@inproceedings{WiegnerVolkerMainzetal.2022, author = {Wiegner, Jonas and Volker, Hanno and Mainz, Fabian and Backes, Andreas and L{\"o}ken, Michael and H{\"u}ning, Felix}, title = {Wiegand-effect-powered wireless IoT sensor node}, series = {Sensoren und Messsysteme 2022}, booktitle = {Sensoren und Messsysteme 2022}, publisher = {VDE Verlag GmbH}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-8007-5835-7}, pages = {255 -- 260}, year = {2022}, abstract = {In this article we describe an Internet-of-Things sensing device with a wireless interface which is powered by the oftenoverlooked harvesting method of the Wiegand effect. The sensor can determine position, temperature or other resistively measurable quantities and can transmit the data via an ultra-low power ultra-wideband (UWB) data transmitter. With this approach we can energy-self-sufficiently acquire, process, and wirelessly transmit data in a pulsed operation. A proof-of-concept system was built up to prove the feasibility of the approach. The energy consumption of the system is analyzed and traced back in detail to the individual components, compared to the generated energy and processed to identify further optimization options. Based on the proof-of-concept, an application demonstrator was developed. Finally, we point out possible use cases.}, language = {en} } @masterthesis{Liske2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Liske, Lara}, title = {Nach der Karte : Mappings migrantischer Narrative}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {67 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Durch demographischen Wandel wird der Kontrast zwischen der starr {\"u}ber Grenzziehung definierten Kartographie und der tats{\"a}chlichen Bewegung von Menschen immer st{\"a}rker. In dieser Arbeit wird der vermeintlichen Neutralit{\"a}t einer gew{\"o}hnlichen Karte auf den Zahn gef{\"u}hlt. Denn statt sich auf die geografischen Regeln zu beschr{\"a}nken, versteht sie den Raum als ein komplexes Netzwerk sozialer Beziehungszusammenh{\"a}nge. Sie orientiert sich daf{\"u}r an migrantischen Lebensgeschichten, die zahlreiche Verbindungen zwischen unterschiedliche Orte spannen. Die Dreidimensionalit{\"a}t dieser Konstruktion {\"o}ffnet dazu den Blick f{\"u}r die vielen Dimensionen dieser geografischen Bewegung. Durch den Perspektivwechsel wird der Ansatz hinterfragt, unter dem Kartographie bis jetzt betrachtet wurde. Das Raumkonzept wird weiter-gedacht - {\"u}ber Grenzen hinweg.}, language = {de} } @masterthesis{Lauber2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Lauber, Nico}, title = {Kinetische Piktogramme als Visualisierung : animierte Piktogramme als Kommunikationsmittel im kulturellen Raum}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {65 Seiten}, year = {2022}, abstract = {In dieser Arbeit wurden kinetische Piktogramme als Kommunikationsmittel f{\"u}r das Stadttheater Aachen erstellt. Diese sollen als Erweiterung des bestehenden Corporate Designs ein j{\"u}ngeres Publikum zu der bestehenden Zuschauerschaft hinzugewinnen. Die Piktogramme sind dabei inhaltlich an verschiedene Auff{\"u}hrungen des Theaters angepasst und unterst{\"u}tzen die Typografie in animierten Plakaten f{\"u}r die Außenwerbung. Die Umsetzung der kinetischen Piktogramme wurde als Variable Font vollzogen. Damit l{\"a}sst sich der Schriftschnitt durch verschiedene Interpolation-Achsen nach Belieben manipulieren. Dazu werden die Zwischenschritte automatisch errechnet, was die Technik optimal f{\"u}r eine 2D-Animation macht. Anhand konkreter Anwendungsbeispiele zeigt diese Arbeit die vielen Vorteile von Variable Fonts und wirft damit einen Blick in das weite Feld ihrer spannenden M{\"o}glichkeiten, die bis dato l{\"a}ngst noch nicht voll ausgesch{\"o}pft wurden.}, language = {de} } @masterthesis{Jesse2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Jesse, Judith}, title = {Coming to Equal Sex : eine Aufkl{\"a}rungskampagne zur Orgasmusl{\"u}cke}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {71 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Die „Orgasmusl{\"u}cke" ist ein Begriff aus der Sexualforschung, der die Ungleichheit von Orgasmen zwischen den verschiedenen Geschlechtern und Sexualit{\"a}ten beschreibt. Sie beruht dabei vor allem auf das problematische Verst{\"a}ndnis von Sex, das durch verschiedene kulturelle Einfl{\"u}sse vermittelt wird. Um {\"u}ber diese Einfl{\"u}sse aufzukl{\"a}ren, wurde das Format „fuckfulness" konzipiert. Mithilfe von animierten Videos und darauf aufbauendem Social-Media-Content befasst sich „fuckfulness" ausf{\"u}hrlich mit allen Hintergr{\"u}nden der Orgasmusl{\"u}cke und gestaltet sexuelle Aufkl{\"a}rung neu. Durch junge und moderne Kommunikation wird das Projekt auch f{\"u}r eine j{\"u}ngere Zielgruppe unterhaltsam. Ziel ist ein neues Verst{\"a}ndnis von Sex, in dem die Bed{\"u}rfnisse der Frau gleichberechtigt neben denen des Mannes stehen und entsprechende Beachtung finden. So soll die Orgasmusl{\"u}cke schmaler werden, damit die Gleichstellung endlich auch in den eigenen vier W{\"a}nden gelebt werden kann.}, language = {de} } @masterthesis{Herzog2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Herzog, Nathalie}, title = {Willkommen, heimische Wildtiere! : eine Kampagne zum Thema Artenschutz}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {81 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Tierpatenschaften bilden einen notwendigen Bestandteil, um Gelder f{\"u}r den Artenschutz zu akquirieren und sowohl in Tierschutzprojekte als auch in die Erhaltung der Lebensr{\"a}ume zu investieren. Doch um weiterhin Pat:Innen zu gewinnen und die Spendenbereitschaft zu steigern, m{\"u}ssen Patenschaften pers{\"o}nlicher werden. Daf{\"u}r schafft dieses Projekt eine neue Form der Patenschaft, die in einer vorwiegend digitalen Kampagne beworben wird. Mithilfe von Kooperationen {\"u}ber Instagram gewinnt das Thema an Reichweite. Unter dem Motto "ganz nah dran" {\"u}berwindet die Kampagne die physische Distanz zwischen Wildtier und Pat:In durch virtuelle Erlebnisse und schafft somit eine emotionale Verbindung. Dadurch steigt nicht die Spendenbereitschaft f{\"u}r das Patentier an sich, sondern ihm zuliebe eben auch f{\"u}r den Schutz des Lebensraums. Damit {\"o}ffnet dieses Konzept den Blick f{\"u}r unkonventionelle L{\"o}sungen zum Erhalt der Wildtiere in Deutschland.}, language = {de} } @masterthesis{Hambloch2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Hambloch, Antonia}, title = {Wie ein Stier im Porzellanladen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {35 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Menschliche Kommunikation ist gepr{\"a}gt von Sprichw{\"o}rtern und Redewendungen. Von Generation zu Generation weitergegeben, spiegeln sie Lebenserfahrungen, Traditionen und Moralvorstellungen wider, die sich im Laufe der Zeit im allgemeinen Sprachgebrauch etabliert haben. Redensarten werden von Menschen auf der ganzen Welt verwendet. H{\"a}ufig stammen diese bildhaften Vergleiche aus dem Tierreich, was auf die lange gemeinsame Vergangenheit von Tier und Mensch zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Bis heute spielen Tiere eine besondere Rolle im Alltag vieler Menschen. Die Ausdr{\"u}cke, die in dem Sachbuch „Wie ein Stier im Porzellanladen" illustrativ und textlich veranschaulicht werden, sind Redensarten {\"u}ber Tiere aus verschiedenen Zeiten, Sprachen und L{\"a}ndern. Manche werden Lesenden bekannt vorkommen, andere {\"o}ffnen den Blick f{\"u}r neue Ausdrucksweisen. Sie am{\"u}sieren in ihrer faszinierenden Vielfalt durch erfrischenden Humor. Das Buch offenbart auf unterhaltsame Weise, wie {\"a}hnlich die Gedanken der Menschen, die sich in spannenden Analogien zwischen Sprachen und Kulturen widerspiegeln, bei n{\"a}herer Betrachtung eigentlich sind.}, language = {de} } @masterthesis{Guth2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Guth, Katharina}, title = {aco : eine digitale Anwendung zur Verbesserung der Lebensqualit{\"a}t von Neurodermitis-Patient:innen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {267 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Neurodermitis hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen. Etwa 10 bis 15 Prozent der Kinder und 2,5 bis 3,5 Prozent der Erwachsenen sind davon betroffen. F{\"u}r sie stellen Auswirkungen der Hautkrankheit auf K{\"o}rper und Psyche eine enorme Einschr{\"a}nkung der Lebensqualit{\"a}t dar. Die App „aco" m{\"o}chte Neurodermitis-Patient:Innen dabei unterst{\"u}tzen, ihre Behandlung selbst in die Hand zu nehmen. Eine ganzheitliche Therapie umfasst eben nicht nur Fachpersonen, sondern auch Patient:Innen selbst. Durch eine regelm{\"a}ßige Dokumentation erm{\"o}glicht die Anwendung eine aktive Auseinandersetzung mit der Krankheit. Triggerfaktoren werden ausgewertet und es wird Wissen {\"u}ber Behandlungsm{\"o}glichkeiten vermittelt. Zudem wird ein Austausch erm{\"o}glicht, der emotionale und praktische Unterst{\"u}tzung bieten soll. Damit m{\"o}chte „aco" Betroffenen eine M{\"o}glichkeit geben, das Ruder selbst in die Hand zu nehmen und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Therapie von Neurodermitis.}, language = {de} } @masterthesis{Frank2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Frank, Jemima Leonie}, title = {Falling in love with the female gaze}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {81 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Der „Male Gaze" bezeichnet das typische Erleben der Umwelt aus m{\"a}nnlicher Perspektive und pr{\"a}gt in den sogenannten Mainstream-Medien die Gestaltung von Film, Fernsehen und Werbung. Dadurch werden von dargestellten Personen h{\"a}ufig die k{\"o}rperlichen Aspekte hervorgehoben. Im Gegensatz dazu gilt das weibliche Pendant, der „Female Gaze", als besonders emotionsbetont. Weil Medien einen enormen Einfluss auf gesellschaftliches und individuelles Denken haben, stellt die Dominanz des „Male Gaze" eine Unausgeglichenheit dar, die sich in verschiedenen Bereichen des gesellschaftlichen Lebens widerspiegelt. Deswegen m{\"o}chte dieses Projekt die Medien um die weibliche Sichtweise erweitern und damit die dort transportierten Bilder diverser und ausgewogener machen. Die Fotografie fokussiert sich dabei auf die Gef{\"u}hlswelt der Protagonistin, womit die Betrachter:Innen schrittweise in ihre Position hineinversetzt werden sollen. Mit Augen des Mitgef{\"u}hls und eigenem Sch{\"o}nheitsbegriff l{\"a}sst „Falling in love with the female gaze" endlich auch die Frau zu Wort kommen.}, language = {de} } @masterthesis{Ebert2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Ebert, Julia}, title = {Die unsichtbare Gefahr : Mikroplastik}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {23 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Bereits ein einziger pr{\"u}fender Blick in einen klassischen Privathaushalt vermittelt einen ersten Eindruck davon, wie allgegenw{\"a}rtig Kunststoff im menschlichen Leben ist. H{\"a}ufig {\"u}bersehen wird dabei Mikroplastik, welches im Verh{\"a}ltnis zu seinen gravierenden Auswirkungen auf Mensch und Umwelt in der {\"o}ffentlichen Diskussion bislang noch wenig Beachtung findet. Das f{\"u}hrt dazu, dass die Problematik durch unaufgekl{\"a}rten Konsum weiter angefacht wird. Die Gestaltung des visuellen Magazins m{\"o}chte {\"u}ber die Konsequenzen von Mikroplastik aufkl{\"a}ren und das Bewusstsein {\"u}ber das pers{\"o}nliche Konsumverhalten sch{\"a}rfen. Mithilfe kurzer Infotexte wird die Problematik aus der wissenschaftlichen Perspektive der Umweltorganisationen beleuchtet und durch ausgew{\"a}hlte Mikroskop-Aufnahmen illustriert. Hiermit werden unsichtbare Krisentreiber endlich sichtbar gemacht.}, language = {de} } @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} } @article{ValeroBungErpicumetal.2022, author = {Valero, Daniel and Bung, Daniel B. and Erpicum, Sebastien and Peltier, Yann and Dewals, Benjamin}, title = {Unsteady shallow meandering flows in rectangular reservoirs: a modal analysis of URANS modelling}, series = {Journal of Hydro-environment Research}, journal = {Journal of Hydro-environment Research}, number = {In Press}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {1570-6443}, doi = {10.1016/j.jher.2022.03.002}, year = {2022}, abstract = {Shallow flows are common in natural and human-made environments. Even for simple rectangular shallow reservoirs, recent laboratory experiments show that the developing flow fields are particularly complex, involving large-scale turbulent structures. For specific combinations of reservoir size and hydraulic conditions, a meandering jet can be observed. While some aspects of this pseudo-2D flow pattern can be reproduced using a 2D numerical model, new 3D simulations, based on the unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, show consistent advantages as presented herein. A Proper Orthogonal Decomposition was used to characterize the four most energetic modes of the meandering jet at the free surface level, allowing comparison against experimental data and 2D (depth-averaged) numerical results. Three different isotropic eddy viscosity models (RNG k-ε, k-ε, k-ω) were tested. The 3D models accurately predicted the frequency of the modes, whereas the amplitudes of the modes and associated energy were damped for the friction-dominant cases and augmented for non-frictional ones. The performance of the three turbulence models remained essentially similar, with slightly better predictions by RNG k-ε model in the case with the highest Reynolds number. Finally, the Q-criterion was used to identify vortices and study their dynamics, assisting on the identification of the differences between: i) the three-dimensional phenomenon (here reproduced), ii) its two-dimensional footprint in the free surface (experimental observations) and iii) the depth-averaged case (represented by 2D models).}, language = {en} }