TY - JOUR A1 - Werkhausen, Amelie A1 - Willwacher, Steffen A1 - Albracht, Kirsten T1 - Medial gastrocnemius muscle fascicles shorten throughout stance during sprint acceleration JF - Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports N2 - The compliant nature of distal limb muscle-tendon units is traditionally considered suboptimal in explosive movements when positive joint work is required. However, during accelerative running, ankle joint net mechanical work is positive. Therefore, this study aims to investigate how plantar flexor muscle-tendon behavior is modulated during fast accelerations. Eleven female sprinters performed maximum sprint accelerations from starting blocks, while gastrocnemius muscle fascicle lengths were estimated using ultrasonography. We combined motion analysis and ground reaction force measurements to assess lower limb joint kinematics and kinetics, and to estimate gastrocnemius muscle-tendon unit length during the first two acceleration steps. Outcome variables were resampled to the stance phase and averaged across three to five trials. Relevant scalars were extracted and analyzed using one-sample and two-sample t-tests, and vector trajectories were compared using statistical parametric mapping. We found that an uncoupling of muscle fascicle behavior from muscle-tendon unit behavior is effectively used to produce net positive mechanical work at the joint during maximum sprint acceleration. Muscle fascicles shortened throughout the first and second steps, while shortening occurred earlier during the first step, where negative joint work was lower compared with the second step. Elastic strain energy may be stored during dorsiflexion after touchdown since fascicles did not lengthen at the same time to dissipate energy. Thus, net positive work generation is accommodated by the reuse of elastic strain energy along with positive gastrocnemius fascicle work. Our results show a mechanism of how muscles with high in-series compliance can contribute to net positive joint work. KW - locomotion KW - muscle mechanics KW - running KW - sprint start KW - ultrasonography Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1111/sms.13956 SN - 0905-7188 (Druckausgabe) SN - 1600-0838 (Onlineausgabe) VL - 31 IS - 7 SP - 1471 EP - 1480 PB - Wiley-Blackwell CY - Oxford ER - TY - JOUR A1 - Welden, Rene A1 - Nagamine Komesu, Cindy A. A1 - Wagner, Patrick H. A1 - Schöning, Michael Josef A1 - Wagner, Torsten T1 - Photoelectrochemical enzymatic penicillin biosensor: A proof-of-concept experiment JF - Electrochemical Science Advances N2 - Photoelectrochemical (PEC) biosensors are a rather novel type of biosensors thatutilizelighttoprovideinformationaboutthecompositionofananalyte,enablinglight-controlled multi-analyte measurements. For enzymatic PEC biosensors,amperometric detection principles are already known in the literature. In con-trast, there is only a little information on H+-ion sensitive PEC biosensors. Inthis work, we demonstrate the detection of H+ions emerged by H+-generatingenzymes, exemplarily demonstrated with penicillinase as a model enzyme on atitanium dioxide photoanode. First, we describe the pH sensitivity of the sensorand study possible photoelectrocatalytic reactions with penicillin. Second, weshow the enzymatic PEC detection of penicillin. KW - enzymatic biosensor KW - penicillin KW - penicillinase KW - photoelectrochemistry KW - titanium dioxide photoanode Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/elsa.202100131 SN - 2698-5977 N1 - Corresponding auhtor: Michael J. Schöning VL - 2 IS - 4 SP - 1 EP - 5 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Welden, Rene A1 - Jablonski, Melanie A1 - Wege, Christina A1 - Keusgen, Michael A1 - Wagner, Patrick Hermann A1 - Wagner, Torsten A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Light-Addressable Actuator-Sensor Platform for Monitoring and Manipulation of pH Gradients in Microfluidics: A Case Study with the Enzyme Penicillinase JF - Biosensors N2 - The feasibility of light-addressed detection and manipulation of pH gradients inside an electrochemical microfluidic cell was studied. Local pH changes, induced by a light-addressable electrode (LAE), were detected using a light-addressable potentiometric sensor (LAPS) with different measurement modes representing an actuator-sensor system. Biosensor functionality was examined depending on locally induced pH gradients with the help of the model enzyme penicillinase, which had been immobilized in the microfluidic channel. The surface morphology of the LAE and enzyme-functionalized LAPS was studied by scanning electron microscopy. Furthermore, the penicillin sensitivity of the LAPS inside the microfluidic channel was determined with regard to the analyte’s pH influence on the enzymatic reaction rate. In a final experiment, the LAE-controlled pH inhibition of the enzyme activity was monitored by the LAPS. KW - microfluidics KW - enzyme kinetics KW - actuator-sensor system KW - light-addressable electrode KW - light-addressable potentiometric sensor Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/bios11060171 SN - 2079-6374 N1 - This article belongs to the Special Issue "Selected Papers from the 1st International Electronic Conference on Biosensors (IECB 2020)" VL - 11 IS - 6 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - THES A1 - Weber, Jana T1 - Botanischer Garten und Botanisches Museum Berlin: Entwicklung eines neuen Erscheinungsbildes N2 - Die Pflanzenvielfalt der Erde steht im Fokus aller Aktivitäten am Botanischen Garten und Botanischen Museum Berlin (BGBM). Umfangreiche wissenschaftliche Sammlungen bilden zusammen mit den historischen Garten- und Gewächshausanlagen, dem Museum und einer modernen Forschungsinfrastruktur die Grundlage für die dortige Arbeit. Darüber hinaus trägt das BGBM mit seinen Forschungs- und Entwicklungsprojekten zu nationalen und internationalen Biodiversitätsprogrammen bei. Umso wichtiger ist es, der Einrichtung ein klares und modernes Auftreten zu geben. Das neue Erscheinungsbild lässt Garten und Museum durch eine rahmende Typografie zu einer Einheit werden und kommuniziert so auch gleichzeitig das Leitbild der Einrichtung, als „Schaufenster in die Pflanzenwelt“ zu dienen. Es positioniert das BGBM zum einen als wissenschaftliche Institution und zum anderen als farbenfrohes Ausflugsziel und Erholungsort. KW - Gestaltung KW - Botanik KW - Pflanzenwelt KW - Botanischer Garten KW - Umwelt Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Waldvogel, Janice A1 - Ritzmann, Ramona A1 - Freyler, Kathrin A1 - Helm, Michael A1 - Monti, Elena A1 - Albracht, Kirsten A1 - Stäudle, Benjamin A1 - Gollhofer, Albert A1 - Narici, Marco T1 - The Anticipation of Gravity in Human Ballistic Movement JF - Frontiers in Physiology N2 - Stretch-shortening type actions are characterized by lengthening of the pre-activated muscle-tendon unit (MTU) in the eccentric phase immediately followed by muscle shortening. Under 1 g, pre-activity before and muscle activity after ground contact, scale muscle stiffness, which is crucial for the recoil properties of the MTU in the subsequent push-off. This study aimed to examine the neuro-mechanical coupling of the stretch-shortening cycle in response to gravity levels ranging from 0.1 to 2 g. During parabolic flights, 17 subjects performed drop jumps while electromyography (EMG) of the lower limb muscles was combined with ultrasound images of the gastrocnemius medialis, 2D kinematics and kinetics to depict changes in energy management and performance. Neuro-mechanical coupling in 1 g was characterized by high magnitudes of pre-activity and eccentric muscle activity allowing an isometric muscle behavior during ground contact. EMG during pre-activity and the concentric phase systematically increased from 0.1 to 1 g. Below 1 g the EMG in the eccentric phase was diminished, leading to muscle lengthening and reduced MTU stretches. Kinetic energy at take-off and performance were decreased compared to 1 g. Above 1 g, reduced EMG in the eccentric phase was accompanied by large MTU and muscle stretch, increased joint flexion amplitudes, energy loss and reduced performance. The energy outcome function established by linear mixed model reveals that the central nervous system regulates the extensor muscles phase- and load-specifically. In conclusion, neuro-mechanical coupling appears to be optimized in 1 g. Below 1 g, the energy outcome is compromised by reduced muscle stiffness. Above 1 g, loading progressively induces muscle lengthening, thus facilitating energy dissipation. Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.3389/fphys.2021.614060 SN - 1664-042X PB - Frontiers CY - Lausanne ER - TY - THES A1 - Wahlefeld, Leon T1 - Generative Gestaltung: wie eine Herangehensweise die Zukunft des Designs revolutionieren könnte. N2 - Diese Bachelorarbeit setzt sich mit der „Generativen Gestaltung“ und ihren Möglichkeiten für Gestaltende auseinander. Die automatisierte Bearbeitung eines gestalterischen Projektes soll vorrangig Vorteile beim Arbeiten mit großen Datenmengen bieten. Ziel war es, eine Plakatreihe zu entwerfen, die auf der Grundlage eines Codes - also eines strikten Regelwerks - basiert. Mithilfe dieses Verfahrens kann auf Knopfdruck eine beliebige Menge an Plakaten generiert werden. Durch die Festlegung bestimmter Parameter innerhalb des Codes wird gewährleistet, dass jedes ausgespielte Plakat anders ist als sein Vorgänger. Diese Arbeit dient als eine erste anskizzierte Grundlage dafür, wie grafischer Output automatisiert und vor allem aktualisiert generiert werden kann. Dieses Prinzip kann auf eine Vielzahl von Inhalten und Umsetzungen angewendet werden. KW - Layout KW - Plakat KW - Generativ KW - Satellitenbilder KW - Processing Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Vorholt, Lara T1 - Fitted Fashion: Sizing-Lösung zur Steigerung der Konversion & Reduzierung von E-Commerce-Retouren N2 - Die Zahl der Nutzenden beim Onlineshopping ist in den letzten Jahren deutlich gewachsen. Eines der größten Probleme dabei: Die Retouren. Sowohl die Wirtschaft als auch die Umwelt leiden darunter. Der Hauptgrund für Rücksendungen sind dabei Schwierigkeiten bei der Auswahl der individuell richtigen Größe. Das Ziel dieses Projektes ist es daher, eine 3D-Körperscan-App zu erstellen. Mit dieser ist es möglich, einen auf die eigenen Körpermaße angepassten Avatar zu erstellen und eine angepasste Stilberatung für die jeweilige Körperform angeboten zu bekommen. Zudem gibt es eine Applikation in Form eines Software Development Kits, welches in Onlineshops eingebunden werden kann. Mit Hilfe der Applikation bekommen Konsumenten die richtige Größe auch beim Onlineshopping angezeigt und tätigen so weniger Fehlkäufe. Dies bringt nicht nur Vorteile für die Umwelt mit sich und den Unternehmen eine massive Kostenersparnis durch die Einsparung von Retouren, Müll und Personal, sondern schlussendlich auch eine zufriedenere Kundschaft. KW - Lidarscanner KW - Mode KW - Innovation KW - Nachhaltig KW - E-Commerce Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Vels, Lina T1 - Bauwerk Stadt: Konzeption eines digitalen Informationsmediums zum Thema Urban Mining N2 - Architekten und Ingenieure entwerfen häufig Gebäude, ohne zu berücksichtigen, wie die verwendeten Baumaterialien nach ihrer Nutzung zurückgeführt werden können. Daher gelangen Rohstoffe über den Lebenszyklus eines Produkts nicht hinaus oder nicht in den Produktionsprozess zurück. »Bauwerk Stadt« ist ein digitaler Leitfaden, der durch Bewertungssysteme zur Klassifizierung von Produkten beiträgt und so den Wert sowie die potenzielle Abbauwürdigkeit des Materials ermittelt. Ebenso wird auf der Webseite ein umfassendes Bild der Thematik vermittelt: von der Planung über die Realisierung bis hin zum Rückbau. Durch dokumentarische Texte in modularen Boxen und animierte Grafiken, die selbst zur Architektur werden, werden gewissenhaft Informationen dargeboten. Die dynamisch gestaltete Webseite soll bei der Planung zum nachhaltigen Bauen helfen und so umsetzbare Handlungsmöglichkeiten aufzeigen sowie das Recyceln unterstützen. KW - Städtischer Bergbau KW - Informationsdesign KW - Recycling KW - Webseite KW - Nachhaltiges Bauen Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Valero, Daniel A1 - Schalko, Isabella A1 - Friedrich, Heide A1 - Abad, Jorge D. A1 - Bung, Daniel B. A1 - Donchyts, Gennadii A1 - Felder, Stefan A1 - Ferreira, Rui M. L. A1 - Hohermuth, Benjamin A1 - Kramer, Matthias A1 - Li, Danxun A1 - Mendes, Luis A1 - Moreno-Rodenas, Antonio A1 - Nones, Michael A1 - Paron, Paolo A1 - Ruiz-Villanueva, Virginia A1 - Wang, Ruo-Qian A1 - Franca, Mario J. T1 - Pathways towards democratization of hydro-environment observations and data JF - Iahr White Paper Series Y1 - 2021 IS - 1 SP - 1 EP - 9 PB - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Wollert, Jörg T1 - Adaptive VR-Produktionsumgebungen für Evaluations- und Schulungstätigkeiten T1 - Adaptive VR production environments for evaluation and training purposes T2 - Automation 2021: Navigating towards resilient Production N2 - Industrie 4.0 stellt viele Herausforderungen an produzierende Unternehmen und ihre Beschäf-tigten. Innovative und effektive Trainingsstrategien sind erforderlich, um mit den sich schnell verändernden Produktionsumgebungen und neuen Fertigungstechnologien Schritt halten zu können. Virtual Reality (VR) bietet neue Möglichkeiten für On-the-Job, On-Demand- und Off-Premise-Schulungen. Diese Arbeit stellt ein neues VR Schulungssystem vor, welches sich flexible an unterschiedliche Trainingsobjekte auf Grundlage von Rezepten und CAD Modellen anpassen lässt. Das Konzept basiert auf gerichteten azyklischen Graphen und einem Level-system. Es ermöglicht eine benutzerindividuelle Lerngeschwindigkeit mittels visueller Ele-mente. Das Konzept wurde für einen mechanischen Anwendungsfall mit Industriekomponen-ten implementiert und in der Industrie 4.0-Modellfabrik der FH Aachen umgesetzt. N2 - Industry 4.0 poses many challenges for manufacturing companies and their employees. Inno-vative and effective training strategies are needed to keep pace with rapidly changing produc-tion environments and new manufacturing technologies. Virtual reality (VR) offers new oppor-tunities for on-the-job, on-demand, and off-premise training. This work presents a new VR training system that can be flexibly adapted to different training objects based on recipes and CAD models. The concept is based on directed acyclic graphs and a level system. It allows a user-individual learning speed by means of visual elements. The concept was implemented for a mechanical use case with industrial components and implemented in the industry 4.0 model factory of the FH Aachen University of Applied Sciences. Y1 - 2021 SN - 978-3-18-092392-5 U6 - http://dx.doi.org/10.51202/9783181023921-55 SN - 0083-5560 N1 - 22. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik, 9. und 30. Juni 2021. SP - 55 EP - 64 PB - VDI CY - Düsseldorf ER -