TY - JOUR A1 - Kleefeld, Andreas A1 - Zimmermann, M. ED - Constanda, Christian ED - Bodmann, Bardo E.J. ED - Harris, Paul J. T1 - Computing Elastic Interior Transmission Eigenvalues JF - Integral Methods in Science and Engineering N2 - 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. Y1 - 2022 SN - 978-3-031-07171-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-07171-3_10 N1 - Corresponding author: Andreas Kleefeld SP - 139 EP - 155 PB - Birkhäuser CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Kindmann, Rolf A1 - Kraus, Matthias A1 - Laumann, Jörg A1 - Vette, Jan T1 - Verallgemeinerte Berechnungsmethode für in Beton eingespannte Stahlprofile – Einspanntiefen, Tragfähigkeitsnachweise und Bemessungshilfen JF - Stahlbau N2 - Stützen und Träger aus Stahlprofilen können in Fundamente oder Wände aus Stahlbeton einbetoniert werden. Diese Anschlüsse wirken in der Regel wie Einspannungen, die eine ausreichende Einspanntiefe erfordern. Im Folgenden wird eine verallgemeinerte Berechnungsmethode für in Stahlbetonkonstruktionen eingespannte Stahlprofile aus gewalzten I-Profilen, geschweißten I-Profilen, runden Hohlprofilen, eckigen Hohlprofilen und einzelligen Kastenquerschnitten vorgestellt. Für Beanspruchungen infolge einachsiger Biegung um die starke und schwache Profilachse werden der profilabhängige Ansatz der Betondruckspannungen im Einspannbereich und die Ermittlung der Einspanntiefe behandelt. Unter Berücksichtigung der Normalkraft werden an den maßgebenden Stellen Tragfähigkeitsnachweise für die Stahlprofile geführt. Als Ergänzung zu den Berechnungsformeln werden Bemessungshilfen zur Verfügung gestellt, die die Wahl der mitwirkenden Breiten und der Einspanntiefen erleichtert. KW - Stahlprofile KW - Anschlüsse an Stahlbeton KW - Einspanntiefen KW - Eingespannte Stützen und Träger KW - steel profiles Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.202200024 SN - 1437-1049 VL - 93 IS - Early View SP - 1 EP - 25 PB - Ernst & Sohn GmbH CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kempt, Hendrik A1 - Freyer, Nils A1 - Nagel, Saskia K. T1 - Justice and the normative standards of explainability in healthcare JF - Philosophy & Technology N2 - 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. KW - Clinical decision support systems KW - Justice KW - Medical AI KW - Explainability KW - Normative standards Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1007/s13347-022-00598-0 VL - 35 IS - Article number: 100 SP - 1 EP - 19 PB - Springer Nature CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Keller, Simon Mark T1 - Risikoanalyse einer bordautonomen Schienenfahrzeugortung mittels GNSS N2 - Bei Schienenfahrzeugen, die mit dem Zugsicherungssystem ETCS betrieben sind, wird die Odometrie durch eine diskrete Ortung mittels physischen Balisen zurückgesetzt. Diese Arbeit befasst sich mit der Innovation von virtuellen Balisen. Virtuelle Balisen, können 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 ausgewählten 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 zunächst die Grundlagen von ETCS und der satellitenbasierten Ortung erläutert. Des Weiteren werden die Grundlagen des CSM Prozesses und der expliziten Risikoabschätzung eingeführt. 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 Gefährdungen der Schnittstellen erfasst und beurteilt. Die sicherheitsrelevanten Gefährdungen werden in einer FMEA bewertet. In der folgenden Diskussion werden sicherheitsrelevante Gefährdungen nochmals betrachtet. Das Ergebnis der Arbeit ist, dass im ausgewählten 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. Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - GEN A1 - Keimer, Jona A1 - Girbig, Leo A1 - Mayntz, Joscha A1 - Tegtmeyer, Philipp A1 - Wendland, Frederik A1 - Dahman, Peter A1 - Fisher, Alex A1 - Dorrington, Graham T1 - Flight mission optimization for eco-efficiency in consideration of electric regeneration and atmospheric conditions T2 - AIAA AVIATION 2022 Forum N2 - 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. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.2514/6.2022-4118 N1 - AIAA AVIATION 2022 Forum, June 27-July 1, 2022 Chicago, IL & Virtual PB - AIAA CY - Reston, Va. ER - TY - JOUR A1 - Kaulen, Lars A1 - Schwabedal, Justus T. C. A1 - Schneider, Jules A1 - Ritter, Philipp A1 - Bialonski, Stephan T1 - Advanced sleep spindle identification with neural networks JF - Scientific Reports N2 - 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. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1038/s41598-022-11210-y SN - 2045-2322 N1 - Corresponding author: Stephan Bialonski VL - 12 IS - Article number: 7686 SP - 1 EP - 10 PB - Springer Nature CY - London ER - TY - THES A1 - Kaspor, Alexej T1 - Kritik der digitalen Rationalisierung N2 - Digitalisierung macht’s möglich: mittlerweile beziehen sich Designer:innen in ihrer Konzeptentwicklung immer häufiger auf Referenzdesigns. Sie picken sich die Eigenschaften aus ihnen heraus, von denen sie sich die größte Marktfähigkeit versprechen, und basteln sie zu einem neuen Produkt zusammen. Voilà. Doch wie unkonventionell kann Design noch sein? Wie viel Luft bleibt der Kreativität unter dem immer enger geschnürten Korsett der Marktfähigkeit? Alexej Kaspor eröffnet die Diskussion mit einem provokanten Projekt, das einen kritischen Blick in die Zukunft des Industriedesigns wirft. Dazu fasst er gängige Designprogramme in einer Software zusammen und verbindet sie mit einer künstlichen Intelligenz, die die aktuelle Entwicklung digital rationalisieren und auf die Spitze treiben soll. Diese führt Meta-Analysen über das Nutzungsverhalten durch und prüft damit Frameworks von Referenzdesigns auf ihre Vermarktbarkeit. Aus diesen entwickelt sie dann Gestaltungsvorschläge, ohne beim Seiltanz zwischen Trendhörigkeit und Scheinindividualismus aus dem Gleichgewicht zu kommen. Innerhalb von Sekunden werden den Designer:innen perfekte Vorschläge übers Metaverse simuliert. Auf dem Silbertablett serviert, übersichtlich und gefährlich 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 über die neuesten Innovationen und Trends. Ressourcenraubendes Herumprobieren in CAD-Programmen gehört also der Vergangenheit an. Das Programm schafft Abhilfe, und verspricht dabei auch noch die höchste Effizienz, konkret: garantiertes Kapital. Schlagende Argumente, die die Schwächen der Konsumgesellschaft und Kommerzialisierung gezielt ausgenutzen. Es entsteht die perfekte Marketingmaßnahme, ein genialer Treiber für den Turbokapitalismus. Kram, den niemand braucht und zynische Statussymbole inklusive. Der Stolz der geltungsbedürftigen Designer:innen wird dabei selbstverständlich nicht untergraben. Sie sollen mitziehen. Mit zahlreichen Notches wird der Erfolg und die Konkurrenzfähigkeit des Produkts prognostiziert und ihnen Honig ums Maul geschmiert. Die beklemmende Vorahnung wird sich bestätigen. Schritt für Schritt enteignet die KI den Designer:innen ihre Kreativität, bis sie nicht mehr sind als die Kurator:innen berechenbarer Produktkonzepte. Der Spätkapitalismus hat sie in der Mangel. Versprochen: diese Arbeit lässt niemanden kalt. KW - Digitalisierung KW - Designprogramme KW - Nutzungsverhalten KW - Marktfähigkeit KW - künstliche Intelligenz Y1 - 2022 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Kannengießer, Justine T1 - Vom Airbag zum Rucksack mit Upcycling : Kampagne zur Steigerung der Bekanntheit der Marke Airpaq N2 - In der Automobilindustrie entsteht ein enormes Ausmaß an Abfall. Genau an dieser Stelle greift das Kölner Start-up Airpaq ein, das nachhaltige Rucksäcke 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 Altbewährtes 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 Aktivitäten, die man mit Airpaq erlebt. KW - Airpaq KW - Automobilbranche KW - nachhaltig KW - Kampagne KW - Rucksack Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen 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 - THES A1 - Jesse, Judith T1 - Coming to Equal Sex : eine Aufklärungskampagne zur Orgasmuslücke N2 - Die „Orgasmuslücke“ ist ein Begriff aus der Sexualforschung, der die Ungleichheit von Orgasmen zwischen den verschiedenen Geschlechtern und Sexualitäten beschreibt. Sie beruht dabei vor allem auf das problematische Verständnis von Sex, das durch verschiedene kulturelle Einflüsse vermittelt wird. Um über diese Einflüsse aufzuklären, wurde das Format „fuckfulness“ konzipiert. Mithilfe von animierten Videos und darauf aufbauendem Social-Media-Content befasst sich „fuckfulness“ ausführlich mit allen Hintergründen der Orgasmuslücke und gestaltet sexuelle Aufklärung neu. Durch junge und moderne Kommunikation wird das Projekt auch für eine jüngere Zielgruppe unterhaltsam. Ziel ist ein neues Verständnis von Sex, in dem die Bedürfnisse der Frau gleichberechtigt neben denen des Mannes stehen und entsprechende Beachtung finden. So soll die Orgasmuslücke schmaler werden, damit die Gleichstellung endlich auch in den eigenen vier Wänden gelebt werden kann. KW - Kommunikationsdesign KW - Kampagnendesign KW - Konzeption KW - Animation KW - Illustration Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER -