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Zehn Jahre nach Erlass des „Grünbuchs zu den Kollisionsnormen im Güterrecht“ vom 17.7.2006 hat der Rat der Europäischen Union am 24.6.2016 die EU-Ehegüterrechts-(„EuGüVO“) sowie die EU-Partnerschaftsverordnung („EuPartVO“) erlassen. Damit wird das europäische Güterkollisionsrecht fü rca. 16 Millionen „internationaler Paare“ in der EU auf eine neue, einheitliche Grundlage gestellt. Anders als ursprünglich geplant, handelt es sich bei beiden Verordnungen nicht um gesamteuropäische Rechtsakte, da die für Art. 81 Abs. 3 AEUV erforderliche Einstimmigkeit unter den Mitgliedstaaten letztlich nicht erreicht werden konnte. Das Scheitern der ersten Verordnungsvorschläge aus dem Jahr 2011 war dabei dem Umstand geschuldet, dass rechtspolitisch von Anfang an eine Verknüpfung beider Regelungsmaterien gewollt war. Mit Blick auf die Einführung einheitlicher güterrechtlicher Regelungen für eingetragene Partnerschaften war aber nicht nur das „Ob“ und „Wie“ etwaiger Rechtswahlmöglichkeiten heftig umstritten. Insbesondere diejenigen Mitgliedstaaten, die dem Rechtsinstitut der eingetragenen Lebenspartnerschaft kritisch gegenüberstehen, sahen in der Einführung einheitlicher Kollisionsnormen die Gefahr einer zwangsweisen Durchsetzung dieses Rechtsinstituts „durch die Hintertür“. Vor diesem Hintergrund erwies sich – ebenso wie schon bei der Rom III-VO – das Verfahren zur verstärkten Zusammenarbeit(Art. 20 EUV i.V.m. Art. 326 ff. AEUV) als probates Mittel, um den Integrationsprozess im Bereich des europäischen Kollisionsrechts voranzutreiben. Achtzehn Mitgliedstaaten nehmen an dieser Verstärkten Zusammenarbeit teil.
Die Studiengangentwicklung ist ein komplexer Prozess, in dem strukturelle Vorgaben beachtet, viele unterschiedliche Akteure/-innen einbezogen und nicht zuletzt angemessene didaktische Lösungen zum Erreichen der angestrebten Lernergebnisse gefunden werden müssen. Der vorliegende Text nimmt besonders den letzten Punkt in den Blick: Er zeigt, wie Studiengangentwicklung zu einem Thema der (Hochschul-)Didaktik geworden ist und wie sich der didaktische Ansatz von struktur- und prozessorientierten Ansätzen unterscheidet, aber auch, wie er mit diesen zusammenhängt. An einem Beispiel aus dem Wirtschaftsingenieurwesen wird veranschaulicht, was didaktische Studiengangentwicklung in der Praxis ausmacht und wie eine konkrete Implementierung verlaufen kann. Auf dieser Grundlage wird abschließend ein erweitertes Modell der didaktischen Studiengangentwicklung vorgeschlagen.
Im Mai 2012 fand in Hamburg erstmals das „Junge Forum Hochschul- und Mediendidaktik“ statt, im Juni 2013 folgte in Potsdam die zweite Auflage als „Junges Forum Medien und Hochschulentwicklung“. 2014 wurde das dritte „Forum“ in Dresden und 2015 das vierte in Düsseldorf ausgerichtet. Das fünfte Forum wird 2016 an der Technischen Universität Darmstadt stattfinden. Initiiert und organisiert wird die Veranstaltung stets von jungen Praktikerinnen und Praktikern sowie Forscherinnen und Forschern mit dem Ziel, dem ‚Nachwuchs‘ in diesem Bereich ein Austauschforum zu geben. Der vorliegende Artikel stellt die konzeptionellen Überlegungen vor, die hinter diesen Treffen stehen. Er zeigt im Rückgriff auf Netzwerktheorie und aktuelle Diskussionen um Professionalisierung und Third Space, wieso für dieses Format ein aktueller Bedarf besteht, und begründet dann im Rückgriff auf didaktische Konzepte auch die methodische Gestaltung der Veranstaltungen. Unsere These: Das kooperative Lernen in Netzwerken ist ein wichtiger Baustein für die Professionalisierung des hochschul- und mediendidaktischen Nachwuchses.
Vergabe öffentlicher Aufträge kann von der Zahlung eines Mindestlohns abhängig gemacht werden
(2016)
Wirksamkeit einer OT-Mitgliedschaft im Arbeitgeberverband – Anforderungen an die Verbandssatzung
(2016)
Die bereits mit Koalitionsvertrag vom 16.12.2013 in Aussicht genommene Neuregulierung der Leiharbeit steht nunmehr kurz bevor. Nach diversen Korrekturen des ursprünglichen Referentenentwurfes des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales liegt seit dem 20.7.2016 der endgültige Entwurf des Gesetzes zur Änderung des Arbeitnehmerüberlassungsgesetzes und anderer Gesetze vor (AÜG-E). Die Änderungen sollen zum 1.1.2017 in Kraft treten. Von größeren Änderungen des Gesetzesentwurfs wird allgemein nicht mehr ausgegangen. Für die betriebliche Praxis sollte dies Anlass sein, sich bereits jetzt mit den sich abzeichnenden wichtigsten Neuerungen vertraut zu machen und diese entsprechend umzusetzen, um nachteilige Konsequenzen zu vermeiden.
Das Bundeskabinett hat sich am 14.9.2016 mit der sog. Flexi-Rente befasst und eine sog. Formulierungshilfe verabschiedet, der ein aus den Regierungsfraktionen des Bundestages einzubringender entsprechender Gesetzesentwurf zur „Flexibilisierung des Übergangs vom Erwerbsleben in den Ruhestand und zur Stärkung von Prävention und Rehabilitation im Erwerbsleben (Flexirentengesetz)“ folgen soll. Eine entsprechende Vorabfassung des Gesetzesentwurfs liegt bereits vor (BT-Drucks. 18/9787). Mit der Flexi-Rente sollen im Wesentlichen zwei Ziele erreicht werden: Das flexible Arbeiten bis zum Erreichen der Regelaltersgrenze soll gefördert und das Weiterarbeiten über die Regelaltersgrenze hinaus attraktiver gemacht werden. Hierfür ist eine Reihe von gesetzlichen Änderungen geplant, insbesondere im SGB VI und SGB III. Teile des Gesetzes sollen schon zum 1.1.2017 in Kraft treten. Grund genug, sich bereits jetzt einen ersten Überblick über die geplanten Neuerungen zu verschaffen.
Kaum ein anderer Begriff hält so viele Varianten und Facetten bereit wie die Arbeitszeit. Für die betriebliche Praxis stellt sich dabei regelmäßig die Frage, was überhaupt zur Arbeitszeit gehört, entsprechend als solche zu vergüten ist und welche Optionen bei der Gestaltung der Arbeitsverträge bestehen. Der folgende Praxisleitfaden gibt einen Überblick über die aktuelle Rechtslage und enthält zugleich Hinweise für die Vertragsgestaltung. Die hierzu insbesondere in den letzten Jahren ergangenen zahlreichen aktuellen Gerichtsentscheidungen werden besonders berücksichtigt.
Der Gesetzgeber hat kürzlich eine Änderung des Rechts der AGB beschlossen. Diese hat für Arbeitgeber zur Folge, dass sie ihre Muster-Arbeitsverträge anpassen müssen, wenn sie andernfalls drohende wirtschaftliche Nachteile vermeiden wollen. Mit Wirkung zum 1.10.2016 hat der Gesetzgeber § 309 Nr. 13 BGB neu gefasst. Nach der bisherigen Fassung waren vorformulierte Vertragsbedingungen unwirksam, die Anzeigen oder Erklärungen gegenüber dem Vertragspartner an „eine strengere Form als die Schriftform“ banden. Seit dem 1.10.2016 sind vorformulierte Vertragsbedingungen unwirksam, die derartige Anzeigen oder Erklärungen an „eine strengere Form als die Textform“ binden. Diese gesetzliche Neuregelung wirkt sich maßgeblich auf die Gestaltung von Arbeitsverträgen aus. Dies betrifft insbesondere die in Arbeitsverträgen gebräuchlichen Ausschlussfristen.
Nach jahrelangem Ringen haben sich die zuständigen Institutionen der EU auf ein einheitliches Datenschutzgesetz, die Datenschutz-Grundverordnung (DS-GV), geeinigt. Diese ist am 25.5.2016 in Kraft getreten und wird nach einer zweijährigen Übergangszeit am 25.5.2018 für alle EU-Mitgliedstaaten unmittelbar verbindlich. Verstöße hiergegen können erhebliche Sanktionen nach sich ziehen. Es drohen Bußgelder von bis zu 20 Mio. € oder bis zu 4 % des gruppenweiten Jahresumsatzes – je nachdem, welcher Betrag höher ist. Die betriebliche Praxis tut also gut daran, sich rechtzeitig mit den neuen Anforderungen zu befassen und diese umzusetzen. Dieser Beitrag gibt einen ersten Überblick über die sich aus der DS-GV ergebenden Konsequenzen für die betriebliche Praxis im Allgemeinen sowie im Hinblick auf die Datenverarbeitung im Beschäftigungskontext im Besonderen.
Elektromobilität ist das Thema der Zukunft. Schon jetzt hat es sich die Bundesregierung zur Aufgabe gemacht, hierzulande bis 2030 den Absatz von Elektroautos kontinuierlich auf sechs Mio. Fahrzeuge zu steigern. Und auch die Nachfrage nach Elektrofahrrädern steigt zunehmend. Vor allem der derzeit durch den Gesetzgeber gewährte Umweltbonus sowie weitere steuerliche Anreize machen den Einsatz von Elektroautos und -fahrrädern als Dienstfahrzeuge auch für Arbeitgeber zunehmend attraktiv. Will der Arbeitgeber seinen Arbeitnehmern Elektrofahrzeuge überlassen, stellt sich die Frage nach der Gestaltung der entsprechenden Überlassungsverträge. Der nachfolgende Beitrag gibt hierzu einen Überblick und beinhaltet Formulierungshilfen für die Vertragsgestaltung.
Given the strong increase in regulatory requirements for business processes the management of business process compliance becomes a more and more regarded field in IS research. Several methods have been developed to support compliance checking of conceptual models. However, their focus on distinct modeling languages and mostly linear (i.e., predecessor-successor related) compliance rules may hinder widespread adoption and application in practice. Furthermore, hardly any of them has been evaluated in a real-world setting. We address this issue by applying a generic pattern matching approach for conceptual models to business process compliance checking in the financial sector. It consists of a model query language, a search algorithm and a corresponding modelling tool prototype. It is (1) applicable for all graph-based conceptual modeling languages and (2) for different kinds of compliance rules. Furthermore, based on an applicability check, we (3) evaluate the approach in a financial industry project setting against its relevance for decision support of audit and compliance management tasks.
The stimulation and dominance of potentially harmful phytoplankton taxa at a given locale and time are determined by local environmental conditions as well as by transport to or from neighboring regions. The present study investigated the occurrence of common harmful algal bloom (HAB) taxa within the Southern California Bight, using cross-correlation functions to determine potential dependencies between HAB taxa and environmental factors, and potential links to algal transport via local hydrography and currents. A simulation study, in which Lagrangian particles were released, was used to assess travel times due to advection by prevailing ocean currents in the bight. Our results indicate that transport of some taxa may be an important mechanism for the expansion of their distributions into other regions, which was supported by mean travel times derived from our simulation study and other literature on ocean currents in the Southern California Bight. In other cases, however, phytoplankton dynamics were rather linked to local environmental conditions, including coastal upwelling events. Overall, our study shows that complex current patterns in the Southern California Bight may contribute significantly to the formation and expansion of HABs in addition to local environmental factors determining the spatiotemporal dynamics of phytoplankton blooms.
We investigate the suitability of selected measures of complexity based on recurrence quantification analysis and recurrence networks for an identification of pre-seizure states in multi-day, multi-channel, invasive electroencephalographic recordings from five epilepsy patients. We employ several statistical techniques to avoid spurious findings due to various influencing factors and due to multiple comparisons and observe precursory structures in three patients. Our findings indicate a high congruence among measures in identifying seizure precursors and emphasize the current notion of seizure generation in large-scale epileptic networks. A final judgment of the suitability for field studies, however, requires evaluation on a larger database.
Ein Drittel der Mitarbeiter der Saint-Gobain Glass Deutschland
GmbH hat drei Jahre lang regelmäßig seinen Rücken trainiert.
Mit Erfolg, wie eine abschließende Evaluation in Zusammenarbeit
mit der FH Aachen zeigt. Die Fehltage der Trainingsteilnehmer
sind enorm zurückgegangen, während die untrainierten Kollegen
weiterhin unter Rückenbeschwerden leiden.
The Monte Carlo code FLUKA is used to simulate the production of a number of positron emitting radionuclides, ¹⁸F, ¹³N, ⁹⁴Tc, ⁴⁴Sc, ⁶⁸Ga, ⁸⁶Y, ⁸⁹Zr, ⁵²Mn, ⁶¹Cu and ⁵⁵Co, on a small medical cyclotron with a proton beam energy of 13 MeV. Experimental data collected at the TR13 cyclotron at TRIUMF agree within a factor of 0.6 ± 0.4 with the directly simulated data, except for the production of ⁵⁵Co, where the simulation underestimates the experiment by a factor of 3.4 ± 0.4. The experimental data also agree within a factor of 0.8 ± 0.6 with the convolution of simulated proton fluence and cross sections from literature. Overall, this confirms the applicability of FLUKA to simulate radionuclide production at 13 MeV proton beam energy.
[⁶⁸Ga(DOTATATE)] has demonstrated its clinical usefulness. Both Fe³⁺ and Cu²⁺, potential contaminants in Gallium-68 generator eluent, substantially reduce the radiochemical (RC) yield of [⁶⁸Ga(DOTATATE)] if the metal/ligand ratio of 1:1 is exceeded. A variety of compounds were examined for their potential ability to reduce this effect. Most had no effect on RC yield. However, addition of phosphate diminished the influence of Fe³⁺ by likely forming an insoluble iron salt. Addition of ascorbic acid reduced Cu²⁺ and Fe³⁺ to Cu⁺ and Fe²⁺ respectively, both of which have limited impact on RC yields. At low ligand amounts (5 nmol DOTATATE), the addition of 30 nmol phosphate (0.19 mM) increased the tolerance of Fe3⁺ from 4 nmol to 10 nmol (0.06 mM), while the addition of ascorbic acid allowed high RC yields (>95%) in the presence of 40 nmol Fe³⁺ (0.25 mM) and 100 nmol Cu²⁺ (0.63 mM). The effect of ascorbic acid was highly pH-dependant, and gave optimal results at pH 3.
Der Beitrag fokussiert die Frage nach dem Stand des durch die Bologna-Reform angestoßenen Kulturwandels im Hinblick auf Kompetenzorientierung am Beispiel der Technischen Universität Hamburg (TUHH). An der TUHH wird bereits seit einigen Jahren daran gearbeitet, die Lehre grundlegend neu auszurichten. Hierfür setzt das hochschuldidaktische "Zentrum für Lehre und Lernen" (ZLL) verschiedene Maßnahmen ein, wie z.B. eine finanzielle und didaktische Unterstützung von Lehrenden bei der Umstellung ihrer Veranstaltungen, Weiterqualifizierungsangebote und Informationsmaterial. Die Maßnahmen ebenso wie die innovierten Veranstaltungen werden von Lehrenden und Studierenden gut evaluiert. Nach dem Ansatz des Constructive Alignments lässt sich jedoch davon ausgehen, dass der Bereich der Prüfungen für eine Einschätzung des Status Quo der Kompetenzorientierung besonders relevant ist. Dieser wird deshalb anhand der beiden Kriterien Prüfungsformate und Schwierigkeitsstufen von Prüfungsaufgaben näher beleuchtet, die eng mit der Kompetenzorientierung zusammen hängen. Ergebnisse hierzu aus einer universitätsweiten Datenbank zur Studienorganisation sowie aus einer Online-Umfrage unter Studierenden weisen darauf hin, dass das Prüfungsformat "Klausur" nach wie vor am stärksten verbreitet ist; zugleich sind die Studierenden nach einer Selbsteinschätzung in Prüfungen vorrangig mit Aufgaben auf den Taxonomieniveaus "Wiedergeben" und "Anwenden" konfrontiert. Dies lässt sich als Hinweis darauf interpretieren, dass es im Hinblick auf eine Kompetenzorientierung in den Prüfungen noch weiteren Veränderungsbedarf gibt.
The potential of SMART climbing robot combined with a weatherproof cabin for rotor blade maintenance
(2016)
In this paper we present an extension of the action language Golog that allows for using fuzzy notions in non-deterministic argument choices and the reward function in decision-theoretic planning. Often, in decision-theoretic planning, it is cumbersome to specify the set of values to pick from in the non-deterministic-choice-of-argument statement. Also, even for domain experts, it is not always easy to specify a reward function. Instead of providing a finite domain for values in the non-deterministic-choice-of-argument statement in Golog, we now allow for stating the argument domain by simply providing a formula over linguistic terms and fuzzy uents. In Golog’s forward-search DT planning algorithm, these formulas are evaluated in order to find the agent’s optimal policy. We illustrate this in the Diner Domain where the agent needs to calculate the optimal serving order.
20 Years of RoboCup
(2016)
Characterization and evaluation of lignocellulosic biomass 130 hydrolysates for ABE fermentation
(2016)
This paper describes the development of a capacitively coupled high-pressure lamp with input power between 20 and 43 W at 2.45 GHz, using a coaxial line network. Compared with other electrodeless lamp systems, no cavity has to be used and a reduction in the input power is achieved. Therefore, this lamp is an alternative to the halogen incandescent lamp for domestic lighting. To serve the demands of domestic lighting, the filling of the lamp is optimized over all other resulting requirements, such as high efficacy at low induced powers and fast startups. A workflow to develop RF-driven plasma applications is presented, which makes use of the hot S-parameter technique. Descriptions of the fitting process inside a circuit and FEM simulator are given. Results of the combined ignition and operation network from simulations and measurements are compared. An initial prototype is built and measurements of the lamp's lighting properties are presented along with an investigation of the efficacy optimizations using large signal amplitude modulation. With this lamp, an efficacy of 135 lmW -1 is achieved.
The composition of plant biomass varies depending on the feedstock and pre-treatment conditions and influences its processing in biorefineries. In order to ensure optimal process conditions, the quantitative proportion of the main polymeric components of the pre-treated biomass has to be determined. Current standard procedures for biomass compositional analysis are complex, the measurements are afflicted with errors and therefore often not comparable. Hence, new powerful analytical methods are urgently required to characterize biomass. In this contribution, Differential Scanning Calorimetry (DSC) was applied in combination with multivariate data analysis (MVA) to detect the cellulose content of the plant biomass pretreated by Liquid Hot Water (LHW) and Organosolv processes under various conditions. Unlike conventional techniques, the developed analytic method enables the accurate quantification of monosaccharide content of the plant biomass without any previous sample preparation. It is easy to handle and avoids errors in sample preparation.
For the successful implementation of microfluidic reaction systems, such as PCR and electrophoresis, the movement of small liquid volumes is essential. In conventional lab-on-a-chip-platforms, solvents and samples are passed through defined microfluidic channels with complex flow control installations. The droplet actuation platform presented here is a promising alternative. With it, it is possible to move a liquid drop (microreactor) on a planar surface of a reaction platform (lab-in-a-drop). The actuation of microreactors on the hydrophobic surface of the platform is based on the use of magnetic forces acting on the outer shell of the liquid drops which is made of a thin layer of superhydrophobic magnetite particles. The hydrophobic surface of the platform is needed to avoid any contact between the liquid core and the surface to allow a smooth movement of the microreactor. On the platform, one or more microreactors with volumes of 10 µL can be positioned and moved simultaneously. The platform itself consists of a 3 x 3 matrix of electrical double coils which accommodate either neodymium or iron cores. The magnetic field gradients are automatically controlled. By variation of the magnetic field gradients, the microreactors' magnetic hydrophobic shell can be manipulated automatically to move the microreactor or open the shell reversibly. Reactions of substrates and corresponding enzymes can be initiated by merging the microreactors or bringing them into contact with surface immobilized catalysts.
In the field of biotechnology and molecular biology, the use of small liquid volumes has significant advantages. In particular, screening and optimization runs with acceptable amounts of expensive and hardly available catalysts, reagents, or biomolecules are feasible with microfluidic technologies. The presented new microfluidic system is based on the inclusion of small liquid volumes by a protective shell of magnetizable microparticles. Hereby, discrete aqueous microreactor drops with volumes of 1–30 μL can be formed on a simple planar surface. A digital movement and manipulation of the microreactor is performed by overlapping magnetic forces. The magnetic forces are generated by an electrical coil matrix positioned below a glass plate. With the new platform technology, several discrete reaction compartments can be moved simultaneously on one surface. Due to the magnetic fields, the reactors can even be merged to initiate reactions by mixing or positioned above surface-immobilized catalysts and then opened by magnetic force. Comparative synthesis routes of the magnetizable shell particles and superhydrophobic glass slides including their performance and stability with the reaction platform are described. The influence of diffusive mass transport during the catalyzed reaction is discussed by evaluation finite element model of the microreactor. Furthermore, a first model dye reaction of the enzyme laccase has been established.
Evaluation of lignocellulosic material for butanol production using enzymatic hydrolysate medium
(2016)
Butanol is a promising gasoline additive and platform chemical that can be readily produced via acetone-butanolethanol (ABE) fermentation from pretreated lignocellulosic materials. This article examines lignocellulosic material from beech wood for ABE fermentation, using Clostridium acetobutylicum. First, the utilization of both C₅₋ (xylose) and C₆₋ (glucose) sugars as sole carbon source was investigated in static cultivation, using serum bottles and synthetic medium. The utilization of pentose sugar resulted in a solvent yield of 0.231 g·g_sugar⁻¹, compared to 0.262 g·g_sugar⁻¹ using hexose. Then, the Organosolv pretreated crude cellulose fibers (CF) were enzymatically decomposed, and the resulting hydrolysate medium was analyzed for inhibiting compounds (furans, organic acids, phenolics) and treated with ionexchangers for detoxification. Batch fermentation in a bioreactor using CF hydrolysate medium resulted in a total solvent yield of 0.20 gABE·g_sugar⁻¹.
The interplay of albumin (BSA) and lysozyme (LYZ) adsorbed simultaneously on titanium was analyzed by gel electrophoresis and BCA assay. It was found that BSA and lysozyme adsorb cooperatively. Additionally, the isoelectric point of the respective protein influences the adsorption. Also, the enzymatic activity of lysozyme and amylase (AMY) in mixtures with BSA was considered with respect to a possible influence of protein-protein interaction on enzyme activity. Indeed, an increase of lysozyme activity in the presence of BSA could be observed. In contrast, BSA does not influence the activity of amylase.
Schienenverkehrssysteme stehen in zunehmendem Wettbewerb, sowohl untereinander als auch mit anderen Verkehrsträgern. Als wichtiger Aspekt zur Steigerung der Kosteneffizienz wird die Digitalisierung des Betriebs und der Fahrzeuge betrachtet. Über eine Prognose der Ausfallwahrscheinlichkeit bzw. Restlebensdauer von Subsystemen können mittels Digitalisierung die Instandhaltungskosten gesenkt werden. Die geringen Fehlerraten im System Bahn machen die Nutzung besonderer Simulationstechniken notwendig. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie sich die Subsystemverfügbarkeit aus den beobachteten Fehlerraten der Teilfunktionen vorhersagen lässt.
This work presents a methodology for automated
damage-sensitive feature extraction and anomaly
detection under multivariate operational variability
for in-flight assessment of wings. The
method uses a passive excitation approach, i. e.
without the need for artificial actuation. The
modal system properties (natural frequencies and
damping ratios) are used as damage-sensitive
features. Special emphasis is placed on the use
of Fiber Bragg Grating (FBG) sensing technology
and the consideration of Operational and
Environmental Variability (OEV). Measurements
from a wind tunnel investigation with a composite
cantilever equipped with FBG and piezoelectric
sensors are used to successfully detect an impact
damage. In addition, the feasibility of damage
localisation and severity estimation is evaluated
based on the coupling found between damageand
OEV-induced feature changes.
The main objective of the BATIMASS project was to address how the energy balance in relatively lightweight steel buildings can be improved by building in ‘active thermal mass’ (ATM) into the building fabric. This was achieved through concept design, dynamic thermal modelling and testing of a number of potentially viable systems and concepts. A significant programme of thermal simulation modelling was undertaken utilising the thermally equivalent slab (TES) concept to model the passive thermal capacity effect of profiled, composite metal floor decks. It is apparent from the modelling results that thermal mass is a highly complex phenomenon which is highly dependent upon building type, occupancy patterns, climate and many other aspects of the building design and servicing strategy. The ATM systems developed, both conceptually and for prototype testing, focussed on water-cooled composite slabs, the Cofradal floor system and the phase change material (PCM) Energain. In addition to laboratory testing of prototypes, whole building monitoring was undertaken at the Kubik building in Spain and the RWTH test building in Germany. Advanced thermal modelling was also undertaken to estimate the likely benefits of the ATM concept designs developed and for comparison with the test results. In addition to thermal testing, structural tests were conducted on composite floor specimens incorporating embedded water pipes. This Final Report presents the results of the activities carried out under this RFCS contract RFSR CT 2012 00033. The work carried out is reported in six major sections corresponding to the technical Work Packages of the project. Only summaries of the work carried out are provided in this report; all work undertaken is fully reported in the formal project deliverables.
Purpose
To assess the feasibility of prostate ¹H MR spectroscopic imaging (MRSI) using low-power spectral-spatial (SPSP) pulses at 7T, exploiting accurate spectral selection and spatial selectivity simultaneously.
Methods
A double spin-echo sequence was equipped with SPSP refocusing pulses with a spectral selectivity of 1 ppm. Three-dimensional prostate ¹H-MRSI at 7T was performed with the SPSP-MRSI sequence using an 8-channel transmit array coil and an endorectal receive coil in three patients with prostate cancer and in one healthy subject. No additional water or lipid suppression pulses were used.
Results
Prostate ¹H-MRSI could be obtained well within specific absorption rate (SAR) limits in a clinically feasible time (10 min). Next to the common citrate signals, the prostate spectra exhibited high spermine signals concealing creatine and sometimes also choline. Residual lipid signals were observed at the edges of the prostate because of limitations in spectral and spatial selectivity.
Conclusion
It is possible to perform prostate ¹H-MRSI at 7T with a SPSP-MRSI sequence while using separate transmit and receive coils. This low-SAR MRSI concept provides the opportunity to increase spatial resolution of MRSI within reasonable scan times.
Compared to peripheral pain, trigeminal pain elicits higher levels of fear, which is assumed to enhance the interruptive effects of pain on concomitant cognitive processes. In this fMRI study we examined the behavioral and neural effects of trigeminal (forehead) and peripheral (hand) pain on visual processing and memory encoding. Cerebral activity was measured in 23 healthy subjects performing a visual categorization task that was immediately followed by a surprise recognition task. During the categorization task subjects received concomitant noxious electrical stimulation on the forehead or hand. Our data show that fear ratings were significantly higher for trigeminal pain. Categorization and recognition performance did not differ between pictures that were presented with trigeminal and peripheral pain. However, object categorization in the presence of trigeminal pain was associated with stronger activity in task-relevant visual areas (lateral occipital complex, LOC), memory encoding areas (hippocampus and parahippocampus) and areas implicated in emotional processing (amygdala) compared to peripheral pain. Further, individual differences in neural activation between the trigeminal and the peripheral condition were positively related to differences in fear ratings between both conditions. Functional connectivity between amygdala and LOC was increased during trigeminal compared to peripheral painful stimulation. Fear-driven compensatory resource activation seems to be enhanced for trigeminal stimuli, presumably due to their exceptional biological relevance.
Objective
This study assesses and quantifies impairment of postoperative magnetic resonance imaging (MRI) at 7 Tesla (T) after implantation of titanium cranial fixation plates (CFPs) for neurosurgical bone flap fixation.
Materials and methods
The study group comprised five patients who were intra-individually examined with 3 and 7 T MRI preoperatively and postoperatively (within 72 h/3 months) after implantation of CFPs. Acquired sequences included T₁-weighted magnetization-prepared rapid-acquisition gradient-echo (MPRAGE), T₂-weighted turbo-spin-echo (TSE) imaging, and susceptibility-weighted imaging (SWI). Two experienced neurosurgeons and a neuroradiologist rated image quality and the presence of artifacts in consensus reading.
Results
Minor artifacts occurred around the CFPs in MPRAGE and T2 TSE at both field strengths, with no significant differences between 3 and 7 T. In SWI, artifacts were accentuated in the early postoperative scans at both field strengths due to intracranial air and hemorrhagic remnants. After resorption, the brain tissue directly adjacent to skull bone could still be assessed. Image quality after 3 months was equal to the preoperative examinations at 3 and 7 T.
Conclusion
Image quality after CFP implantation was not significantly impaired in 7 T MRI, and artifacts were comparable to those in 3 T MRI.
Purpose
To calculate local specific absorption rate (SAR) correctly, both the amplitude and phase of the signal in each transmit channel have to be known. In this work, we propose a method to derive a conservative upper bound for the local SAR, with a reasonable safety margin without knowledge of the transmit phases of the channels.
Methods
The proposed method uses virtual observation points (VOPs). Correction factors are calculated for each set of VOPs that prevent underestimation of local SAR when the VOPs are applied with the correct amplitudes but fixed phases.
Results
The proposed method proved to be superior to the worst-case calculation based on the maximum eigenvalue of the VOPs. The mean overestimation for six coil setups could be reduced, whereas no underestimation of the maximum local SAR occurred. In the best investigated case, the overestimation could be reduced from a factor of 3.3 to a factor of 1.7.
Conclusion
The upper bound for the local SAR calculated with the proposed method allows a fast estimation of the local SAR based on power measurements in the transmit channels and facilitates SAR monitoring in systems that do not have the capability to monitor transmit phases
Zum Zweck der Kapitalanlage beteiligte sich der Bekl. an einer Publikumsgesellschaft. Diese war als (mehrgliedrige) atypische stille Gesellschaft organisiert (vgl. a. BGHZ 199, 104 = DNotZ 2014, 374 = NZG 2013, 1422 = DStR 2014, 45 Rn. 18). Der Gesellschaftsvertrag („GV“) sah für diejenigen Gesellschafter, die wie der Bekl. ihre Einlage in Form einer Einmaleinlage erbracht hatten, eine jährliche gewinnunabhängige Ausschüttung vor. Es sollte sich dabei ausdrücklich nicht um eine Garantieverzinsung handeln. Ende 2009 wurde die stille Gesellschaft durch Mehrheitsbeschluss der Stillen aufgelöst. Nach dem GV waren die Stillen im Falle ihres Ausscheidens sowie bei „Liquidation des Unternehmens“ des Geschäftsinhabers verhältnismäßig an dem jeweils seit ihrem Beitritt gebildeten Vermögen einschließlich der stillen Reserven sowie eines evtl. Geschäftswerts zu beteiligen (Auseinandersetzungswert). Den sich hiernach für den Bekl. auf seinem Kapitalkonto ergebenden Negativsaldo sollte dieser durch Erstattung der von ihm erhaltenen gewinnunabhängigen Auszahlungen ausgleichen. Anders als das LG als Berufungsinstanz bejahte der BGH auf Grundlage des GV einen Rückerstattungsanspruch der klagenden Geschäftsinhaberin.
Robotergestütztes System für ein verbessertes neuromuskuläres Aufbautraining der Beinstrecker
(2016)
Neuromuskuläres Aufbautraining der Beinstrecker ist ein wichtiger Bestandteil in der Rehabilitation und Prävention von Muskel-Skelett-Erkrankungen. Effektives Training erfordert hohe Muskelkräfte, die gleichzeitig hohe Belastungen von bereits geschädigten Strukturen bedeuten. Um trainingsinduzierte Schädigungen zu vermeiden, müssen diese Kräfte kontrolliert werden. Mit heutigen Trainingsgeräten können diese Ziele allerdings nicht erreicht werden. Für ein sicheres und effektives Training sollen durch den Einsatz der Robotik, Sensorik, eines Regelkreises sowie Muskel-Skelett-Modellen Belastungen am Zielgewebe direkt berechnet und kontrolliert werden. Auf Basis zweier Vorstudien zu möglichen Stellgrößen wird der Aufbau eines robotischen Systems vorgestellt, das sowohl für Forschungszwecke als auch zur Entwicklung neuartiger Trainingsgeräte verwendet werden kann.
Für die Verarbeitung von natürlicher Sprache ist ein wichtiger Zwischenschritt das Parsing, bei dem für Sätze der natürlichen Sprache Ableitungsbäume bestimmt werden. Dieses Verfahren ist vergleichbar zum Parsen formaler Sprachen, wie z. B. das Parsen eines Quelltextes. Die Parsing-Methoden der formalen Sprachen, z. B. Bottom-up-Parser, können nicht auf das Parsen der natürlichen Sprache übertragen werden, da keine Formalisierung der natürlichen Sprachen existiert [3, 12, 23, 30].
In den ersten Programmen, die natürliche Sprache verarbeiten [32, 41], wurde versucht die natürliche Sprache mit festen Regelmengen zu verarbeiten. Dieser Ansatz stieß jedoch schnell an seine Grenzen, da die Regelmenge nicht vollständig sowie nicht minimal ist und wegen der benötigten Menge an Regeln schwer zu verwalten ist. Die Korpuslinguistik [22] bot die Möglichkeit, die Regelmenge durch Supervised-Machine-Learning-Verfahren [2] abzulösen.
Teil der Korpuslinguistik ist es, große Textkorpora zu erstellen und diese mit sprachlichen Strukturen zu annotieren. Zu diesen Strukturen gehören sowohl die Wortarten als auch die Ableitungsbäume der Sätze. Vorteil dieser Methodik ist es, dass repräsentative Daten zur Verfügung stehen. Diese Daten werden genutzt, um mit Supervised-Machine-Learning-Verfahren die Gesetzmäßigkeiten der natürliche Sprachen zu erlernen.
Das Maximum-Entropie-Verfahren ist ein Supervised-Machine-Learning-Verfahren, das genutzt wird, um natürliche Sprache zu erlernen. Ratnaparkhi [25] nutzt Maximum-Entropie, um Ableitungsbäume für Sätze der natürlichen Sprache zu erlernen. Dieses Verfahren macht es möglich, die natürliche Sprache (abgebildet als Σ∗) trotz einer fehlenden formalen Grammatik zu parsen.
This summer, RoboCup competitions were held for the 20th time in Leipzig, Germany. It was the second time that RoboCup took place in Germany, 10 years after the 2006 RoboCup in Bremen. In this article, we give an overview on the latest developments of RoboCup and what happened in the different leagues over the last decade. With its 20th edition, RoboCup clearly is a success story and a role model for robotics competitions. From our personal view point, we acknowledge this by giving a retrospection about what makes RoboCup such a success.
Mit steigenden Dämmstandards und höheren Komfortanforderungen der Nutzer gerät die Problematik der sommerlichen Überhitzung zunehmend in den Fokus. Um die Überhitzung möglichst gering zu halten, sind Maßnahmen und Lösungen zu entwickeln, die den potenziellen Kühlbedarf eines Gebäudes vermeiden sowie reduzieren. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes BATIMASS wurden Techniken untersucht, die die sommerliche Raumtemperatur ohne zusätzliche Kühlung (passiv) oder aber mit energieeffizienter wasserbasierter Flächenkühlung (aktiv) reduzieren und die besonders für Gebäude in Stahl(leicht)bauweise geeignet sind. Dafür wurde die Methodik der thermisch äquivalenten Decke weiterentwickelt, um das thermische Verhalten von Profilblechdecken in Gebäuden für beide Lösungsansätze analysieren zu können. Darüber hinaus wurde der Einsatz von Phasenwechselmaterial (PCM) zur Steigerung der Speicherfähigkeit von leichten Decken mit besonders geringer thermischer Masse in Simulationen sowie im Labor untersucht und bewertet.
This article discusses the contrast between the information transportation companies provide to travellers and that of their brand messaging. Companies’ brand messaging often portrays the service they provide as pleasant, stress free and perfect. Customers and users of the service, on the other hand, often describe their experience of the service as a negative one. This article suggests that the brand value would be greater if transportation companies paid more attention to the users’ experience when designing their information systems, particularly in worst case scenarios.
The enormous diversity of seed traits is an intriguing feature and critical for the overwhelming success of higher plants. In particular, seed mass is generally regarded to be key for seedling development but is mostly approximated by using scanning methods delivering only two-dimensional data, often termed seed size. However, three-dimensional traits, such as the volume or mass of single seeds, are very rarely determined in routine measurements. Here, we introduce a device named phenoSeeder, which enables the handling and phenotyping of individual seeds of very different sizes. The system consists of a pick-and-place robot and a modular setup of sensors that can be versatilely extended. Basic biometric traits detected for individual seeds are two-dimensional data from projections, three-dimensional data from volumetric measures, and mass, from which seed density is also calculated. Each seed is tracked by an identifier and, after phenotyping, can be planted, sorted, or individually stored for further evaluation or processing (e.g. in routine seed-to-plant tracking pipelines). By investigating seeds of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), rapeseed (Brassica napus), and barley (Hordeum vulgare), we observed that, even for apparently round-shaped seeds of rapeseed, correlations between the projected area and the mass of seeds were much weaker than between volume and mass. This indicates that simple projections may not deliver good proxies for seed mass. Although throughput is limited, we expect that automated seed phenotyping on a single-seed basis can contribute valuable information for applications in a wide range of wild or crop species, including seed classification, seed sorting, and assessment of seed quality.
Wind-induced operational variability is one of the major challenges for structural health monitoring of slender engineering structures like aircraft wings or wind turbine blades. Damage sensitive features often show an even bigger sensitivity to operational variability. In this study a composite cantilever was subjected to multiple mass configurations, velocities and angles of attack in a controlled wind tunnel environment. A small-scale impact damage was introduced to the specimen and the structural response measurements were repeated. The proposed damage detection methodology is based on automated operational modal analysis. A novel baseline preparation procedure is described that reduces the amount of user interaction to the provision of a single consistency threshold. The procedure starts with an indeterminate number of operational modal analysis identifications from a large number of datasets and returns a complete baseline matrix of natural frequencies and damping ratios that is suitable for subsequent anomaly detection. Mahalanobis distance-based anomaly detection is then applied to successfully detect the damage under varying severities of operational variability and with various degrees of knowledge about the present operational conditions. The damage detection capabilities of the proposed methodology were found to be excellent under varying velocities and angles of attack. Damage detection was less successful under joint mass and wind variability but could be significantly improved through the provision of the currently encountered operational conditions.
Label-free Electrostatic Detection of DNA Amplification by PCR Using Capacitive Field-effect Devices
(2016)
A capacitive field-effect EIS (electrolyte-insulator-semiconductor) sensor modified with a positively charged weak polyelectrolyte of poly(allylamine hydrochloride) (PAH)/single-stranded probe DNA (ssDNA) bilayer has been used for a label-free electrostatic detection of pathogen-specific DNA amplification via polymerase chain reaction (PCR). The sensor is able to distinguish between positive and negative PCR solutions, to detect the existence of target DNA amplicons in PCR samples and thus, can be used as tool for a quick verification of DNA amplification and the successful PCR process.
A New Class of Biosensors Based on Tobacco Mosaic Virus and Coat Proteins as Enzyme Nanocarrier
(2016)
Air-water flows can be found in different engineering applications: from nuclear engineering to huge hydraulic structures. In this paper, a single tip fibre optical probe has been used to record high frequency (over 1 MHz) phase functions at different locations of a stepped spillway. These phase functions have been related to the interfacial velocities by means of Artificial Neural Networks (ANN) and the measurements of a classical double tip conductivity probe. Special attention has been put to the input selection and the ANN dimensions. Finally, ANN have shown to be able to link the signal rising times and plateau shapes to the air-water interfacial velocity.
Leitung und Konzeption: Thomas Tünnemann, Professor für Gestalten, FB Architektur, FH Aachen:
Mit Beiträgen von
Miriam Azzab, Larissa Rohr, Janna Steinhart, Felix Reymann, Kevin Osterkamp, Mark Kieckhefer, Pia Bienert, Sarah Schuhmann, Hermann Stuzmann, Silvana Hecklinger, Thorsten, Köllen, Jesse Dilworth, Silke Wanders, Tomas Tünnemann und Jan Waschinzki
Genussrechte als Instrument der Unternehmensfinanzierung von kommunalen Wohnungs- baugesellschaften
(2016)
Die kommunalen Wohnungsbaugesellschaften und ihr Geschäftszweck bzw. Versorgungsauftrag erfahren aus gesamtgesellschaftlichen Gründen aktuell einen erheblichen Bedeutungszuwachs. Der kommunale Wohnungsbau soll und muss intensiviert werden, da z.B. zunehmend Wohnungsbindungen auslaufen. Bezahlbare Neubauten fehlen speziell Familien, Senioren, Studenten und Flüchtlingen. Um das Investitionsvolumen zu bewältigen, bedarf es nicht nur der Förderkredite, sondern auch der Zuführung „frischen Kapitals“. Der Beitrag stellt dar, dass Genussrechte ein interessantes und oft unbekanntes Finanzierungsinstrument für kommunale Wohnungsbaugesellschaften mit passgenauen Ausgestaltungsmöglichkeiten sind. Mit Hilfe von Genussrechten können die notwendigen Neubau-Investitionen solide mit Quasi-Eigenkapital unterlegt werden und den sozialen Wohnungsbau wiederbeleben. Genussrechte als Hybridkapital lassen sich mangels gesetzlicher Eingrenzung exakt und individuell ebenso an die Bedürfnisse der kommunalen Wohnungsbaugesellschaft anpassen wie an die der Gesellschafter und des jeweiligen Neubauvorhabens.
The Dry-Low-NOₓ (DLN) Micromix combustion technology has been developed as low emission combustion principle for industrial gas turbines fueled with hydrogen or syngas. The combustion process is based on the phenomenon of jet-in-crossflow-mixing. Fuel is injected perpendicular into the air-cross-flow and burned in a multitude of miniaturized, diffusion-like flames. The miniaturization of the flames leads to a significant reduction of NOₓ emissions due to the very short residence time of reactants in the flame.
In the Micromix research approach, CFD analyses are validated towards experimental results. The combination of numerical and experimental methods allows an efficient design and optimization of DLN Micromix combustors concerning combustion stability and low NOₓ emissions.
The paper presents a comparison of several numerical combustion models for hydrogen and hydrogen-rich syngas. They differ in the complexity of the underlying reaction mechanism and the associated computational effort.
For pure hydrogen combustion a one-step global reaction is applied using a hybrid Eddy-Break-up model that incorporates finite rate kinetics. The model is evaluated and compared to a detailed hydrogen combustion mechanism derived by Li et al. including 9 species and 19 reversible elementary reactions. Based on this mechanism, reduction of the computational effort is achieved by applying the Flamelet Generated Manifolds (FGM) method while the accuracy of the detailed reaction scheme is maintained.
For hydrogen-rich syngas combustion (H₂-CO) numerical analyses based on a skeletal H₂/CO reaction mechanism derived by Hawkes et al. and a detailed reaction mechanism provided by Ranzi et al. are performed.
The comparison between combustion models and the validation of numerical results is based on exhaust gas compositions available from experimental investigation on DLN Micromix combustors.
The conducted evaluation confirms that the applied detailed combustion mechanisms are able to predict the general physics of the DLN-Micromix combustion process accurately. The Flamelet Generated Manifolds method proved to be generally suitable to reduce the computational effort while maintaining the accuracy of detailed chemistry.
Especially for reaction mechanisms with a high number of species accuracy and computational effort can be balanced using the FGM model.
Combined with the use of renewable energy sources for its production, Hydrogen represents a possible alternative gas turbine fuel within future low emission power generation. Due to the large difference in the physical properties of Hydrogen compared to other fuels such as natural gas, well established gas turbine combustion systems cannot be directly applied for Dry Low NOx (DLN) Hydrogen combustion. Thus, the development of DLN combustion technologies is an essential and challenging task for the future of Hydrogen fuelled gas turbines. The DLN Micromix combustion principle for hydrogen fuel has been developed to significantly reduce NOx-emissions. This combustion principle is based on cross-flow mixing of air and gaseous hydrogen which reacts in multiple miniaturized diffusion-type flames. The major advantages of this combustion principle are the inherent safety against flash-back and the low NOx-emissions due to a very short residence time of reactants in the flame region of the micro-flames. The Micromix Combustion technology has been already proven experimentally and numerically for pure Hydrogen fuel operation at different energy density levels. The aim of the present study is to analyze the influence of different geometry parameter variations on the flame structure and the NOx emission and to identify the most relevant design parameters, aiming to provide a physical understanding of the Micromix flame sensitivity to the burner design and identify further optimization potential of this innovative combustion technology while increasing its energy density and making it mature enough for real gas turbine application. The study reveals great optimization potential of the Micromix Combustion technology with respect to the DLN characteristics and gives insight into the impact of geometry modifications on flame structure and NOx emission. This allows to further increase the energy density of the Micromix burners and to integrate this technology in industrial gas turbines.
Combined with the use of renewable energy sources for its production, hydrogen represents a possible alternative gas turbine fuel for future low-emission power generation. Due to the difference in the physical properties of hydrogen compared to other fuels such as natural gas, well-established gas turbine combustion systems cannot be directly applied to dry low NOₓ (DLN) hydrogen combustion. The DLN micromix combustion of hydrogen has been under development for many years, since it has the promise to significantly reduce NOₓ emissions. This combustion principle for air-breathing engines is based on crossflow mixing of air and gaseous hydrogen. Air and hydrogen react in multiple miniaturized diffusion-type flames with an inherent safety against flashback and with low NOₓ emissions due to a very short residence time of the reactants in the flame region. The paper presents an advanced DLN micromix hydrogen application. The experimental and numerical study shows a combustor configuration with a significantly reduced number of enlarged fuel injectors with high-thermal power output at constant energy density. Larger fuel injectors reduce manufacturing costs, are more robust and less sensitive to fuel contamination and blockage in industrial environments. The experimental and numerical results confirm the successful application of high-energy injectors, while the DLN micromix characteristics of the design point, under part-load conditions, and under off-design operation are maintained. Atmospheric test rig data on NOₓ emissions, optical flame-structure, and combustor material temperatures are compared to numerical simulations and show good agreement. The impact of the applied scaling and design laws on the miniaturized micromix flamelets is particularly investigated numerically for the resulting flow field, the flame-structure, and NOₓ formation.
Turbulent dispersion in bounded horizontal jets : RANS capabilities and physical modeling comparison
(2016)
Low-end-Embedded-Plattformen stellen eine hohe Anforderung an die Entscheidungsfähigkeit des Entwicklers: Zum nächstgrößeren Prozessor greifen und ein Betriebssystem benutzen oder doch besser auf das Betriebssystem verzichten? Die Frage lässt sich einfach beantworten: Einen Nanokernel verwenden und das Embedded-System mit einem minimalen Footprint realisieren. Adam Dunkels Protothreads sind eine ausgesprochen effiziente Art, Mikrocontroller gut strukturiert zu programmieren und gleichzeitig auf Overhead zu verzichten. So können auch mit kleinen 8-bit-Prozessoren anspruchsvolle Aufgaben in einem Thread-Modell bearbeitet werden. Man muss also nicht immer das Rad neu erfinden oder gleich auf Linux-basierte Systeme zurückgreifen.
Optical flow estimation is known from Computer Vision where it is used to determine obstacle movements through a sequence of images following an assumption of brightness conservation. This paper presents the first study on application of the optical flow method to aerated stepped spillway flows. For this purpose, the flow is captured with a high-speed camera and illuminated with a synchronized LED light source. The flow velocities, obtained using a basic Horn–Schunck method for estimation of the optical flow coupled with an image pyramid multi-resolution approach for image filtering, compare well with data from intrusive conductivity probe measurements. Application of the Horn–Schunck method yields densely populated flow field data sets with velocity information for every pixel. It is found that the image pyramid approach has the most significant effect on the accuracy compared to other image processing techniques. However, the final results show some dependency on the pixel intensity distribution, with better accuracy found for grey values between 100 and 150.
IoT von der Stange
(2016)
To better understand what kinds of sports and exercise could be beneficial for the intervertebral disc (IVD), we performed a review to synthesise the literature on IVD adaptation with loading and exercise. The state of the literature did not permit a systematic review; therefore, we performed a narrative review. The majority of the available data come from cell or whole-disc loading models and animal exercise models. However, some studies have examined the impact of specific sports on IVD degeneration in humans and acute exercise on disc size. Based on the data available in the literature, loading types that are likely beneficial to the IVD are dynamic, axial, at slow to moderate movement speeds, and of a magnitude experienced in walking and jogging. Static loading, torsional loading, flexion with compression, rapid loading, high-impact loading and explosive tasks are likely detrimental for the IVD. Reduced physical activity and disuse appear to be detrimental for the IVD. We also consider the impact of genetics and the likelihood of a ‘critical period’ for the effect of exercise in IVD development. The current review summarises the literature to increase awareness amongst exercise, rehabilitation and ergonomic professionals regarding IVD health and provides recommendations on future directions in research.
Background and Objective
Effective leg extension training at a leg press requires high forces, which need to be controlled to avoid training-induced damage. In order to avoid high external knee adduction moments, which are one reason for unphysiological loadings on knee joint structures, both training movements and the whole reaction force vector need to be observed. In this study, the applicability of lateral and medial changes in foot orientation and position as possible manipulated variables to control external knee adduction moments is investigated. As secondary parameters both the medio-lateral position of the center of pressure and the frontal-plane orientation of the reaction force vector are analyzed.
Methods
Knee adduction moments are estimated using a dynamic model of the musculoskeletal system together with the measured reaction force vector and the motion of the subject by solving the inverse kinematic and dynamic problem. Six different foot conditions with varying positions and orientations of the foot in a static leg press are evaluated and compared to a neutral foot position.
Results
Both lateral and medial wedges under the foot and medial and lateral shifts of the foot can influence external knee adduction moments in the presented study with six healthy subjects. Different effects are observed with the varying conditions: the pose of the leg is changed and the direction and center of pressure of the reaction force vector is influenced. Each effect results in a different direction or center of pressure of the reaction force vector.
Conclusions
The results allow the conclusion that foot position and orientation can be used as manipulated variables in a control loop to actively control knee adduction moments in leg extension training.
In Deutschland liegt der Anteil der Windkraft an der Gesamtstromerzeugung bei 13,3% mit mehr als 25.000 installierten Windenergieanlagen (WEA). Weltweit erfährt die Windbranche ein rasantes Wachstum. Indien und China berichten eine jährliche Wachstumsrate an Neuinstallationen von 45%. Die Technologie zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft ist noch vergleichsweise jung. Durch die weltweit steigende Anzahl an Windenergieanlagen wächst zunehmend der Bedarf an innovativen Wartungslösungen. Komponenten wie Generator oder Getriebe sind inzwischen weitestgehend ausgereift. Der Fokus richtet sich zunehmend auf die wesentliche Kernkomponente - die Rotorblätter.
Industriekletterer inspizieren die Rotorblätter oder Türme i.d.R.
in einem zwei Jahres Rhythmus. Sie werden zunehmend durch Seilarbeitsbühnen unterstützt. Für größere Reparaturen kommen Kräne zum Einsatz, mit denen das Rotorblatt für die Instandhaltung demontiert wird. Die Standardinspektion besteht aus Sicht- und Klopfprüfung der Rotorblattoberfläche und ist nur bei sehr ruhiger Wetterlage durchführbar. Seit September 2014 wird das Forschungsprojekt SMART (Scanning, Monitoring, Analysis, Repair and Transportation), Entwicklung einer Wartungsplattform für WEA, vom BMWi gefördert. Das Konsortium besteht aus zwei Firmen und der
Fachhochschule Aachen. Die SMART-Anlage klettert reibschlüssig am Turm der WEA mittels speziellen Kettenfahrwerken (Abbildung) auf- und abwärts. Ein ringförmiges Spannsystems, basierend auf dem Konzept der „Nürnberger“-Schere, erzeugt die erforderliche Anpresskraft für den Kletterprozess. Wettergeschützte Arbeitskabinen ermöglichen die ganzjährige Instandhaltung von Rotorblättern und ebenso Türmen. Dadurch können Wartungsarbeiten auf 24 Stunden am Tag ausgeweitet werden. Der kombinierte Einsatz (Sensorfusion) bildgebender Messtechnik wie Thermografie, Ultraschall, und Terahertz in der Arbeitskabine kann die Dokumentation, Effizienz und Qualität der Instandhaltungsarbeiten erheblich verbessern. Langfristiges Ziel von SMART ist ein Condition Monitoring für Rotorblätter und Türme auf Basis digitalisierter dreidimensionaler Volumenscans. Der kooperative Einsatz mit UAVs erweitert die Instandhaltungsstrategie. UAVs ermöglichen die schnelle, kostengünstige globale optische Inspektion von Rotorblattoberflächen zur Detektion potentieller Fehlstellen. Der „Proof-of-Concept“ Meilenstein wurde mit der Demonstration eines funktionsfähigen Modells im Dezember 2015 erfolgreich abgeschlossen.