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Familienbezogene Sozialleistungen sind wichtige Bestandteile eines Sozialstaats: Nicht nur helfen sie Kindern und Familien bei der Bewältigung ihres Alltags, vielmehr sichern sie ein ̈würdevolles Zusammenleben, gleichen in Teilen soziale Unterschiede aus und korrigieren ungleiche Startchancen. Chancengleichheit ist kein triviales Thema: Eine Gesellschaft, die auf sozialen Grundpfeilern aufbaut, muss ständig die Umsetzung dieses eigenen Anspruchs bewerten. Finanzielle Mittel, die deswegen angeboten werden, sind nur dann wirksam, wenn sie Betroffene erreichen.
Die Nicht-Inanspruchnahme von Sozialleistungen ist ein komplexes Problem. Als Ursache wird gemeinhin die Attraktivität der Leistungen genannt. Vielfach sind aber die Kommunikation und die Informationsbeschaffung entscheidende Faktoren, warum Hilfe ungenutzt bleibt. In dem Projekt ist demgemäß zu erörtern, wie über zeitgemäße digitale Instrumente das Angebot und die Leistungen der Familienkasse zugänglich, barrierearm und intuitiv gestaltet werden können.
Digitale Medien wollen gelernt sein : Kampagne für die "Medienscouts NRW" zur Kompetenzförderung
(2023)
,,Digitale Medien wollen gelernt sein" ist eine Kampagne für das Projekt Medienscouts. Hier werden im ersten Schritt interessierte Schüler:innen an weiterführenden Schulen zu Medienexpert:innen ausgebildet. Im Zweiten geben sie ihr Wissen an ihre Mitschüler:innen weiter und fungieren in ihren Schulen als gleichaltrige Ansprechpartner:innen bei Fragen oder Problemen. Um weitere Schüler:innen für das Projekt zu werben, konzentriert sich die Kampagne auf eine altersgerechte Social Media-Präsenz. Ebenso wie das Projekt gibt auch die Kampagne den teilnehmenden Medienscouts die Freiheit, ihre Erfahrungen und Tipps zu teilen. Hierzu ist ein praktikables Konzept entworfen worden, mit dem die Scouts fortlaufend ihre offiziellen Kanäle bespielen können.
This article describes an Internet of things (IoT) sensing device with a wireless interface which is powered by the energy-harvesting method of the Wiegand effect. The Wiegand effect, in contrast to continuous sources like photovoltaic or thermal harvesters, provides small amounts of energy discontinuously in pulsed mode. To enable an energy-self-sufficient operation of the sensing device with this pulsed energy source, the output energy of the Wiegand generator is maximized. This energy is used to power up the system and to acquire and process data like position, temperature or other resistively measurable quantities as well as transmit these data via an ultra-low-power ultra-wideband (UWB) data transmitter. A proof-of-concept system was built to prove the feasibility of the approach. The energy consumption of the system during start-up was analysed, traced back in detail to the individual components, compared to the generated energy and processed to identify further optimization options. Based on the proof of concept, an application prototype was developed.
Jede Nacht aufs Neue begeben wir uns in einen Zustand äußerer Ruhe. Unser Bewusstsein geht dabei ganz oder teilweise verloren, wir reagieren vermindert auf äußere Reize, die meisten unserer Körperfunktionen sind aufgehoben und am nächsten Morgen erinnern wir uns maximal an Bruchteile der letzten Stunden: Wir schlafen. Doch was genau passiert mit uns in dieser Zeit? Welche Vorteile bringt es uns zu schlafen? Welche Bedeutung haben unsere Träume? Und wieso steigt die Zahl an Menschen, die unter Schlafstörungen leiden, rapide an? In 'Somnio' wird diesen und weiteren Fragen auf den Grund gegangen und ein Blick in die Welt des Schlafs geboten. Ziel dieser Publikation ist es, Licht in eine oft noch unbekannte und gleichzeitig unglaubliche Welt zu bringen. Eine Welt, in der jeder von uns im Durchschnitt immerhin ein Drittel seines Lebens verbringt.
Motile cilia are hair-like cell extensions that beat periodically to generate fluid flow along various epithelial tissues within the body. In dense multiciliated carpets, cilia were shown to exhibit a remarkable coordination of their beat in the form of traveling metachronal waves, a phenomenon which supposedly enhances fluid transport. Yet, how cilia coordinate their regular beat in multiciliated epithelia to move fluids remains insufficiently understood, particularly due to lack of rigorous quantification. We combine experiments, novel analysis tools, and theory to address this knowledge gap. To investigate collective dynamics of cilia, we studied zebrafish multiciliated epithelia in the nose and the brain. We focused mainly on the zebrafish nose, due to its conserved properties with other ciliated tissues and its superior accessibility for non-invasive imaging. We revealed that cilia are synchronized only locally and that the size of local synchronization domains increases with the viscosity of the surrounding medium. Even though synchronization is local only, we observed global patterns of traveling metachronal waves across the zebrafish multiciliated epithelium. Intriguingly, these global wave direction patterns are conserved across individual fish, but different for left and right noses, unveiling a chiral asymmetry of metachronal coordination. To understand the implications of synchronization for fluid pumping, we used a computational model of a regular array of cilia. We found that local metachronal synchronization prevents steric collisions, i.e., cilia colliding with each other, and improves fluid pumping in dense cilia carpets, but hardly affects the direction of fluid flow. In conclusion, we show that local synchronization together with tissue-scale cilia alignment coincide and generate metachronal wave patterns in multiciliated epithelia, which enhance their physiological function of fluid pumping.
High aerodynamic efficiency requires propellers with high aspect ratios, while propeller sweep potentially reduces noise. Propeller sweep and high aspect ratios increase elasticity and coupling of structural mechanics and aerodynamics, affecting the propeller performance and noise. Therefore, this paper analyzes the influence of elasticity on forward-swept, backward-swept, and unswept propellers in hover conditions. A reduced-order blade element momentum approach is coupled with a one-dimensional Timoshenko beam theory and Farassat's formulation 1A. The results of the aeroelastic simulation are used as input for the aeroacoustic calculation. The analysis shows that elasticity influences noise radiation because thickness and loading noise respond differently to deformations. In the case of the backward-swept propeller, the location of the maximum sound pressure level shifts forward by 0.5 °, while in the case of the forward-swept propeller, it shifts backward by 0.5 °. Therefore, aeroacoustic optimization requires the consideration of propeller deformation.
This paper presents an approach to predicting the sound exposure on the ground caused by a landing aircraft with recuperating propellers. The noise source along the trajectory of a flight specified for a steeper approach is simulated based on measurements of sound power levels and additional parameters of a single propeller placed in a wind tunnel. To validate the measured data/measurement results, these simulations are also supported by overflight measurements of a test aircraft. It is shown that the simple source models of propellers do not provide fully satisfactory results since the sound levels are estimated too low. Nevertheless, with a further reference comparison, margins for an acceptable increase in the sound power level of the aircraft on its now steeper approach path could be estimated. Thus, in this case, a +7 dB increase in SWL would not increase the SEL compared to the conventional approach within only 2 km ahead of the airfield.
Dynamic loads significantly impact the structural design of propeller blades due to fatigue and static strength. Since propellers are elastic structures, deformations and aerodynamic loads are coupled. In the past, propeller manufacturers established procedures to determine unsteady aerodynamic loads and the structural response with analytical steady-state calculations. According to the approach, aeroelastic coupling primarily consists of torsional deformations. They neglect bending deformations, deformation velocities, and inertia terms. This paper validates the assumptions above for a General Aviation propeller and a lift propeller for urban air mobility or large cargo drones. Fully coupled reduced-order simulations determine the dynamic loads in the time domain. A quasi-steady blade element momentum approach transfers loads to one-dimensional finite beam elements. The simulation results are in relatively good agreement with the analytical method for the General Aviation propeller but show increasing errors for the slender lift propeller. The analytical approach is modified to consider the induced velocities. Still, inertia and velocity proportional terms play a significant role for the lift propeller due to increased elasticity. The assumption that only torsional deformations significantly impact the dynamic loads of propellers is not valid. Adequate determination of dynamic loads of such designs requires coupled aeroelastic simulations or advanced analytical procedures.
Zeit spielt in unser aller Leben eine allgegenwärtige Rolle. Sie ist immer da, war schon immer da und nimmt ihren Lauf, ganz egal was wir tun. Aber was macht die Zeit und was hat sie für einen Einfluss auf uns? Ist sie unsere ständige Begleiterin oder unsere »Gegnerin«? Wie unterschiedlich wir auf Zeit blicken können, was sie bewirkt und wie unser Umgang mit ihr das Leben beeinflusst, zeigt die Reihe an monothematischen Magazinen »about time«. Das Thema wird aus unterschiedlichsten Blickwinkeln beleuchtet und soll so eine gewisse Sensibilität für den Umgang mit der eigenen Zeit schaffen — denn sie ist am Ende das Wertvollste, das bleibt.
Künstliche Intelligenz (KI) hat die Designbranche erreicht, doch die Angst, dass KI Designer:innen die Arbeitsplätze wegnimmt, ist unbegründet. Künstliche Intelligenz kann Designer:innen als Werkzeug dienen. Durch das Zusammenspiel von Designer:innen und KI entstehen innerhalb von kürzester Zeit neuartige Kreationen. Das Projekt „Designexperiments with Artificial Intelligence“ ist eine Sammlung von visuellen Experimenten, welche mit der Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt wurden. Eines dieser Experimente wird in Form einer Installation ausgestellt. Dabei werden die Besucher*innen aufgefordert mit der Maschine zusammen ein Bild zu gestalten. Dieser Input wird anschließend von einer KI verarbeitet. Das Projekt „Designexperimente with Artificial Intelligence“ ist ein Versuch, mittels künstlicher Intelligenz eine neue Ästhetik zu finden.
Fan sein bedeutet für viele Menschen unterschiedliche Dinge. Viele würden sich selber vielleicht nicht mal als Solche bezeichnen. Nichtsdestotrotz gibt es etwas, das diese Gruppe von Menschen verbindet: Die gemeinsame Leidenschaft für eine bestimmte Sache, die sie im Alltag nicht missen wollen. In Deutschland alleine würden sich 47.900.000 Menschen selber als Fußball-Fan bezeichnen. Und natürlich lässt sich nicht jeder dieser Menschen in den selben Topf werfen. Die Publikation „59 von 47.900.00 Fußball-Fans“ beschäftigt sich mit 59 dieser Fans, verschiedenen Wissenschaftler*innen und Psycholog*innen, um dem Fan-Sein auf den Grund zu gehen. Warum sind Menschen überhaupt Fußball-Fans? Was macht Fan-Sein aus? Und wer sind diese Ultras?
siso - lerne was du willst
(2023)
Kinder konsumieren heutzutage für viele Stunden am Tag soziale Medien. Jedoch sind die Inhalte auf diesen Plattformen oftmals nur oberflächlich und bieten wenig bis keinen Mehrwert durch z. B. zusätzliches Wissen. Dabei lernen Kinder einfacher, wenn ihr Interesse am Thema geweckt ist und sie Spaß an der Beschäftigung haben. Die individuellen Interessen der Kinder – und damit die möglichen Lerninhalte – sind vielfältig. Eine mögliche Lösung hierfür ist siso. Siso ist eine Lernplattform, die sich dadurch auszeichnet, dass Kinder ihren Interessen nachgehen sowie neue Fertigkeiten und Fähigkeiten erlernen können. Des Weiteren regt siso die Nutzer*innen durch Aufgaben dazu an, selbst aktiv zu werden. Durch die in der Anwendung verbaute soziale Komponente können Kinder sich auch über ihre Interessen austauschen und dadurch neue Freunde finden.
Die Auswirkungen psychischer Erkrankungen stellen ein zunehmendes Thema in unserer Gesellschaft dar. Allein in Deutschland erkranken jedes Jahr ein Viertel aller Menschen psychisch. Besonders seit der Pandemie wächst die Nachfrage nach psychotherapeutischer Behandlung stetig an, wodurch die Wartelisten in den Praxen immer länger werden. Betroffene müssen oft ein halbes Jahr oder länger auf einen Therapieplatz warten und sind gezwungen zu nehmen, was gerade frei ist. Dabei ist es für den Therapieerfolg essenziell, dass nicht nur die Therapie auf einen abgestimmt ist, sondern auch die Chemie zwischen Therapeut:in und Patient:in passt. OpenCouch ist eine Anwendung, die Betroffene bei der Therapieplatzsuche unterstützen soll, indem sie Informationen und Tools zur Verfügung stellt, um trotz der geringen Verfügbarkeit einen Therapieplatz finden zu können, der einen Behandlungserfolg garantiert.
Künstliche Intelligenz (KI) wird heute vielfältig eingesetzt, so auch im Bereich der Sprache. Persönliche Assistent:innen und Chatbots beeindrucken, da sie so etwas Vielschichtiges wie die menschliche Sprache beherrschen. Dass Maschinen dabei nur komplexen mathematischen Regeln folgen, ist den meisten klar. Doch was verbirgt sich hinter dem vermeintlichen „Sprachverständnis“ einer KI? Word Embeddings bilden eine numerische Repräsentation von Sprache ab und dienen einem Machine Learning Algorithmus als eine Art „Wortschatz“, mit dem gerechnet werden kann. Das Projekt bildet einen hundertdimensionalen Word Embedding Datensatz auf verschiedene Weise und mittels explorierbarer interaktiver Tools ab. Kombiniert mit Erklärungen und eigenen Erkenntnissen finden sich diese Tools in einem Blog, der fachfremden Einsteigenden ins Thema KI erste tiefergehende Einblicke „hinter die Kulissen“ bieten soll."
Roverandom : eine illustrative Aufarbeitung und Neuinterpretation des Kinderbuches von J.R.R Tolkien
(2023)
Die Geschichte „Roverandom“ von J.R.R Tolkien lädt auf eine spannende Reise an der Seite des kleinen Hundes Rover ein, welche zum Mond und in die Tiefsee, vorbei an Zauberern und Drachen führt. Um das Abenteuer Tolkiens neu aufleben zu lassen, befasst sich dieses Projekt mit der illustrativen Aufarbeitung der Geschichte. Auf Grundlage der Betrachtung von Inspirationen und eigenen Illustrationen des englischen Schriftstellers entwickelte sich eine einheitliche Gestaltung innerhalb des Projekts. Durch die Kombination analoger und digitaler Medien entstanden über 40 Illustrationen, welche verschiedenste Szenen visualisieren und so die Welt des kleinen Hundes Rover auf eine anschauliche Art und Weise darstellen. Die Geschichte „Roverandom“ wird so durch eine ganz eigene Bildsprache visuell begleitet und für interessierte Leser:innen neu geöffnet.
In this paper, we provide an analytical study of the transmission eigenvalue problem with two conductivity parameters. We will assume that the underlying physical model is given by the scattering of a plane wave for an isotropic scatterer. In previous studies, this eigenvalue problem was analyzed with one conductive boundary parameter whereas we will consider the case of two parameters. We prove the existence and discreteness of the transmission eigenvalues as well as study the dependence on the physical parameters. We are able to prove monotonicity of the first transmission eigenvalue with respect to the parameters and consider the limiting procedure as the second boundary parameter vanishes. Lastly, we provide extensive numerical experiments to validate the theoretical work.
The Cramér-von-Mises distance is applied to the distribution of the excess over a confidence level. Asymptotics of related statistics are investigated, and it is seen that the obtained limit distributions differ from the classical ones. For that reason, quantiles of the new limit distributions are given and new bootstrap techniques for approximation purposes are introduced and justified. The results motivate new one-sample goodness-of-fit tests for the distribution of the excess over a confidence level and a new confidence interval for the related fitting error. Simulation studies investigate size and power of the tests as well as coverage probabilities of the confidence interval in the finite sample case. A practice-oriented application of the Cramér-von-Mises tests is the determination of an appropriate confidence level for the fitting approach. The adoption of the idea to the well-known problem of threshold detection in the context of peaks over threshold modelling is sketched and illustrated by data examples.
Based on the European Space Agency (ESA) Science in Space Environment (SciSpacE) community White Paper “Human Physiology – Musculoskeletal system”, this perspective highlights unmet needs and suggests new avenues for future studies in musculoskeletal research to enable crewed exploration missions. The musculoskeletal system is essential for sustaining physical function and energy metabolism, and the maintenance of health during exploration missions, and consequently mission success, will be tightly linked to musculoskeletal function. Data collection from current space missions from pre-, during-, and post-flight periods would provide important information to understand and ultimately offset musculoskeletal alterations during long-term spaceflight. In addition, understanding the kinetics of the different components of the musculoskeletal system in parallel with a detailed description of the molecular mechanisms driving these alterations appears to be the best approach to address potential musculoskeletal problems that future exploratory-mission crew will face. These research efforts should be accompanied by technical advances in molecular and phenotypic monitoring tools to provide in-flight real-time feedback.
Dirty Air
(2023)
Die Formel 1 ist ein Extremsport und soll wie viele andere Wettbewerbe in diesem Bereich unterhalten. Die Konkurrenz unter den Fahrern ist jederzeit präsent, jedoch das dadurch steigende Gefahrenpotenzial nicht. In der Graphic Novel „Dirty Air“ wir auf Basis eines dokumentarisch-informativen Ansatzes aufgezeigt, inwiefern die Rivalität zweier Fahrer Auswirkungen auf die Sicherheit des Sports haben kann. Es wird über die wichtigsten Ereignisse der Saison 2021 erzählt, die beispielhaft dafür stehen, wie sich der Wettbewerb zuspitzen kann. Die Geschehnisse sind realen Gegebenheiten nachempfunden und illustrativ umgesetzt. Ziel der Arbeit ist es, die Leser*innen zum Nachdenken anzuregen und Verständnis zu schaffen. Rivalitäten sind wichtig und notwendig im Sport, sollten jedoch kein Anker für Hass und unüberlegte Risiken sein, egal ob innerhalb des Fahrerlagers oder der Fangemeinschaft.
"Das Editorial greift die Thematik der aktuellen Klimakrise auf und beleuchtet diese im Bereich des nachhaltigen Bauens. Denn durch das stetige Wachstum der menschlichen Bevölkerung in Kombination mit dem Anstieg des Pro-Kopf-Verbrauchs werden globale Ressourcen immer stärker belastet. Ziel der Arbeit ist es, die aktuelle Situation des Klimawandels aus einer Perspektive zu betrachten, der sich die meisten nicht bewusst sind. Denn besonders das Bauwesen trägt einen erheblichen Anteil zum Klimawandel bei. In der Publikation werden Texte zum Thema Klimawandel und nachhaltiges Bauen behandelt sowie fotografische Anwendungsbeispiele im Bereich der Bambus-Architektur gezeigt. Das Projekt präsentiert Lösungsansätze, wie herkömmliche Rohstoffe durch verarbeiteten Bambus ergänzt bzw. ersetzt werden können. Dadurch kann ein entscheidender Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels geleistet werden. Bambus bietet dahingehend viele Möglichkeiten. Bei richtiger Verarbeitung vereint er viele der geforderten Ansprüche nachhaltigen Bauens. Der Rohstoff ist stark und flexibel zugleich. Er bindet Kohlenstoff, reinigt kontaminierte Böden, beugt Erosionen vor und weist eine nahezu negative CO2-Bilanz auf. Wie kann es gelingen, diesen Rohstoff in westlichen Ländern als Baumaterial zu integrieren?"