@masterthesis{Braun2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Braun, Linus}, title = {Faces - Lebenswerte Mobilit{\"a}t in St{\"a}dten}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {173 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Mobilit{\"a}t stellt oftmals ein Problem in St{\"a}dten dar. Es sind Staus, Abgase, Platzmangel, die sich negativ auf die urbane Lebensqualit{\"a}t auswirken. Dies sind externe Auswirkungen der von Autos dominierten Mobilit{\"a}t. Ziel von „Faces" war es, eine effiziente und vor allem attraktive Alternative zum Automobil zu bieten. Daf{\"u}r denkt das Projekt die Straßenbahn neu. Durch kompaktes Design und die Verwendung autonomer Systeme wird eine h{\"o}here Taktung erm{\"o}glicht. Zudem werden die Bahnen flexibler und k{\"o}nnen den Einsatz am Mobilit{\"a}tsbedarf anpassen. Um den Bed{\"u}rfnissen der Fahrg{\"a}ste gerecht zu werden, l{\"a}sst sich das modulare Interior an die Reisedistanz anpassen. Hier wird ein Mobilit{\"a}tskonzept gezeichnet, das einem mit einem hoffnungsvollen Blick auf das Leben in den St{\"a}dten der Zukunft zur{\"u}ckl{\"a}sst.}, language = {de} } @article{UlmerBraunChengetal.2022, author = {Ulmer, Jessica and Braun, Sebastian and Cheng, Chi-Tsun and Dowey, Steve and Wollert, J{\"o}rg}, title = {Gamification of virtual reality assembly training: Effects of a combined point and level system on motivation and training results}, series = {International Journal of Human-Computer Studies}, volume = {165}, journal = {International Journal of Human-Computer Studies}, number = {Art. No. 102854}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {1071-5819}, doi = {10.1016/j.ijhcs.2022.102854}, year = {2022}, abstract = {Virtual Reality (VR) offers novel possibilities for remote training regardless of the availability of the actual equipment, the presence of specialists, and the training locations. Research shows that training environments that adapt to users' preferences and performance can promote more effective learning. However, the observed results can hardly be traced back to specific adaptive measures but the whole new training approach. This study analyzes the effects of a combined point and leveling VR-based gamification system on assembly training targeting specific training outcomes and users' motivations. The Gamified-VR-Group with 26 subjects received the gamified training, and the Non-Gamified-VR-Group with 27 subjects received the alternative without gamified elements. Both groups conducted their VR training at least three times before assembling the actual structure. The study found that a level system that gradually increases the difficulty and error probability in VR can significantly lower real-world error rates, self-corrections, and support usages. According to our study, a high error occurrence at the highest training level reduced the Gamified-VR-Group's feeling of competence compared to the Non-Gamified-VR-Group, but at the same time also led to lower error probabilities in real-life. It is concluded that a level system with a variable task difficulty should be combined with carefully balanced positive and negative feedback messages. This way, better learning results, and an improved self-evaluation can be achieved while not causing significant impacts on the participants' feeling of competence.}, language = {en} } @masterthesis{Kocaoglu2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Kocaoglu, Berna}, title = {System zur Unterst{\"u}tzung von Blinden im Alltag}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {45 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Unterhaltungsgegenst{\"a}nde und ihre Add-Ons stellen f{\"u}r viele Menschen ein wichtiger Bestandteil eines ausgewogenen Lebens dar und sind somit nicht mehr aus klassischen Haushalten wegzudenken. Doch nicht jeder Menschen hat {\"u}berhaupt Zugang zu ihnen, weil die Systeme meistens auf Durchschnittsb{\"u}rger:Innen abgestimmt sind. Davon betroffen sind beispielsweise Menschen mit Blindheit und Seheinschr{\"a}nkung. Um das Angebot individueller zu gestalten, wurde diesem Projekt ein Home-Entertainment-System entwickelt, das eben genau auf die Bed{\"u}rfnisse dieser Gruppe zugeschnitten ist. F{\"u}r die bedienungsfreundliche Gestaltung wurde im gesamten Prozess besonders viel Wert auf die konkrete Lebensrealit{\"a}t von Blinden und Menschen mit Seheinschr{\"a}nkungen gelegt. Hier sollen m{\"o}gliche Einschr{\"a}nkungen {\"u}berwunden werden und sich m{\"o}glichst den tats{\"a}chlichen Anforderungen in der Praxis anpassen. Dazu musste zun{\"a}chst ein umfassendes Verst{\"a}ndnis des Krankheitsbildes geschult werden. Außerdem wurde ein Blick in den Alltag dieser Menschen geworfen. Welche Home-Entertainmentger{\"a}te finden bereits im Wohnzimmer Platz und welche Komplikationen gibt es mit ihnen? Die breite Palette an Produkten gibt einen Eindruck davon, welche Funktionen ersetzt und welche Systeme gegebenenfalls miteinander verkn{\"u}pft werden k{\"o}nnen. Auf der Basis umfassender Recherche ist eine Fernbedienung entstanden, die sowohl per Sprachsteuerung als auch {\"u}ber physische Steuerung steuerbar ist. Zahlreiche taktile Elemente geben Orientierung bei der Nutzung und gew{\"a}hrleisten ein reibungsloses und handliches Nutzungserlebnis. Die Arbeit {\"o}ffnet den Blick f{\"u}r andere Lebenswelten und pl{\"a}diert f{\"u}r den Abbau von Barrieren f{\"u}r ein selbstbestimmteres Leben.}, language = {de} } @masterthesis{Lebrecht2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Lebrecht, Rike-Charlotte}, title = {Inga : ein modulares hydroponisches System f{\"u}r Endverbraucher}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, year = {2022}, abstract = {In dieser Arbeit wurde sich mit der Frage auseinandergesetzt, wie sich der Nahrungsmittelanbau im urbanen Raum entwickeln k{\"o}nnte. Eine spannende Alternative zu traditionellen Anbaumethoden ist die Hydroponik, der Anbau von Pflanzen ohne Erde. Basierend auf dieser Technologie wurde in diesem Projekt ein Indoor-Garden-System gestaltet, welches den Nahrungsmittelanbau zur{\"u}ck zur Verbraucher:In bringt und zu einem bewussteren Umgang mit Lebensmitteln anregen soll. Denn mit „INGA" kann frisches, pestizidfreies Blattgem{\"u}se ganz einfach zu Hause selbst angebaut werden. Das hydroponische System schafft mithilfe einer N{\"a}hrstoffl{\"o}sung und k{\"u}nstlichem Licht optimale Wachstumsbedingungen f{\"u}r die Pflanzen - ganz unabh{\"a}ngig von {\"o}rtlichen Gegebenheiten. Mithilfe seiner Modularit{\"a}t k{\"o}nnen Nutzer:Innen „INGA" nach Belieben konfigurieren. Damit wird es einer breiten Zielgruppe mit unterschiedlichen Bed{\"u}rfnissen gerecht und erm{\"o}glicht pestizidfreie Nahrung - auch in den St{\"a}dten.}, language = {de} } @masterthesis{Menrath2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Menrath, Maike}, title = {Konzept zur Lebensmittelnahversorgung außerhalb urbaner Strukturen : Verkaufspunkt f{\"u}r l{\"a}ndliche Gebiete}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {131 Seiten}, year = {2022}, abstract = {L{\"a}ndliche Regionen sind h{\"a}ufig infrastrukturell schlechter versorgt als urbane R{\"a}ume, was sich insbesondere auf die Versorgung mit G{\"u}tern des t{\"a}glichen Bedarfs niederschl{\"a}gt. Menschen außerhalb st{\"a}dtischer Ballungsgebiete m{\"u}ssen deswegen oft lange Anfahrten zu Superm{\"a}rkten in Kauf nehmen. Hierbei sind sie vor allem auf das Auto angewiesen. In dieser Arbeit ist „ILSE" entstanden. Eine Verkaufsbox, die Menschen in l{\"a}ndlichen Raumstrukturen besser mit Waren versorgt, indem sie dort aufgestellt wird, wo sie auch wirklich ben{\"o}tigt wird. Dank digitaler Verkaufstechnologien ist „ILSE" durchgehend ge{\"o}ffnet, auch, wenn andere Superm{\"a}rkte l{\"a}ngst geschlossen sind. Mit einer App wird der Kundschaft der Zugang zum Verkaufsraum und das Bezahlen erm{\"o}glicht.}, language = {de} } @masterthesis{Wick2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Wick, Dorian}, title = {bulk : Konzeption und Gestaltung einer mobilen Anwendung eines nachhaltigen Unverpackt-Lieferservice}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {171 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Die Welt wird wortw{\"o}rtlich von Plastik {\"u}berschwemmt- und trotzdem ist kein Ende des trivialen Verpackungsmaterials in Sicht. Die, die sich den Konsequenzen ihres Konsumverhaltens bewusst sind, haben immer noch keinen fl{\"a}chendeckenden Zugang zu Unverpacktl{\"a}den und es mangelt schlicht an praktischen Alternativen. Hier kn{\"u}pft die App „bulk" an und schl{\"a}gt ausschließlich unverpackte Lebensmittel vor - bequem bis zur Haust{\"u}r geliefert. Das Angebot ist qualitativ hochwertig und meist regional. F{\"u}r ein positives Kauferlebnis veranschaulicht „bulk", wie viel Plastik mit den Produkten im Vergleich zu einem konventionellen Wocheneinkauf eingespart werden kann. Das gibt Nutzer:Innen eine Grundlage, ihre Entscheidungen kritisch zu hinterfragen und schult den Blick f{\"u}r den Impact sich summierender Kleinigkeiten.}, language = {de} } @masterthesis{Schmitz2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Schmitz, Moritz}, title = {Kochen inklusiver gestalten. : Bed{\"u}rfnisorientiertes K{\"u}chensystem f{\"u}r Menschen mit Sehbeeintr{\"a}chtigungen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {153 Seiten}, year = {2022}, abstract = {Es ist nachweislich ges{\"u}nder und h{\"a}ufig g{\"u}nstiger selber zu kochen und es gibt dem Menschen mehr Kontrolle {\"u}ber seine Ern{\"a}hrung. Bis dato wird keine K{\"u}chenmaschine angeboten, die von blinden Menschen bedient werden kann, obwohl gerade solche Produkte den Alltag dieser Gruppe enorm vereinfachen k{\"o}nnten. „Clu." ist ein modulares K{\"u}chensystem, welches von einer App unterst{\"u}tzt wird. Die Basis besteht aus einer K{\"u}chenmaschine, die {\"u}ber Sprache und haptische Bedienelemente gesteuert wird. Durch die Anwendung des Mehr-Sinne-Prinzip, der Simplifizierung von Funktionen und der Einbindung von Smart Home Komponenten werden nicht nur Menschen mit Sehbeeintr{\"a}chtigungen profitieren. Beispielsweise funktioniert das Kochen nach Rezept nun {\"a}hnlich wie das H{\"o}ren eines H{\"o}rbuches und die User k{\"o}nnen sich dem in ihrem favorisierten Tempo annehmen. „Clu." ist ein Ansatz f{\"u}r eine neue Kategorie von Produkten, die zeigen, wie attraktiv inklusivere Produktl{\"o}sungen aussehen k{\"o}nnen.}, language = {de} } @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{ValeroBungErpicumetal.2022, author = {Valero, Daniel and Bung, Daniel Bernhard 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} } @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} }