Reisen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {71 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Dieser Film ist ein Trailer zur Mini-Serie GummiQs Reisen, welche von den fantastischen Abenteuern der Entdeckerinnen GummiQ und Kreska Kr{\"a}henschreck erz{\"a}hlt. Gemeinsam erkunden sie auf ihrem Kahn, der Kaleidoskop?, eine lebensfrohe Ozeanwelt, die mit winzigen, einzigartigen Inseln gespickt ist. Im Gegensatz zur jungen GummiQ, die zum ersten Mal verreist, ist Kreska schon eine erfahrene Seefahrerin und wird GummiQs Kapitänin und Mentorin. Sie leitet GummiQ nicht nur durch das Meer, sondern auch durch philosophische Gefilde. Denn jede Insel birgt ein eigenes soziales Dilemma, welches das ungew{\"o}hnliche Paar immer wieder dazu herausfordert, die Welt zu hinterfragen, von der sie glaubten, sie zu kennen. Gesprochen von Marianne Graffam. Musik von Eric Michels. Geschrieben und produziert von Miriam De Stefano und Mara Asmuth.}, language = {de} } @article{KaulenSchwabedalSchneideretal.2022, author = {Kaulen, Lars and Schwabedal, Justus T. C. and Schneider, Jules and Ritter, Philipp and Bialonski, Stephan}, title = {Advanced sleep spindle identification with neural networks}, series = {Scientific Reports}, volume = {12}, journal = {Scientific Reports}, number = {Article number: 7686}, publisher = {Springer Nature}, address = {London}, issn = {2045-2322}, doi = {10.1038/s41598-022-11210-y}, pages = {1 -- 10}, year = {2022}, abstract = {Sleep spindles are neurophysiological phenomena that appear to be linked to memory formation and other functions of the central nervous system, and that can be observed in electroencephalographic recordings (EEG) during sleep. Manually identified spindle annotations in EEG recordings suffer from substantial intra- and inter-rater variability, even if raters have been highly trained, which reduces the reliability of spindle measures as a research and diagnostic tool. The Massive Online Data Annotation (MODA) project has recently addressed this problem by forming a consensus from multiple such rating experts, thus providing a corpus of spindle annotations of enhanced quality. Based on this dataset, we present a U-Net-type deep neural network model to automatically detect sleep spindles. Our model's performance exceeds that of the state-of-the-art detector and of most experts in the MODA dataset. We observed improved detection accuracy in subjects of all ages, including older individuals whose spindles are particularly challenging to detect reliably. Our results underline the potential of automated methods to do repetitive cumbersome tasks with super-human performance.}, language = {en} } @masterthesis{Schnitzler2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Schnitzler, Nora}, title = {Identifikation und Bewertung geeigneter Mikrostrukturierungen zum Schutz von Biohybridbeschichtungen von Zahnimplantaten vor Abrasion beim Z{\"a}hneputzen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {67 S.}, year = {2022}, abstract = {Die Oberfl{\"a}chen dentaler Implantate sind definiert durch eine raue Oberfl{\"a}che, um die Integration in den menschlichen Knochen zu optimieren. Entz{\"u}ndungen des umgebenden Zahnfleisches z{\"a}hlen dabei zu den h{\"a}ufigsten Komplikationen nach einer Implantation. Diese Entz{\"u}ndungen entstehen haupts{\"a}chlich durch bakterielle Infektionen des Weichgewebes an der Implantations-Stelle. Die raue Oberfl{\"a}che tr{\"a}gt jedoch zu einer solchen Infektion bei. Da der Implantat-Kopf zum Teil aus dem Knochen herausragt, erfolgt beispielsweise beim Z{\"a}hneputzen eine Freilegung der Implantat-Oberfl{\"a}che. Die durch die Rauheit vergr{\"o}ßerte Oberfl{\"a}che bietet dabei ideale Voraussetzungen f{\"u}r eine Bakterienansiedlung. In der aktuellen Forschung steht die Entwicklung einer Oberfl{\"a}che im Vordergrund, die eine antibakterielle Funktionalisierung erzeugt. Diese verhindert die Bakterienansiedlung und wirkt einer Entz{\"u}ndung entgegen. Um die Beschichtung vor Verschleiß zu sch{\"u}tzen und ihre Lebensdauer der antibakteriellen Wirkung zu erh{\"o}hen, ist es m{\"o}glich die Oberfl{\"a}che mit einer Mikrostruktur zu versehen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Identifikation geeigneter Mikrostrukturierungen, die der antibakteriellen Beschichtung einen optimalen Schutz vor Verschleiß bieten. Am Beispiel von Titan-Zahnimplantaten wird der Schutz der aufgetragenen Biohybridbeschichtung gegen abrasiven Verschleiß untersucht. Im Vorfeld wird eine Analyse der fertigungstechnischen M{\"o}glichkeiten mit Blick auf dentale Implantate und Mikrostrukturen durchgef{\"u}hrt, um das ein passendes Verfahren zu identifizieren. Die Analogiebauteile als Probenk{\"o}rper werden, mithilfe des zuvor ausgew{\"a}hlten Verfahrens, mit verschiedenen Mikrostrukturen versehen. Im Rahmen einer Versuchsdurchf{\"u}hrung, die die mechanische Belastung bei einem Zahnputzdurchgang imitiert, werden die verschiedenen Mikrostrukturen auf ihre Eignung f{\"u}r diese Anwendung {\"u}berpr{\"u}ft. Ein Vorversuch dient zur Identifizierung eines geeigneten Ankerpeptids, welches den bindenden Bestandteil der Biohybridbeschichtung darstellt. Aus drei zuvor ausgew{\"a}hlten Ankerpeptiden wird das mit der besten Adh{\"a}sionsf{\"a}higkeit herausgestellt. Im finalen Versuchsdurchlauf wird das Ankerpeptid auf die Oberfl{\"a}chen, die mit den Mikrostrukturen versehen sind, aufgetragen. Dabei ist das Ziel eine Mikrostruktur herauszustellen, die den h{\"o}chstm{\"o}glichen Schutz bietet. Durch eine Fluoreszenzpr{\"u}fung mithilfe eines Flourescence Plate Readers wird jede Kombination nach den Belastungsversuchen auf den Restanteil der Beschichtung {\"u}berpr{\"u}ft. Das Ergebnis stellt eine Mikrostruktur dar, die den bestm{\"o}glichen Schutz bietet. Dies ist erkennbar durch den h{\"o}chsten Anteil an Restbeschichtung. Eine Strukturierung mit sogenannten Micro-Grooves in Kombination mit dem MacHis-Ankerpeptid erzielte in der Analyse der Belastungssimulationen die besten Ergebnisse bez{\"u}glich des Schutzes der Beschichtung. Durch die Versuche best{\"a}tigte sich eine weitere Annahme. Die Strukturierung der Oberfl{\"a}che erzielt einen deutlich h{\"o}heren Schutz im Vergleich zu einer unstrukturierten Oberfl{\"a}che. Zudem hat sich herausgestellt, dass eine Beschichtung mit dem sogenannten PEO-Verfahren eine deutlich gr{\"o}ßere Adh{\"a}sion der Biohybridbeschichtung erzielt. Dies wird jedoch Thema weiterf{\"u}hrender Forschungen sein und kein Bestandteil der vorliegenden Arbeit.}, language = {de} } @article{MolinnusIkenJohnenetal.2022, author = {Molinnus, Denise and Iken, Heiko and Johnen, Anna Lynn and Richstein, Benjamin and Hellmich, Lena and Poghossian, Arshak and Knoch, Joachim and Sch{\"o}ning, Michael Josef}, title = {Miniaturized pH-Sensitive Field-Effect Capacitors with Ultrathin Ta₂O₅ Films Prepared by Atomic Layer Deposition}, series = {physica status solidi (a) applications and materials science}, volume = {219}, journal = {physica status solidi (a) applications and materials science}, number = {8}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {1862-6319}, doi = {10.1002/pssa.202100660}, pages = {7 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Miniaturized electrolyte-insulator-semiconductor capacitors (EISCAPs) with ultrathin gate insulators have been studied in terms of their pH-sensitive sensor characteristics: three different EISCAP systems consisting of Al-p-Si-Ta2O5(5 nm), Al-p-Si-Si3N4(1 or 2 nm)-Ta2O5 (5 nm), and Al-p-Si-SiO2(3.6 nm)-Ta2O5(5 nm) layer structures are characterized in buffer solution with different pH values by means of capacitance-voltage and constant capacitance method. The SiO2 and Si3N4 gate insulators are deposited by rapid thermal oxidation and rapid thermal nitridation, respectively, whereas the Ta2O5 film is prepared by atomic layer deposition. All EISCAP systems have a clear pH response, favoring the stacked gate insulators SiO2-Ta2O5 when considering the overall sensor characteristics, while the Si3N4(1 nm)-Ta2O5 stack delivers the largest accumulation capacitance (due to the lower equivalent oxide thickness) and a higher steepness in the slope of the capacitance-voltage curve among the studied stacked gate insulator systems.}, language = {en} } @incollection{AkimbekovDigelSherelkhanetal.2022, author = {Akimbekov, Nuraly S. and Digel, Ilya and Sherelkhan, Dinara K. and Razzaque, Mohammed S.}, title = {Vitamin D and Phosphate Interactions in Health and Disease}, series = {Phosphate Metabolism}, booktitle = {Phosphate Metabolism}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, isbn = {978-3-030-91621-3}, doi = {10.1007/978-3-030-91623-7_5}, pages = {37 -- 46}, year = {2022}, abstract = {Vitamin D plays an essential role in calcium and inorganic phosphate (Pi) homeostasis, maintaining their optimal levels to assure adequate bone mineralization. Vitamin D, as calcitriol (1,25(OH)2D), not only increases intestinal calcium and phosphate absorption but also facilitates their renal reabsorption, leading to elevated serum calcium and phosphate levels. The interaction of 1,25(OH)2D with its receptor (VDR) increases the efficiency of intestinal absorption of calcium to 30-40\% and phosphate to nearly 80\%. Serum phosphate levels can also influence 1,25 (OH)2D and fibroblast growth factor 23 (FGF23) levels, i.e., higher phosphate concentrations suppress vitamin D activation and stimulate parathyroid hormone (PTH) release, while a high FGF23 serum level leads to reduced vitamin D synthesis. In the vitamin D-deficient state, the intestinal calcium absorption decreases and the secretion of PTH increases, which in turn causes the stimulation of 1,25(OH)2D production, resulting in excessive urinary phosphate loss. Maintenance of phosphate homeostasis is essential as hyperphosphatemia is a risk factor of cardiovascular calcification, chronic kidney diseases (CKD), and premature aging, while hypophosphatemia is usually associated with rickets and osteomalacia. This chapter elaborates on the possible interactions between vitamin D and phosphate in health and disease.}, language = {en} } @article{PfaffEnningSutter2022, author = {Pfaff, Raphael and Enning, Manfred and Sutter, Stefan}, title = {A risk‑based approach to automatic brake tests for rail freight service: incident analysis and realisation concept}, series = {SN Applied Sciences}, volume = {4}, journal = {SN Applied Sciences}, number = {4}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, issn = {2523-3971}, doi = {10.1007/s42452-022-05007-x}, pages = {1 -- 14}, year = {2022}, abstract = {This study reviews the practice of brake tests in freight railways, which is time consuming and not suitable to detect certain failure types. Public incident reports are analysed to derive a reasonable brake test hardware and communication architecture, which aims to provide automatic brake tests at lower cost than current solutions. The proposed solutions relies exclusively on brake pipe and brake cylinder pressure sensors, a brake release position switch as well as radio communication via standard protocols. The approach is embedded in the Wagon 4.0 concept, which is a holistic approach to a smart freight wagon. The reduction of manual processes yields a strong incentive due to high savings in manual labour and increased productivity.}, language = {en} }