@article{KleefeldZimmermann2022, author = {Kleefeld, Andreas and Zimmermann, M.}, title = {Computing Elastic Interior Transmission Eigenvalues}, series = {Integral Methods in Science and Engineering}, journal = {Integral Methods in Science and Engineering}, editor = {Constanda, Christian and Bodmann, Bardo E.J. and Harris, Paul J.}, publisher = {Birkh{\"a}user}, address = {Cham}, isbn = {978-3-031-07171-3}, doi = {10.1007/978-3-031-07171-3_10}, pages = {139 -- 155}, year = {2022}, abstract = {An alternative method is presented to numerically compute interior elastic transmission eigenvalues for various domains in two dimensions. This is achieved by discretizing the resulting system of boundary integral equations in combination with a nonlinear eigenvalue solver. Numerical results are given to show that this new approach can provide better results than the finite element method when dealing with general domains.}, language = {en} } @article{KindmannKrausLaumannetal.2022, author = {Kindmann, Rolf and Kraus, Matthias and Laumann, J{\"o}rg and Vette, Jan}, title = {Verallgemeinerte Berechnungsmethode f{\"u}r in Beton eingespannte Stahlprofile - Einspanntiefen, Tragf{\"a}higkeitsnachweise und Bemessungshilfen}, series = {Stahlbau}, volume = {93}, journal = {Stahlbau}, number = {Early View}, publisher = {Ernst \& Sohn GmbH}, address = {Berlin}, issn = {1437-1049}, doi = {10.1002/stab.202200024}, pages = {1 -- 25}, year = {2022}, abstract = {St{\"u}tzen und Tr{\"a}ger aus Stahlprofilen k{\"o}nnen in Fundamente oder W{\"a}nde aus Stahlbeton einbetoniert werden. Diese Anschl{\"u}sse wirken in der Regel wie Einspannungen, die eine ausreichende Einspanntiefe erfordern. Im Folgenden wird eine verallgemeinerte Berechnungsmethode f{\"u}r in Stahlbetonkonstruktionen eingespannte Stahlprofile aus gewalzten I-Profilen, geschweißten I-Profilen, runden Hohlprofilen, eckigen Hohlprofilen und einzelligen Kastenquerschnitten vorgestellt. F{\"u}r Beanspruchungen infolge einachsiger Biegung um die starke und schwache Profilachse werden der profilabh{\"a}ngige Ansatz der Betondruckspannungen im Einspannbereich und die Ermittlung der Einspanntiefe behandelt. Unter Ber{\"u}cksichtigung der Normalkraft werden an den maßgebenden Stellen Tragf{\"a}higkeitsnachweise f{\"u}r die Stahlprofile gef{\"u}hrt. Als Erg{\"a}nzung zu den Berechnungsformeln werden Bemessungshilfen zur Verf{\"u}gung gestellt, die die Wahl der mitwirkenden Breiten und der Einspanntiefen erleichtert.}, language = {de} } @article{KemptFreyerNagel2022, author = {Kempt, Hendrik and Freyer, Nils and Nagel, Saskia K.}, title = {Justice and the normative standards of explainability in healthcare}, series = {Philosophy \& Technology}, volume = {35}, journal = {Philosophy \& Technology}, number = {Article number: 100}, publisher = {Springer Nature}, address = {Berlin}, doi = {10.1007/s13347-022-00598-0}, pages = {1 -- 19}, year = {2022}, abstract = {Providing healthcare services frequently involves cognitively demanding tasks, including diagnoses and analyses as well as complex decisions about treatments and therapy. From a global perspective, ethically significant inequalities exist between regions where the expert knowledge required for these tasks is scarce or abundant. One possible strategy to diminish such inequalities and increase healthcare opportunities in expert-scarce settings is to provide healthcare solutions involving digital technologies that do not necessarily require the presence of a human expert, e.g., in the form of artificial intelligent decision-support systems (AI-DSS). Such algorithmic decision-making, however, is mostly developed in resource- and expert-abundant settings to support healthcare experts in their work. As a practical consequence, the normative standards and requirements for such algorithmic decision-making in healthcare require the technology to be at least as explainable as the decisions made by the experts themselves. The goal of providing healthcare in settings where resources and expertise are scarce might come with a normative pull to lower the normative standards of using digital technologies in order to provide at least some healthcare in the first place. We scrutinize this tendency to lower standards in particular settings from a normative perspective, distinguish between different types of absolute and relative, local and global standards of explainability, and conclude by defending an ambitious and practicable standard of local relative explainability.}, language = {en} } @masterthesis{Keller2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Keller, Simon Mark}, title = {Risikoanalyse einer bordautonomen Schienenfahrzeugortung mittels GNSS}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {57 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Bei Schienenfahrzeugen, die mit dem Zugsicherungssystem ETCS betrieben sind, wird die Odometrie durch eine diskrete Ortung mittels physischen Balisen zur{\"u}ckgesetzt. Diese Arbeit befasst sich mit der Innovation von virtuellen Balisen. Virtuelle Balisen, k{\"o}nnen eingesetzt werden, um physische, im Gleisbett montierte Balisen zu ersetzen. Durch den Einsatz von virtuellen Balisen soll der Infrastrukturausbau von ETCS vorangetrieben werden, indem sie als virtuelle Komponente auf Schienenfahrzeugen eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Fragestellung beantwortet, ob eine bordautonome Zugortung mittels virtuellen Balisen in einem ausgew{\"a}hlten Szenario mit einem akzeptablen Risiko verbunden ist? Das Szenario besteht aus einem Schienenfahrzeug, welches mit dem Zugsicherungssystem ETCS Level 2 auf einer eingleisigen Nebenstrecke betreiben wird. Hierzu werden zun{\"a}chst die Grundlagen von ETCS und der satellitenbasierten Ortung erl{\"a}utert. Des Weiteren werden die Grundlagen des CSM Prozesses und der expliziten Risikoabsch{\"a}tzung eingef{\"u}hrt. Aufbauend auf diesen Grundlagen wird der CSM Prozess angewandt und dabei eine Systemdefinition mit den Schnittstellen des Systems zur Umwelt erstellt. Mit der Hazop-Methode werden die Gef{\"a}hrdungen der Schnittstellen erfasst und beurteilt. Die sicherheitsrelevanten Gef{\"a}hrdungen werden in einer FMEA bewertet. In der folgenden Diskussion werden sicherheitsrelevante Gef{\"a}hrdungen nochmals betrachtet. Das Ergebnis der Arbeit ist, dass im ausgew{\"a}hlten Szenario, unter der Verwendung der CSM-Prozesse und der industriell anerkannten Methoden Hazop und FMEA, die Integration der Board-autonomen-Ortung mit einem akzeptablen Risiko verbunden ist.}, language = {de} } @misc{KeimerGirbigMayntzetal.2022, author = {Keimer, Jona and Girbig, Leo and Mayntz, Joscha and Tegtmeyer, Philipp and Wendland, Frederik and Dahman, Peter and Fisher, Alex and Dorrington, Graham}, title = {Flight mission optimization for eco-efficiency in consideration of electric regeneration and atmospheric conditions}, series = {AIAA AVIATION 2022 Forum}, journal = {AIAA AVIATION 2022 Forum}, publisher = {AIAA}, address = {Reston, Va.}, doi = {10.2514/6.2022-4118}, year = {2022}, abstract = {The development and operation of hybrid or purely electrically powered aircraft in regional air mobility is a significant challenge for the entire aviation sector. This technology is expected to lead to substantial advances in flight performance, energy efficiency, reliability, safety, noise reduction, and exhaust emissions. Nevertheless, any consumed energy results in heat or carbon dioxide emissions and limited electric energy storage capabilities suppress commercial use. Therefore, the significant challenges to achieving eco-efficient aviation are increased aircraft efficiency, the development of new energy storage technologies, and the optimization of flight operations. Two major approaches for higher eco-efficiency are identified: The first one, is to take horizontal and vertical atmospheric motion phenomena into account. Where, in particular, atmospheric waves hold exciting potential. The second one is the use of the regeneration ability of electric aircraft. The fusion of both strategies is expected to improve efficiency. The objective is to reduce energy consumption during flight while not neglecting commercial usability and convenient flight characteristics. Therefore, an optimized control problem based on a general aviation class aircraft has to be developed and validated by flight experiments. The formulated approach enables a development of detailed knowledge of the potential and limitations of optimizing flight missions, considering the capability of regeneration and atmospheric influences to increase efficiency and range.}, language = {en} } @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{Kaspor2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Kaspor, Alexej}, title = {Kritik der digitalen Rationalisierung}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {135 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Digitalisierung macht's m{\"o}glich: mittlerweile beziehen sich Designer:innen in ihrer Konzeptentwicklung immer h{\"a}ufiger auf Referenzdesigns. Sie picken sich die Eigenschaften aus ihnen heraus, von denen sie sich die gr{\"o}ßte Marktf{\"a}higkeit versprechen, und basteln sie zu einem neuen Produkt zusammen. Voil{\`a}. Doch wie unkonventionell kann Design noch sein? Wie viel Luft bleibt der Kreativit{\"a}t unter dem immer enger geschn{\"u}rten Korsett der Marktf{\"a}higkeit? Alexej Kaspor er{\"o}ffnet die Diskussion mit einem provokanten Projekt, das einen kritischen Blick in die Zukunft des Industriedesigns wirft. Dazu fasst er g{\"a}ngige Designprogramme in einer Software zusammen und verbindet sie mit einer k{\"u}nstlichen Intelligenz, die die aktuelle Entwicklung digital rationalisieren und auf die Spitze treiben soll. Diese f{\"u}hrt Meta-Analysen {\"u}ber das Nutzungsverhalten durch und pr{\"u}ft damit Frameworks von Referenzdesigns auf ihre Vermarktbarkeit. Aus diesen entwickelt sie dann Gestaltungsvorschl{\"a}ge, ohne beim Seiltanz zwischen Trendh{\"o}rigkeit und Scheinindividualismus aus dem Gleichgewicht zu kommen. Innerhalb von Sekunden werden den Designer:innen perfekte Vorschl{\"a}ge {\"u}bers Metaverse simuliert. Auf dem Silbertablett serviert, {\"u}bersichtlich und gef{\"a}hrlich einfach. Bereit, kombiniert und in Produktion gebracht zu werden. Auch mit dem Tracking der KI kann niemand mithalten: um immer am Puls der Zeit zu bleiben, benachrichtigt sie die Designer:innen in Echtzeit {\"u}ber die neuesten Innovationen und Trends. Ressourcenraubendes Herumprobieren in CAD-Programmen geh{\"o}rt also der Vergangenheit an. Das Programm schafft Abhilfe, und verspricht dabei auch noch die h{\"o}chste Effizienz, konkret: garantiertes Kapital. Schlagende Argumente, die die Schw{\"a}chen der Konsumgesellschaft und Kommerzialisierung gezielt ausgenutzen. Es entsteht die perfekte Marketingmaßnahme, ein genialer Treiber f{\"u}r den Turbokapitalismus. Kram, den niemand braucht und zynische Statussymbole inklusive. Der Stolz der geltungsbed{\"u}rftigen Designer:innen wird dabei selbstverst{\"a}ndlich nicht untergraben. Sie sollen mitziehen. Mit zahlreichen Notches wird der Erfolg und die Konkurrenzf{\"a}higkeit des Produkts prognostiziert und ihnen Honig ums Maul geschmiert. Die beklemmende Vorahnung wird sich best{\"a}tigen. Schritt f{\"u}r Schritt enteignet die KI den Designer:innen ihre Kreativit{\"a}t, bis sie nicht mehr sind als die Kurator:innen berechenbarer Produktkonzepte. Der Sp{\"a}tkapitalismus hat sie in der Mangel. Versprochen: diese Arbeit l{\"a}sst niemanden kalt.}, language = {de} } @masterthesis{Kannengiesser2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Kannengießer, Justine}, title = {Vom Airbag zum Rucksack mit Upcycling : Kampagne zur Steigerung der Bekanntheit der Marke Airpaq}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {44 Seiten}, year = {2022}, abstract = {In der Automobilindustrie entsteht ein enormes Ausmaß an Abfall. Genau an dieser Stelle greift das K{\"o}lner Start-up Airpaq ein, das nachhaltige Rucks{\"a}cke und Accessoires aus Autoschrott unter fairen Arbeitsbedingungen in der EU herstellt. Das Ziel der Kampagne ist es, die Markenbekanntheit zu steigern und eine tiefergreifende und lang anhaltende Verbindung zur jungen Zielgruppe aufzubauen. Genau so, wie Airpaq den Taschen-Markt revolutioniert, stellt auch die junge Zielgruppe immer wieder Altbew{\"a}hrtes infrage. Mit der „HOLYSCRAP"-Bewegung ruft die Kampagne Upcycling-Abenteuer ins Leben. Die Kampagne ermutigt dazu, Teil der Upcycling-Community zu werden, um immer wieder neu und anders "schrottastische" Erlebnisse zu entdecken. So soll eingeladen werden, nicht nur beim Griff zur Tasche mal etwas Neues auszuprobieren, sondern auch bei allen gemeinsamen Aktivit{\"a}ten, die man mit Airpaq erlebt.}, language = {de} } @article{KahmannRauschPluemeretal.2022, author = {Kahmann, Stephanie L. and Rausch, Valentin and Pl{\"u}mer, Jonathan and M{\"u}ller, Lars P. and Pieper, Martin and Wegmann, Kilian}, title = {The automized fracture edge detection and generation of three-dimensional fracture probability heat maps}, series = {Medical Engineering \& Physics}, volume = {2022}, journal = {Medical Engineering \& Physics}, number = {110}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {1350-4533}, pages = {7 Seiten}, year = {2022}, abstract = {With proven impact of statistical fracture analysis on fracture classifications, it is desirable to minimize the manual work and to maximize repeatability of this approach. We address this with an algorithm that reduces the manual effort to segmentation, fragment identification and reduction. The fracture edge detection and heat map generation are performed automatically. With the same input, the algorithm always delivers the same output. The tool transforms one intact template consecutively onto each fractured specimen by linear least square optimization, detects the fragment edges in the template and then superimposes them to generate a fracture probability heat map. We hypothesized that the algorithm runs faster than the manual evaluation and with low (< 5 mm) deviation. We tested the hypothesis in 10 fractured proximal humeri and found that it performs with good accuracy (2.5 mm ± 2.4 mm averaged Euclidean distance) and speed (23 times faster). When applied to a distal humerus, a tibia plateau, and a scaphoid fracture, the run times were low (1-2 min), and the detected edges correct by visual judgement. In the geometrically complex acetabulum, at a run time of 78 min some outliers were considered acceptable. An automatically generated fracture probability heat map based on 50 proximal humerus fractures matches the areas of high risk of fracture reported in medical literature. Such automation of the fracture analysis method is advantageous and could be extended to reduce the manual effort even further.}, language = {en} } @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} }