TY - CHAP A1 - Wittig, M. A1 - Rütters, René A1 - Bragard, Michael ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Schwarz, André T1 - Application of RL in control systems using the example of a rotatory inverted pendulum T2 - Tagungsband AALE 2024 : Fit für die Zukunft: praktische Lösungen für die industrielle Automation N2 - In this paper, the use of reinforcement learning (RL) in control systems is investigated using a rotatory inverted pendulum as an example. The control behavior of an RL controller is compared to that of traditional LQR and MPC controllers. This is done by evaluating their behavior under optimal conditions, their disturbance behavior, their robustness and their development process. All the investigated controllers are developed using MATLAB and the Simulink simulation environment and later deployed to a real pendulum model powered by a Raspberry Pi. The RL algorithm used is Proximal Policy Optimization (PPO). The LQR controller exhibits an easy development process, an average to good control behavior and average to good robustness. A linear MPC controller could show excellent results under optimal operating conditions. However, when subjected to disturbances or deviations from the equilibrium point, it showed poor performance and sometimes instable behavior. Employing a nonlinear MPC Controller in real time was not possible due to the high computational effort involved. The RL controller exhibits by far the most versatile and robust control behavior. When operated in the simulation environment, it achieved a high control accuracy. When employed in the real system, however, it only shows average accuracy and a significantly greater performance loss compared to the simulation than the traditional controllers. With MATLAB, it is not yet possible to directly post-train the RL controller on the Raspberry Pi, which is an obstacle to the practical application of RL in a prototyping or teaching setting. Nevertheless, RL in general proves to be a flexible and powerful control method, which is well suited for complex or nonlinear systems where traditional controllers struggle. KW - Rotatory Inverted Pendulum KW - MPC KW - LQR KW - PPO KW - Reinforcement Learning Y1 - 2024 SN - 978-3-910103-02-3 U6 - https://doi.org/10.33968/2024.53 N1 - 20. AALE-Konferenz. Bielefeld, 06.03.-08.03.2024. (Tagungsband unter https://doi.org/10.33968/2024.29) SP - 241 EP - 248 PB - le-tex publishing services GmbH CY - Leipzig ER - TY - PAT A1 - Bragard, Michael A1 - Hüning, Felix A1 - Kowalewski, Paul T1 - Vorrichtung zur Relativlagenbestimmung [Offenlegungschrift] N2 - Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Relativlage zwischen einem feststehenden Teil und einem zu demselben in eine Bewegungsrichtung bewegbaren beweglichen Teil, wobei der feststehende Teil mit einem Wiegandsensor versehen ist, wobei der Wiegandsensor zwischen zwei gegenpolig zueinander ausgebildeten Permanentmagneten angeordnet ist und dass der bewegliche Teil eine Mehrzahl von beabstandet zueinander angeordneten Magnetisierungsstegen aus einem magnetisch leitenden Material aufweist, die in der Bewegungsrichtung zumindest eine gleich große Erstreckung aufweisen wie der Permanentmagnet, dass ein Abstand zwischen benachbarten Magnetisierungsstegen derart gewählt ist, dass in einer ersten Relativlage ein erster Permanentmagnet von einem der Magnetisierungsstege überdeckt ist und ein zweiter Permanentmagnet nicht von einem der Magnetisierungsstege überdeckt ist. Y1 - 2023 N1 - Offenlegungschrift zu DE102022115350A1 2023.12.21 ER - TY - CHAP A1 - Grund, Raphael M. A1 - Altherr, Lena ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Schwarz, André T1 - Development of an open source energy disaggregation tool for the home automation platform Home Assistant T2 - Tagungsband AALE 2023 : mit Automatisierung gegen den Klimawandel N2 - In order to reduce energy consumption of homes, it is important to make transparent which devices consume how much energy. However, power consumption is often only monitored aggregated at the house energy meter. Disaggregating this power consumption into the contributions of individual devices can be achieved using Machine Learning. Our work aims at making state of the art disaggregation algorithms accessibe for users of the open source home automation platform Home Assistant. KW - Home Automation Platform KW - Home Assistant KW - Open Source KW - Machine Learning KW - Energy Disaggregation Y1 - 2023 SN - 978-3-910103-01-6 U6 - https://doi.org/10.33968/2023.02 N1 - 19. AALE-Konferenz. Luxemburg, 08.03.-10.03.2023. BTS Connected Buildings & Cities Luxemburg (Tagungsband unter https://doi.org/10.33968/2023.01) SP - 11 EP - 20 PB - le-tex publishing services GmbH CY - Leipzig ER - TY - JOUR A1 - Kahmann, Stephanie L. A1 - Rausch, Valentin A1 - Plümer, Jonathan A1 - Müller, Lars P. A1 - Pieper, Martin A1 - Wegmann, Kilian T1 - The automized fracture edge detection and generation of three-dimensional fracture probability heat maps JF - Medical Engineering & Physics N2 - 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. KW - Fracture classification KW - Shoulder KW - Probability distribution mapping KW - Morphing KW - Imaging Y1 - 2022 SN - 1350-4533 VL - 2022 IS - 110 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Schoenrock, Britt A1 - Muckelt, Paul E. A1 - Hastermann, Maria A1 - Albracht, Kirsten A1 - MacGregor, Robert A1 - Martin, David A1 - Gunga, Hans-Christian A1 - Salanova, Michele A1 - Stokes, Maria J. A1 - Warner, Martin B. A1 - Blottner, Dieter T1 - Muscle stiffness indicating mission crew health in space JF - Scientific Reports N2 - Muscle function is compromised by gravitational unloading in space affecting overall musculoskeletal health. Astronauts perform daily exercise programmes to mitigate these effects but knowing which muscles to target would optimise effectiveness. Accurate inflight assessment to inform exercise programmes is critical due to lack of technologies suitable for spaceflight. Changes in mechanical properties indicate muscle health status and can be measured rapidly and non-invasively using novel technology. A hand-held MyotonPRO device enabled monitoring of muscle health for the first time in spaceflight (> 180 days). Greater/maintained stiffness indicated countermeasures were effective. Tissue stiffness was preserved in the majority of muscles (neck, shoulder, back, thigh) but Tibialis Anterior (foot lever muscle) stiffness decreased inflight vs. preflight (p < 0.0001; mean difference 149 N/m) in all 12 crewmembers. The calf muscles showed opposing effects, Gastrocnemius increasing in stiffness Soleus decreasing. Selective stiffness decrements indicate lack of preservation despite daily inflight countermeasures. This calls for more targeted exercises for lower leg muscles with vital roles as ankle joint stabilizers and in gait. Muscle stiffness is a digital biomarker for risk monitoring during future planetary explorations (Moon, Mars), for healthcare management in challenging environments or clinical disorders in people on Earth, to enable effective tailored exercise programmes. KW - Ageing KW - Anatomy KW - Muscle KW - Musculoskeletal system KW - Physiology Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1038/s41598-024-54759-6 SN - 2045-2322 N1 - Corresponding author: Dieter Blottner VL - 14 IS - Article number: 4196 PB - Springer Nature CY - London ER - TY - CHAP A1 - Gömmel, A. A1 - Butenweg, Christoph A1 - Kob, M. T1 - A fluid-structure interaction model of vocal fold oscillation T2 - 5th International Workshop on Models and Analysis of Vocal Emissions for Biomedical Applications, MAVEBA 2007 N2 - Since fluid-structure interaction within the finite-element method is state of the art in many engineering fields, this method is used in voice analysis. A quasi two-dimensional model of the vocal folds including the ventricular folds is presented. First results of self-sustained vocal fold oscillation are presented and possibilities as well as limitations are discussed. KW - finite element method KW - fluid structure interaction KW - vocal fold oscillation Y1 - 2007 SN - 978-888453674-7 N1 - 5th International Workshop on Models and Analysis of Vocal Emissions for Biomedical Applications, MAVEBA 2007; Florence; Italy; 13 December 2007 through 15 December 2007 SP - 127 EP - 128 ER - TY - JOUR A1 - Baumgartner, Werner A1 - Fidler, Florian A1 - Weth, Agnes A1 - Habbecke, Martin A1 - Jakob, Peter A1 - Butenweg, Christoph A1 - Böhme, Wolfgang T1 - Investigating the locomotion of the sandfish in desert sand using NMR-Imaging JF - PLOS ONE N2 - The sandfish (Scincus scincus) is a lizard having the remarkable ability to move through desert sand for significant distances. It is well adapted to living in loose sand by virtue of a combination of morphological and behavioural specializations. We investigated the bodyform of the sandfish using 3D-laserscanning and explored its locomotion in loose desert sand using fast nuclear magnetic resonance (NMR) imaging. The sandfish exhibits an in-plane meandering motion with a frequency of about 3 Hz and an amplitude of about half its body length accompanied by swimming-like (or trotting) movements of its limbs. No torsion of the body was observed, a movement required for a digging-behaviour. Simple calculations based on the Janssen model for granular material related to our findings on bodyform and locomotor behaviour render a local decompaction of the sand surrounding the moving sandfish very likely. Thus the sand locally behaves as a viscous fluid and not as a solid material. In this fluidised sand the sandfish is able to “swim” using its limbs. KW - magnetic resonance imaging KW - body limbs KW - swimming KW - lizards KW - deserts Y1 - 2008 U6 - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003309 SN - 1932-6203 VL - 3 IS - 10 PB - Plos CY - San Francisco, California, US ER - TY - CHAP A1 - Finkenberger, Isabel Maria ED - Büscher, Barbara ED - Krasny, Elke ED - Ortmann, Lucie T1 - Transformatives Handeln als disziplinüberschreitende, kollektive Aktion. Stadtentwicklung trifft künstlerische und kollaborative Handlungspraxen T2 - Porös-Werden : geteilte Räume, urbane Dramaturgien, performatives Kuratieren Y1 - 2024 SN - 978-3-98514-543-0 SP - 144 EP - 158 PB - Turia + Kant CY - Wien ER - TY - CHAP A1 - Kraft, Bodo A1 - Kohl, Philipp A1 - Meinecke, Matthias ED - Bernert, Christian ED - Scheurer, Steffen ED - Wehnes, Harald T1 - Analyse und Nachverfolgung von Projektzielen durch Einsatz von Natural Language Processing T2 - KI in der Projektwirtschaft : was verändert sich durch KI im Projektmanagement? Y1 - 2024 SN - 978-3-3811-1132-9 (Online) SN - 978-3-3811-1131-2 (Print) U6 - https://doi.org/10.24053/9783381111329 SP - 157 EP - 167 PB - UVK Verlag ER - TY - THES A1 - Latz, Annika T1 - Konzeptentwicklung einer spielerischen Lernanwendung für Studierende N2 - Ziel der Arbeit war es eine spielerische Lernanwendung für Studierende der FH-Aachen zu entwickeln, um das individuelle Lernen zu fördern. Dabei lag der Fokus auf der Konzeptentwicklung eines Serious Games für die Fachhochschule Aachen. Abgeleitet von Motivationstheorien, Game Design Frameworks und Eigenschaften von digitalen spielerischen Konzepten wurde ein Vorgehensmodell zur Konzeptentwicklung eines Serious Games erstellt. Wichtige Punkte für die Anwendung waren eine intensive Austauschmöglichkeiten für Studierende und das Integrieren dieser in die Lehrveranstaltungen der FH-Aachen. In der abschließenden Evaluation wurde positives Feedback der Studierenden eingeholt und damit das Ziel der Arbeit erreicht. Zusätzlich wurde für das erarbeitete Konzept die Wirtschaftlichkeit überprüft. Dafür wurde während der Bearbeitungszeit mit einem aufgestellten Team ein Business Plan für das Förderprogramm Start-Up transfer.NRW entwickelt. KW - Serious Game KW - Digitale Lehre KW - Digital Game Based Learning KW - Education KW - Gamification Y1 - 2021 ER - TY - JOUR A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Nikolausz, Marcell A1 - Krafft, Simone A1 - Bonatelli, Maria A1 - Kumar, Vivekanantha A1 - Harms, Hauke A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Optimization of the ex situ biomethanation of hydrogen and carbon dioxide in a novel meandering plug flow reactor: start-up phase and flexible operation JF - Bioengineering KW - methanation KW - plug flow reactor KW - bubble column KW - biomethane KW - P2G Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/bioengineering11020165 SN - 2306-5354 VL - 11 IS - 2 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Hezel, Fabian A1 - Heinrichs, Uwe A1 - Kozerke, Sebastian A1 - Utting, Jane A1 - Kob, Malte A1 - Butenweg, Christoph A1 - Boesiger, Peter A1 - Niendorf, Thoralf T1 - Feasibility of Cardiac Gating Free of Interference With Electro-Magnetic Fields at 1.5 Tesla, 3.0 Tesla and 7.0 Tesla Using an MR-Stethoscope JF - Investigative Radiology KW - phonocardiogram KW - electrocardiogram KW - cardiac gating KW - high field MR imaging KW - cardiovascular MR imaging Y1 - 2009 U6 - https://doi.org/10.1097/RLI.0b013e3181b4c15e SN - 1536-0210 (online) SN - 0020-9996 (gedruckt) VL - 44 IS - 9 SP - 539 EP - 547 PB - Lippincott Williams & Wilkins ; (via Ovid) CY - Philadelphia, Pa ER - TY - JOUR A1 - Uysal, Karya A1 - Firat, Ipek Serat A1 - Creutz, Till A1 - Aydin, Inci Cansu A1 - Artmann, Gerhard A1 - Teusch, Nicole A1 - Temiz Artmann, Aysegül T1 - A novel in vitro wound healing assay using free-standing, ultra-thin PDMS membranes JF - membranes N2 - Advances in polymer science have significantly increased polymer applications in life sciences. We report the use of free-standing, ultra-thin polydimethylsiloxane (PDMS) membranes, called CellDrum, as cell culture substrates for an in vitro wound model. Dermal fibroblast monolayers from 28- and 88-year-old donors were cultured on CellDrums. By using stainless steel balls, circular cell-free areas were created in the cell layer (wounding). Sinusoidal strain of 1 Hz, 5% strain, was applied to membranes for 30 min in 4 sessions. The gap circumference and closure rate of un-stretched samples (controls) and stretched samples were monitored over 4 days to investigate the effects of donor age and mechanical strain on wound closure. A significant decrease in gap circumference and an increase in gap closure rate were observed in trained samples from younger donors and control samples from older donors. In contrast, a significant decrease in gap closure rate and an increase in wound circumference were observed in the trained samples from older donors. Through these results, we propose the model of a cell monolayer on stretchable CellDrums as a practical tool for wound healing research. The combination of biomechanical cell loading in conjunction with analyses such as gene/protein expression seems promising beyond the scope published here. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3390/membranes13010022 N1 - This article belongs to the Special Issue "Latest Scientific Discoveries in Polymer Membranes" VL - 2023 IS - 13(1) PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Wohnen als Produktionsgemeinschaftsaufgabe JF - Jahrbuch für Christliche Sozialwissenschaften N2 - Wohnen als neue soziale Frage ist mehr als die Produktion neuer Formen von Wohnen und deren architektonischer Gestalt, und auch mehr als nur die Umsetzung sich verändernder, jedoch individuell formulierter Wohnwünsche. Sie spannt sich auf zwischen gesellschafts- und nachhaltigkeitspolitischen, hardcore-kapitalistischen und globalen Rahmenbedingungen, Hardware und Software, Individuum und Gemeinwohl, Konsum und Mitgestaltung. Entscheidend sind die Akteure und die Art und Weise, wie und nach welchen Maßstäben sie handeln. Entscheidend ist aber auch, Wohnen sowohl kontextuell wie auch programmatisch neu zu denken und dadurch zu neuen Mischungen, Nachbarschaften und Bewertungskriterien einer Projekt- und Stadtentwicklung zu kommen, die mehr als die Summe seiner Einzelteile wollen – ein gutes Leben für Alle abseits der Frage des Geldbeutels und der sozialen Zugehörigkeit. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.17879/jcsw-2021-3537 SN - 0075-2584 IS - 62 SP - 31 EP - 42 PB - Aschendorff CY - Münster ER - TY - CHAP A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Die Stadt als städtisch-theatrale Versuchsanordnung: Wie wollen wir in Zukunft leben und welche Stadt brauchen wir dafür? T2 - Un/Certain Futures - Rollen des Designs in gesellschaftlichen Transformationsprozessen Y1 - 2024 SN - 9783839443323 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.1515/9783839443323-009 SP - 86 EP - 95 PB - transcript CY - Bielefeld ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Strukturwandel als transformative Wende JF - disP: The Planning Review Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1080/02513625.2022.2158603 SN - 0251-3625 VL - 58 IS - 3 SP - 86 EP - 94 PB - Taylor & Francis CY - Abingdon ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Transformatives Forschen, Lehren und Handeln im Rheinischen Braunkohlerevier JF - Forum Wohnen und Stadtentwicklung N2 - Die Institution Hochschule hat das Potenzial, über transformatives Forschen und Lehren und den entsprechenden Wissenstransfer in den lokalen Kontext strategisch-verlässliche Partnerin der Großen Transformation zur Nachhaltigkeit zu werden und bei der Ausbildung von Pionierinnen und Pionieren des Wandels mitzuwirken. Der Lehr- und Forschungsschwerpunkt „Zukunftsfähige Transformation” am Fachbereich Architektur der FH Aachen widmet sich seit 2020 dem Tagebauumfeld Hambach im Rheinischen Revier, um dort angewandt und in Kooperation neue Narrative, innovative Prozesse, ortsbezogene Konzepte und strategische Projekte zu entwickeln und umzusetzen. Y1 - 2024 SN - 1439-7242 VL - 2022 IS - 2 SP - 69 EP - 72 PB - vhw CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria A1 - Schlaich, Christoph T1 - Mehr als Wohnen. Vom Zusammenleben in integrierten Nachbarschaften JF - APuZ - Aus Politik und Zeitgeschichte N2 - Neue Dörfer braucht das Land! Dörfer in der Stadt und Dörfer auf dem Land (…). Die Planung und Gestaltung nachhaltiger Raumsysteme, die durch ein neues Verständnis des gemeinschaftlichen Besitzes (und dessen Nutzung) ressourcenfressende Individualisierungstendenzen unserer Gesellschaft überwinden, aber zugleich größtmöglichen Freiraum für eine individuelle Persönlichkeitsentfaltung zur Verfügung stellen." Dieses Zitat der Hamburger Initiative "Wir sind Dorf" beschreibt eine aktuelle Diskussion in unserer Gesellschaft, die sowohl in der Forschung und forschungsgeleiteten Initiativen, in Politik und Planung als auch in der Bürger-schaft stattfindet. Sie wird nicht nur auf wissenschaftlichen Veranstaltungen geführt, sondern auch in konkreten Projekten für integrative Lebenswelten, die Fragestellungen von Ernährung und Energieversorgung, von Arbeit und Ökonomie, aber auch eines neuen räumlichen und sozialen Miteinanders einbeziehen. Anders als bei den weit verbreiteten Baugruppen geht es nicht ausschließlich um die Schaffung von Wohnraum. Die Nachbarschaftsidee verbindet das Bedürfnis nach gemeinschaftlichem Wohnen und Wirtschaften mit einer neuen Werteorientierung, die auf persönlicher Verantwortungsübernahme beruht. Y1 - 2024 SN - 2194-3621 VL - 2014 IS - 20-21 SP - 46 EP - 52 PB - Bundeszentrale für politische Bildung - bpb CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Vox populi. (Transformations-)potenziale nachkriegsmoderner Freiraumressourcen JF - Stadt+Grün N2 - Heute wie damals werden die großzügigen und offenen Siedlungsstrukturen der ersten Nachkriegsjahrzehnte mit ihrem hohen Anteil an "Grün" vielfach geschätzt und als solche nicht grundlegend hinterfragt. "Grün" verheißt im Allgemeinen Licht, Luft und Sonne, Freizeit und Erholung und gilt als etwas Wünschenswertes im städtischen Kontext. Unbeachtet bleibt, dass dem Begriff "Grün" zunächst keine Eigenschaften oder Qualitäten zugewiesen sind - er sagt noch lange nichts über dessen räumliche Qualität, dessen Nutzbarkeit, Erreichbarkeit und Zugänglichkeit aus. Abstandsgrün und Straßenbegleitgrün ist eben auch "Grün". Neben einer quantitativen Argumentation, welche ökologischen Aspekte wie Biotopvernetzung, Stadt- und Mikroklima berücksichtigt, sollten wir verstärkt qualitativ denken und damit die Grundlage für einen erweiterten und wesentlich differenzierteren Diskurs über urbane Freiräume ebnen. Y1 - 2024 SN - 0948-9770 VL - 2014 IS - 1 SP - 31 EP - 35 PB - Patzer CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Finkenberger, Isabel Maria ED - Pufke, Andrea T1 - Räumliche Transformation als Planungsaufgabe T2 - Zurück in die Zukunft. Denkmalpflege und Strukturwandel im Rheinischen Revier Y1 - 2024 N1 - Mitteilungen aus dem LVR-Amt für Denkmalpflege im Rheinland 39 : Zurück in die Zukunft. Denkmalpflege und Strukturwandel im Rheinischen Revier. Dokumentation zum 7. Rheinischen Tag für Denkmalpflege in Morschenich, 2. Juni 2022 SP - 70 EP - 77 PB - LVR-Amt für Denkmalpflege im Rheinland CY - Pulheim ER -