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The integration of frequently changing, volatile product data from different manufacturers into a single catalog is a significant challenge for small and medium-sized e-commerce companies. They rely on timely integrating product data to present them aggregated in an online shop without knowing format specifications, concept understanding of manufacturers, and data quality. Furthermore, format, concepts, and data quality may change at any time. Consequently, integrating product catalogs into a single standardized catalog is often a laborious manual task. Current strategies to streamline or automate catalog integration use techniques based on machine learning, word vectorization, or semantic similarity. However, most approaches struggle with low-quality or real-world data. We propose Attribute Label Ranking (ALR) as a recommendation engine to simplify the integration process of previously unknown, proprietary tabular format into a standardized catalog for practitioners. We evaluate ALR by focusing on the impact of different neural network architectures, language features, and semantic similarity. Additionally, we consider metrics for industrial application and present the impact of ALR in production and its limitations.
Einfluss von Künstlicher Intelligenz auf Customer Journeys am Beispiel von intelligentem Parken
(2021)
Im Konsumentenmarkt entstehen vermehrt neue Anwendungen von Künstlicher
Intelligenz (KI). Zunehmend drängen auch Geräte und Dienste in den Markt, die
eigenständig über das Internet kommunizieren. Dadurch können diese Geräte und
Dienste mit neuartigen KI-basierten Diensten verbessert werden. Solche Dienste
können die Art und Weise beeinflussen, wie Kunden kommerzielle Entscheidungen
treffen und somit das Kundenerlebnis maßgeblich verändern. Der Einfluss von KI
auf kommerzielle Interaktionen wurde bisher noch nicht umfassend untersucht.
Basierend auf einem Framework, welches einen ersten Überblick über die Effekte
von KI auf kommerzielle Interaktionen gibt, wird in diesem Kapitel der Einfluss von KI auf Customer Journeys am konkreten Anwendungsfall des intelligenten Parkens analysiert. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können in der Praxis als Grundlage
genutzt werden, um das Potenzial von KI zu verstehen und bei der Gestaltung eigener Customer Journeys umzusetzen.
In addition to electromobility and alternative drive systems, a focus is set on electrically driven compressors (EDC), with a high potential for increasing the efficiency of internal combustion engines (ICE) and fuel cells [01]. The primary objective is to increase the ICE torque, provided independently of the ICE speed by compressing the intake air and consequently the ICE filling level supported by the compressor. For operation independent from the ICE speed, the EDC compressor is decoupled from the turbine by using an electric compressor motor (CM) instead of the turbine. ICE performances can be increased by the use of EDC where individual compressor parameters are adapted to the respective application area [02] [03]. This task contains great challenges, increased by demands with regard to pollutant reduction while maintaining constant performance and reduced fuel consumption. The FH-Aachen is equipped with an EDC test bench which enables EDC-investigations in various configurations and operating modes. Characteristic properties of different compressors can be determined, which build the basis for a comparison methodology. Subject of this project is the development of a comparison methodology for EDC with an associated evaluation method and a defined overall evaluation method. For the application of this comparison methodology, corresponding series of measurements are carried out on the EDC test bench using an appropriate test device.
With the increased interest for interstellar exploration after the discovery of exoplanets and the proposal by Breakthrough Starshot, this paper investigates the optimisation of photon-sail trajectories in Alpha Centauri. The prime objective is to find the optimal steering strategy for a photonic sail to get captured around one of the stars after a minimum-time transfer from Earth. By extending the idea of the Breakthrough Starshot project with a deceleration phase upon arrival, the mission’s scientific yield will be increased. As a secondary objective, transfer trajectories between the stars and orbit-raising manoeuvres to explore the habitable zones of the stars are investigated. All trajectories are optimised for minimum time of flight using the trajectory optimisation software InTrance. Depending on the sail technology, interstellar travel times of 77.6-18,790 years can be achieved, which presents an average improvement of 30% with respect to previous work. Still, significant technological development is required to reach and be captured in the Alpha-Centauri system in less than a century. Therefore, a fly-through mission arguably remains the only option for a first exploratory mission to Alpha Centauri, but the enticing results obtained in this work provide perspective for future long-residence missions to our closest neighbouring star system.
Mit dem Projekt wird sich dem Problem der weltweiten Lebensmittelverschwendung angenommen und versucht Abfälle in Privathaushalten primär industrialisierter Staaten zu reduzieren. Mit jährlich 1,3 Milliarden Tonnen landet circa ein Drittel aller weltweit produzierten Lebensmittel im Müll. Einen Großteil dieser Abfälle ist vermeidbar, besonders dort, wo man im Überfluss lebt.
Das konzipierte Möbelstück soll die Lagerungsmöglichkeiten des Nutzers optimieren und somit für die Wertschätzung von Lebensmitteln sensibilisieren. Für das Möbelstück werden ausschließlich natürliche Materialien verwendet, welche in ihrer Charakteristik optimal zum Funktionsumfang passen, der für die Lagerung benötigt wird. Das Material Terracotta ermöglicht es, mittels Verdunstungskühlung stromlos Gemüse kalt zu halten. Antibakterielles Holz tötet schädliche Bakterien ab. Die Konstruktion ermöglicht somit eine fachgerechte Lebensmittelagerung und ermöglicht sowohl sehr flexible Nutzung, wie auch leichte Reparatur.
Bitcoin is a cryptocurrency and is considered a high-risk asset class whose price changes are difficult to predict. Current research focusses on daily price movements with a limited number of predictors. The paper at hand aims at identifying measurable indicators for Bitcoin price movements and the development of a suitable forecasting model for hourly changes. The paper provides three research contributions. First, a set of significant indicators for predicting the Bitcoin price is identified. Second, the results of a trained Long Short-term Memory (LSTM) neural network that predicts price changes on an hourly basis is presented and compared with other algorithms. Third, the results foster discussions of the applicability of neural nets for stock price predictions. In total, 47 input features for a period of over 10 months could be retrieved to train a neural net that predicts the Bitcoin price movements with an error rate of 3.52 %.
Simone de Beauvoir veröffentlichte 1949 ihr Werk ‚Das andere Geschlecht‘, in welchem sie die subjektiven und objektiven Einschränkungen, Belastungen und die Abhängigkeiten vom Mann darlegt, denen Frauen schon seit tausenden Jahren ausgesetzt waren und sind. Aber wie ist das heute? Sind diese Aussagen überhaupt noch aktuell bzw. relevant? Innerhalb der Publikation werden Kernthesen aber auch Textausschnitte aus ihrem Werk aufgeführt sowie aktuelle Artikel, die sich mit der derzeitigen Lage befassen. Durch das gestalterische Konzept innerhalb der Publikation, haben die Lesenden die Möglichkeit, sich konkret mit genau den Themen zu befassen, die jeweils dem persönlichen Interesse entsprechen. Die Publikation dient als Erinnerung und als Nachschlagewerk, um immer wieder lesen können, welche Kämpfe hinsichtlich der Gleichstellung der Geschlechter bereits gekämpft wurden und welche noch gekämpft werden müssen.
In the context of the Corona pandemic and its impact on teaching like digital lectures and exercises a new concept especially for freshmen in demanding courses of Smart Building Engineering became necessary. As there were hardly any face-to-face events at the university, the new teaching concept should enable a good start into engineering studies under pandemic conditions anyway and should also replace the written exam at the end. The students should become active themselves in small teams instead of listening passively to a lecture broadcast online with almost no personal contact. For this purpose, a role play was developed in which the freshmen had to work out a complete solution to the realistic problem of designing, construction planning and implementing a small guesthouse. Each student of the team had to take a certain role like architect, site manager, BIM-manager, electrician and the technitian for HVAC installations. Technical specifications must be complied with, as well as documentation, time planning and cost estimate. The final project folder had to contain technical documents like circuit diagrams for electrical components, circuit diagrams for water and heating, design calculations and components lists. On the other hand construction schedule, construction implementation plan, documentation of the construction progress and minutes of meetings between the various trades had to be submitted as well. In addition to the project folder, a model of the construction project must also be created either as a handmade model or as a digital 3D-model using Computer-aided design (CAD) software. The first steps in the field of Building information modelling (BIM) had also been taken by creating a digital model of the building showing the current planning status in real time as a digital twin. This project turned out to be an excellent training of important student competencies like teamwork, communication skills, and self -organisation and also increased motivation to work on complex technical questions. The aim of giving the student a first impression on the challenges and solutions in building projects with many different technical trades and their points of view was very well achieved and should be continued in the future.
Urban farming is an innovative and sustainable way of food production and is becoming more and more important in smart city and quarter concepts. It also enables the production of certain foods in places where they usually dare not produced, such as production of fish or shrimps in large cities far away from the coast. Unfortunately, it is not always possible to show students such concepts and systems in real life as part of courses: visits of such industry plants are sometimes not possible because of distance or are permitted by the operator for hygienic reasons. In order to give the students the opportunity of getting into contact with such an urban farming system and its complex operation, an industrial urban farming plant was set up on a significantly smaller scale. Therefore, all needed technical components like water aeriation, biological and mechanical filtration or water circulation have been replaced either by aquarium components or by self-designed parts also using a 3D-printer. Students from different courses like mechanical engineering, smart building engineering, biology, electrical engineering, automation technology and civil engineering were involved in this project. This “miniature industrial plant” was also able to start operation and has now been running for two years successfully. Due to Corona pandemic, home office and remote online lectures, the automation of this miniature plant should be brought to a higher level in future for providing a good control over the system and water quality remotely. The aim of giving the student a chance to get to know the operation of an urban farming plant was very well achieved and the students had lots of fun in “playing” and learning with it in a realistic way.
The worldwide Corona pandemic has severely restricted student projects in the higher semesters of engineering courses. In order not to delay the graduation, a new concept had to be developed for projects under lockdown conditions. Therefore, unused rooms at the university should be digitally recorded in order to develop a new usage concept as laboratory rooms. An inventory of the actual state of the rooms was done first by taking photos and listing up all flaws and peculiarities. After that, a digital site measuring was done with a 360° laser scanner and these recorded scans were linked to a coherent point cloud and transferred to a software for planning technical building services and supporting Building Information Modelling (BIM). In order to better illustrate the difference between the actual and target state, two virtual reality models were created for realistic demonstration. During the project, the students had to go through the entire digital planning phases. Technical specifications had to be complied with, as well as documentation, time planning and cost estimate. This project turned out to be an excellent alternative to on-site practical training under lockdown conditions and increased the students’ motivation to deal with complex technical questions.
Warum wandern immer mehr Deutsche in die Türkei aus, obwohl wir denken, dass es uns in Deutschland gut geht? Haben deutsche Auswanderer in der Türkei ein besseres Leben? Diese und weitere Fragen wurden in diesem Projekt genauer beleuchtet. Die Beweggründe der Menschen sind so unterschiedlich wie das Leben selbst. Diese Bachelorarbeit beinhaltet Interviews von früher in Deutschland lebenden Personen, die in die Türkei ausgewandert sind und mit ihnen ihre ganz persönliche Geschichte. Zusammen mit diesem Thema wurde untersucht, wie das aktuelle Leben der Protagonisten in der Türkei ist: soziales Umfeld, das Einleben in eine neue Kultur und die Lebensqualität. Ein persönliches und intimes Interview lag hier besonders im Fokus. Die Arbeit wird mit Fotografien unterstützt, die den Alltag Deutscher in der Türkei zeigen. Mit diesem Projekt werden Vorurteile über die Türkei und die dort lebenden Menschen bestätigt, widerlegt und neue Erkenntnisse zur Frage „warum Deutsche in die Türkei auswandern“ gewonnen.
Skidio basiert dabei auf dem Konzept, dass das Video für die Kosmetikindustrie das optimale Medium für Produktvorstellungen ist. Der Ausgangspunkt für das Einkaufserlebnis des Nutzers ist daher ein Video-Feed, bestehend aus Kurz- und Live-Videos, die einen direkten Kauf der gezeigten Produkte ermöglichen. So entsteht ein Ort, an dem Nutzer auf eine unterhaltsame Art und Weise Inspiration für die eigene Hautpflege finden können. Dabei ist das Video als Medium nicht nur unterhaltsamer, sondern zugleich auch deutlich informativer als klassische Produktlistings. Die Produktpräsentation wird interaktiver, erlebbarer und deutlich effektiver. Gemeinsam mit Technologien wie einer digitalen Hautanalyse, wird so das Potenzial des E-Commerce für die Beautyindustrie vollständig entfaltet.
„Bahn-Buddy“ ist eine App, die Kindern bei Bahnfahrten auf unterhaltsame Weise ihre Umgebung näherbringt. Dabei wird mit GPS gearbeitet, um die Inhalte der App auf die jeweilige Bahnstrecke abzustimmen. Verschiedene Minispiele und Infoscreens sollen der Fahrt ein interaktiveres Gefühl verleihen und somit die gefühlte Fahrzeit für die Zielgruppe reduzieren. Den Kindern soll dabei auf eine spielerische Art und Weise Wissen über das Land, aber auch über alternative Verkehrsmittel und den Einfluss des Verkehrs auf die Umwelt vermittelt werden.
Ziel ist es, die generelle Erfahrung des Bahnfahrens positiver zu gestalten. Dies soll zu einer frühen Kundenbindung führen und durch den geringeren CO2-Ausstoß bei Reisen mit der Bahn einen positiven Effekt auf die Umwelt haben.
Die Deutsche Stiftung Denkmalschutz (DSD) ist die größte, private Stiftung Deutschlands, die sich für die Förderung von unter Denkmalschutz stehenden Objekten einsetzt. Das neugestaltete Erscheinungsbild soll die Fachlichkeit der Organisation herausstellen und zugleich kreativ und kommunikativ eine breite Zielgruppe ansprechen. Die DSD bietet neben der Denkmalerhaltung auch Bildungsangebote für Jung und Alt an, wie auch Veranstaltungen für die Bewusstseinsbildung im Denkmalschutz. Als Sprachrohr zwischen der Stiftung und den Fördernden dient das Magazin MONUMENTE.
Denkmalschutz mag für manche uninteressant und eingestaubt wirken, da die Beschäftigung mit bereits Bestehendem und das Verhindern von Verfall belanglos sein könnte. Weiß man allerdings über die Bedeutung für Kultur, Gesellschaft und Wirtschaft, so macht Denkmalschutz eine essenzielle Komponente unserer Kulturlandschaft aus. Die Auseinandersetzung mit der DSD soll das herausstellen und das Bewusstsein für diesen kulturellen Bestandteil des Denkmalschutzes vertiefen.
Achilles tendon rupture (ATR) patients have persistent functional deficits in the triceps surae muscle–tendon unit (MTU). The complex remodeling of the MTU accompanying these deficits remains poorly understood. The purpose of the present study was to associate in vivo and in silico data to investigate the relations between changes inMTU properties and strength deficits inATR patients. Methods: Elevenmale subjects who had undergone surgical repair of complete unilateral ATR were examined 4.6 ± 2.0 (mean ± SD) yr after rupture. Gastrocnemius medialis (GM) tendon stiffness, morphology, and muscle architecture were determined using ultrasonography. The force–length relation of the plantar flexor muscles was assessed at five ankle joint angles. In addition, simulations (OpenSim) of the GM MTU force–length properties were performed with various iterations of MTU properties found between the unaffected and the affected side. Results: The affected side of the patients displayed a longer, larger, and stiffer GM tendon (13% ± 10%, 105% ± 28%, and 54% ± 24%, respectively) compared with the unaffected side. The GM muscle fascicles of the affected side were shorter (32% ± 12%) and with greater pennation angles (31% ± 26%). A mean deficit in plantarflexion moment of 31% ± 10% was measured. Simulations indicate that pairing an intact muscle with a longer tendon shifts the optimal angular range of peak force outside physiological angular ranges, whereas the shorter muscle fascicles and tendon stiffening seen in the affected side decrease this shift, albeit incompletely. Conclusions: These results suggest that the substantial changes in MTU properties found in ATR patients may partly result from compensatory remodeling, although this process appears insufficient to fully restore muscle function.
Die ästhetische Tonalität des Jazz : Immersion durch 3D-Visualisierung und musikalische Interaktion
(2021)
Das Ausstellungskonzept »Free Jazz: A Collective Improvisation« widmet sich der ästhetischen Tonalität des gleichnamigen Albums von Ornette Coleman. Das besagte Album bildete den Grundstein für die Etablierung des Free Jazz – einer Musikform, die sich durch ihre schrille, hierarchiefreie Klangwelt sowie ein freies Improvisationsspiel auszeichnet und mit den gängigen Konventionen des Jazz bricht. Zu jedem der 8 Musiker, welche gemeinsam das von Coleman zusammengestellte Doppelquartett ergeben, wurden individuell abgestimmte, animierte und interaktive 3D-Gebilde konzipiert. Diese reagieren auf den Sound der jeweiligen Instrumente sowie die Position der Besuchenden und ermöglichen einen audiovisuellen, immersiven Zugang zum Album. Die Interaktion zwischen dem Publikum und den Gebilden schafft Raum für eine kollektive Improvisation auf sowohl der visuellen als auch auditiven Ebene.
Kinder im Kontext von medizinischen Einrichtungen.
Kinder sind keine kleinen Erwachsenen und erfordern einen auf sie angepassten Zugang zu medizinischen Behandlungsabläufen. Das Konzept basiert auf dem Gestaltungsprinzip des „Child Centered Design“ mit Befragungen von Experten der Pädiatrie und Forschung sowie mit enger Zusammenarbeit mit Kindern.
Entstanden ist ein Produkt welches Skepsis und Angst junger Patienten im Alter von 6 bis 14 Jahren bei stationären Aufenthalten in Krankenhäusern mindert und ihren Heilungsprozess positiv unterstützt. Unter Einbezug von digitalen Möglichkeiten wie Augmented Reality erklärt „ViU“, ein Krankenhaus-Companion in Eulen-Optik, den kleinen Patienten Funktionen und das Wirken verschiedenster medizinischer Geräte und Behandlungen. So wird nicht nur der Rate an Traumata durch Krankenhausaufenthalte bei Kindern entgegengewirkt, sondern auch das Krankenhauspersonal im Umgang mit Kindern im Klinikalltag entlastet.
Dieser "Crashkurs" eignet sich ausgezeichnet für die kompakte Wiederholung und die zielgerichtete Prüfungsvorbereitung. Das Buch ist aufgrund seiner fallbezogenen Ausrichtung vor allem für Anfänger gedacht, eignet sich aber auch für fortgeschrittene Studierende zur kompakten Wiederholung. Einfache Merksätze, Fälle, Übersichten, Definitionen und kurze Zusammenfassungen lassen sich leicht einprägen und geben Sicherheit für die Prüfung. Vorteile auf einen Blick: Das wichtigste BGB-Know-how als Repetitorium vor der Prüfung, mit erprobten Merksätzen und kurzen Zusammenfassungen,
Fall für Fall sicher durch die Prüfung
Eigenkapitalkosten sind eine wesentliche Determinante bei der Wertbestimmung von Unternehmen und Unternehmensteilen. Die Eigenkapitalkosten werden regelmäßig mittels des CAPM bestimmt. Für sog. konzerninterne Routinefunktionen mit geringem Risiko stellt diese Bestimmung mittels CAPM ein Problem dar, da börsennotierte Peergroups für eine zuverlässige Bestimmung des Beta-Faktors meist nicht identifizierbar sind. Damit ergeben sich bei Bewertungen von Routineunternehmen Unsicherheiten und Konfliktpotenzial in steuerlichen Betriebsprüfungen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick der in der Praxis genutzten Ansätze und stellt eine theoretische Fundierung zur Bestimmung der Eigenkapitalkosten von konzerninternen Routinefunktionen vor. Dabei wird verdeutlicht, dass Eigenkapitalkosten von konzerninternen Routinefunktionen nicht denen des Gesamtkonzerns entsprechen und Praktikeransätze eine grundsätzliche Berechtigung besitzen.
A new formulation to calculate the shakedown limit load of Kirchhoff plates under stochastic conditions of strength is developed. Direct structural reliability design by chance con-strained programming is based on the prescribed failure probabilities, which is an effective approach of stochastic programming if it can be formulated as an equivalent deterministic optimization problem. We restrict uncertainty to strength, the loading is still deterministic. A new formulation is derived in case of random strength with lognormal distribution. Upper bound and lower bound shakedown load factors are calculated simultaneously by a dual algorithm.
Der digitale Transformationsprozess ist einer der größten gesellschaftlichen Umbrüche in der Geschichte der Menschheit. Aufgrund der Corona-Pandemie stieg die Nutzung von digitalen Kanälen bei den Bürger:innen wie nie zuvor und führt zu einem sprunghaften Anstieg der Nachfrage nach öffentlichen Services in digitaler Form.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, einen digitalen Raum zu gestalten, der den analogen Weg zum Amt größtenteils erspart. Mit geeigneten Kommunikationskanälen kann auf die Bedürfnisse unterschiedlicher Gruppen eingegangen werden. Die Entwicklung der Anwendung IDport bietet sowohl private als auch staatliche Einsparpotenziale. Bürokratische Aufwände sollen durch eine neue Art des E-Government beseitigt werden. Die Konzeption ist infolge der aktuellen Gegebenheit in Deutschland weit entfernt von einer realitätsnahen Umsetzung, weshalb es sich bei der Anwendung um eine revolutionäre Zukunftsvision handelt.
Adapting augmented reality systems to the users’ needs using gamification and error solving methods
(2021)
Animations of virtual items in AR support systems are typically predefined and lack interactions with dynamic physical environments. AR applications rarely consider users’ preferences and do not provide customized spontaneous support under unknown situations. This research focuses on developing adaptive, error-tolerant AR systems based on directed acyclic graphs and error resolving strategies. Using this approach, users will have more freedom of choice during AR supported work, which leads to more efficient workflows. Error correction methods based on CAD models and predefined process data create individual support possibilities. The framework is implemented in the Industry 4.0 model factory at FH Aachen.
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.
Fitted Fashion: Sizing-Lösung zur Steigerung der Konversion
& Reduzierung von E-Commerce-Retouren
(2021)
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.
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.
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.
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.
Glucose oxidase (GOx) is an enzyme frequently used in glucose biosensors. As increased temperatures can enhance the performance of electrochemical sensors, we investigated the impact of temperature pulses on GOx that was drop-coated on flattened Pt microwires. The wires were heated by an alternating current. The sensitivity towards glucose and the temperature stability of GOx was investigated by amperometry. An up to 22-fold increase of sensitivity was observed. Spatially resolved enzyme activity changes were investigated via scanning electrochemical microscopy. The application of short (<100 ms) heat pulses was associated with less thermal inactivation of the immobilized GOx than long-term heating.
Infused Thermal Solutions (ITS) introduces a method for passive thermal control to stabilize structural components thermally without active heating and cooling systems, but with phase change material (PCM) for thermal energy storage (TES), in combination with lattice - both embedded in additive manufactured functional structures. In this ITS follow-on paper a thermal model approach and associated predictions are presented, related on the ITS functional breadboards developed at FH Aachen. Predictive TES by PCM is provided by a specially developed ITS PCM subroutine, which is applicable in ESATAN. The subroutine is based on the latent heat storage (LHS) method to numerically embed thermo-physical PCM behavior. Furthermore, a modeling approach is introduced to numerically consider the virtual PCM/lattice nodes within the macro-encapsulated PCM voids of the double wall ITS design. Related on these virtual nodes, in-plane and out-of-plane conductive links are defined. The recent additive manufactured ITS breadboard series are thermally cycled in the thermal vacuum chamber, both with and without embedded PCM. Related on breadboard hardware tests, measurement results are compared with predictions and are subsequently correlated. The results of specific simulations and measurements are presented. Recent predictive results of star tracker analyses are also presented in ICES-2021-106, based on this ITS PCM subroutine.
Ukiyo kommt aus dem Japanischen und bedeutet übersetzt so viel wie: „Den Moment leben, ohne von den Sorgen des Lebens berührt zu werden.“ Gerade in Zeiten der Pandemie verliert man oft den Blick für das Schöne im Leben. Der Fotoband „UKIYO“ soll dazu anregen, alltägliche Dinge aus einem neuen Blickwinkel zu betrachten und die Schönheit im Vergänglichen zu erkennen. Die Fotografien sind inspiriert durch das japanische Kunstgenre Ukiyo-e, was wörtlich übersetzt etwa „Bilder der heiteren, fließenden Welt“ heißt. Die Gestaltung des Bildbandes orientiert sich an verschiedenen japanischen Stilmitteln, wie zum Beispiel Wabi-Sabi (die Schönheit im Unvollkommenen) und Mono no aware (eine melancholische Mischung aus Freude, Trauer und Hinnahme). „UKIYO“ nimmt die Betrachter mit auf eine kleine Reise durch die fließende Welt.
Konzeption eines Flagship-Stores mit Wohlfühl- und Erlebnis-Spaces
Die Bedürfnisse von Besuchern und Kunden eines Geschäfts haben sich über die letzten Jahre stark verändert. Sie möchten das ihr Kauf zum Erlebnis wird. Auf Basis dieser Erkenntnis wurde im Rahmen dieser Arbeit zusammen mit den Produkten des Weltmarktführers für Teichtechnik und Aquaristik „OASE – Living Water“ ein Storekonzept geschaffen. Dieses verbindet den Verkaufsraum mit unterschiedlichen Erlebniswelten, welche auf die jeweilig ausgestellte Produktkategorie abgestimmt sind. Zusätzlich eröffnet ein diverser und aufregend gestalteter Gartenbereich der zum Entspannen und Verweilen einlädt. Der herausstechende Aspekt des Konzepts ist, dass die Produkte sowohl als reines Produkt, als auch in verbauter Version in Aktion zu sehen sind. Auf diese Art bietet die Marke „OASE – Living Water“ ein neues Kauf-Erlebnis an.
Reinforced concrete frames with masonry infill walls are popular form of construction all over the world as well in seismic regions. While severe earthquakes can cause high level of damage of both reinforced concrete and masonry infills, earthquakes of lower to medium intensity some-times can cause significant level of damage of masonry infill walls. Especially important is the level of damage of face loaded infill masonry walls (out-of-plane direction) as out-of-plane load cannot only bring high level of damage to the wall, it can also be life-threating for the people near the wall. The response in out-of-plane direction directly depends on the prior in-plane damage, as previous investigation shown that it decreases resistance capacity of the in-fills. Behaviour of infill masonry walls with and without prior in-plane load is investigated in the experimental campaign and the results are presented in this paper. These results are later compared with analytical approaches for the out-of-plane resistance from the literature. Conclusions based on the experimental campaign on the influence of prior in-plane damage on the out-of-plane response of infill walls are compared with the conclusions from other authors who investigated the same problematic.