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The work in modern open-pit and underground mines requires the transportation of large amounts of resources between fixed points. The navigation to these fixed points is a repetitive task that can be automated. The challenge in automating the navigation of vehicles commonly used in mines is the systemic properties of such vehicles. Many mining vehicles, such as the one we have used in the research for this paper, use steering systems with an articulated joint bending the vehicle’s drive axis to change its course and a hydraulic drive system to actuate axial drive components or the movements of tippers if available. To address the difficulties of controlling such a vehicle, we present a model-predictive approach for controlling the vehicle. While the control optimisation based on a parallel error minimisation of the predicted state has already been established in the past, we provide insight into the design and implementation of an MPC for an articulated mining vehicle and show the results of real-world experiments in an open-pit mine environment.
Despite the challenges of pioneering molten salt towers (MST), it remains the leading technology in central receiver power plants today, thanks to cost effective storage integration and high cost reduction potential. The limited controllability in volatile solar conditions can cause significant losses, which are difficult to estimate without comprehensive modeling [1]. This paper presents a Methodology to generate predictions of the dynamic behavior of the receiver system as part of an operating assistance system (OAS). Based on this, it delivers proposals if and when to drain and refill the receiver during a cloudy period in order maximize the net yield and quantifies the amount of net electricity gained by this. After prior analysis with a detailed dynamic two-phase model of the entire receiver system, two different reduced modeling approaches where developed and implemented in the OAS. A tailored decision algorithm utilizes both models to deliver the desired predictions efficiently and with appropriate accuracy.
Kinder sind bei der Suche nach Antworten auf ihre Fragen in unserer medialen Gesellschaft stark mit dem digitalen Raum konfrontiert. Diese Medien können bei einer nicht kindergerechten Benutzung wichtige Entwicklungsprozesse hindern. Im Gegensatz dazu geben diese aber auch die Möglichkeit, Kindern wichtige Denkgewohnheiten beizubringen und sie besser auf die Zukunft vorzubereiten. Ziel der Arbeit ist es, eine Verbindung zwischen der analogen und digitalen Welt herzustellen und ein vielfältiges Lernen zu ermöglichen. Die App „miela“ schafft eine neue Ebene der Wissensvermittlung durch die Kombination von digitaler und analoger Welt. Das Userinterface ist altersentsprechend gestaltet und bietet unterschiedliche Themenfelder an, wobei die Wissensvermittlung und die Kreativität im Fokus stehen. Eine Zusammenarbeit mit der Toniebox als digitale Erweiterung kann weitere Themenfelder anbieten.
In times of social climate protection movements, such as Fridays for Future, the priorities of society, industry and higher education are currently changing. The consideration of sustainability challenges is increasing. In the context of sustainable development, social skills are crucial to achieving the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs). In particular, the impact that educational activities have on people, communities and society is therefore coming to the fore. Research has shown that people with high levels of social competence are better able to manage stressful situations, maintain positive relationships and communicate effectively. They are also associated with better academic performance and career success. However, especially in engineering programs, the social pillar is underrepresented compared to the environmental and economic pillars.
In response to these changes, higher education institutions should be more aware of their social impact - from individual forms of teaching to entire modules and degree programs. To specifically determine the potential for improvement and derive resulting change for further development, we present an initial framework for social impact measurement by transferring already established approaches from the business sector to the education sector. To demonstrate the applicability, we measure the key competencies taught in undergraduate engineering programs in Germany.
The aim is to prepare the students for success in the modern world of work and their future contribution to sustainable development. Additionally, the university can include the results in its sustainability report. Our method can be applied to different teaching methods and enables their comparison.
This work presents the Multi-Bees-Tracker (MBT3D) algorithm, a Python framework implementing a deep association tracker for Tracking-By-Detection, to address the challenging task of tracking flight paths of bumblebees in a social group. While tracking algorithms for bumblebees exist, they often come with intensive restrictions, such as the need for sufficient lighting, high contrast between the animal and background, absence of occlusion, significant user input, etc. Tracking flight paths of bumblebees in a social group is challenging. They suddenly adjust movements and change their appearance during different wing beat states while exhibiting significant similarities in their individual appearance. The MBT3D tracker, developed in this research, is an adaptation of an existing ant tracking algorithm for bumblebee tracking. It incorporates an offline trained appearance descriptor along with a Kalman Filter for appearance and motion matching. Different detector architectures for upstream detections (You Only Look Once (YOLOv5), Faster Region Proposal Convolutional Neural Network (Faster R-CNN), and RetinaNet) are investigated in a comparative study to optimize performance. The detection models were trained on a dataset containing 11359 labeled bumblebee images. YOLOv5 reaches an Average Precision of AP = 53, 8%, Faster R-CNN achieves AP = 45, 3% and RetinaNet AP = 38, 4% on the bumblebee validation dataset, which consists of 1323 labeled bumblebee images. The tracker’s appearance model is trained on 144 samples. The tracker (with Faster R-CNN detections) reaches a Multiple Object Tracking Accuracy MOTA = 93, 5% and a Multiple Object Tracking Precision MOTP = 75, 6% on a validation dataset containing 2000 images, competing with state-of-the-art computer vision methods. The framework allows reliable tracking of different bumblebees in the same video stream with rarely occurring identity switches (IDS). MBT3D has much lower IDS than other commonly used algorithms, with one of the lowest false positive rates, competing with state-of-the-art animal tracking algorithms. The developed framework reconstructs the 3-dimensional (3D) flight paths of the bumblebees by triangulation. It also handles and compares two alternative stereo camera pairs if desired.
Massenwohnungsbau in Berlin : eine Publikation zur Architektur des Massenwohnungsbaus in Berlin
(2023)
Berlin. Eine Stadt, die immer weiter wächst und beinahe aus allen Nähten platzt. Doch das Problem ist kein neues, denn bereits seit den 1920er-Jahren ist der Wohnraummangel in Berlin ein bekanntes Thema und immer wieder mussten hierfür in den letzten 100 Jahren Lösungen gefunden werden. Diese Publikation dokumentiert einen Querschnitt der Massenwohnbauten in Berlin, welche seit dem ersten Weltkrieg und auch insbesondere nach der Teilung der Stadt für die Unterbringung großer Menschenmengen konzipiert und gebaut wurden. Das Buch klärt über die Entstehung der Viertel und Gebäude auf, enthält Interviews einiger Bewohner*innen und bietet zudem fotografisch einen Blick hinter die Fassaden. Das Ziel ist es, das Thema Massenwohnraum vorzustellen und durch die detaillierten Einblicke die damit verknüpften – meist negativen – Stigmata abzubauen.
Market abstraction of energy markets and policies - application in an agent-based modeling toolbox
(2023)
In light of emerging challenges in energy systems, markets are prone to changing dynamics and market design. Simulation models are commonly used to understand the changing dynamics of future electricity markets. However, existing market models were often created with specific use cases in mind, which limits their flexibility and usability. This can impose challenges for using a single model to compare different market designs. This paper introduces a new method of defining market designs for energy market simulations. The proposed concept makes it easy to incorporate different market designs into electricity market models by using relevant parameters derived from analyzing existing simulation tools, morphological categorization and ontologies. These parameters are then used to derive a market abstraction and integrate it into an agent-based simulation framework, allowing for a unified analysis of diverse market designs. Furthermore, we showcase the usability of integrating new types of long-term contracts and over-the-counter trading. To validate this approach, two case studies are demonstrated: a pay-as-clear market and a pay-as-bid long-term market. These examples demonstrate the capabilities of the proposed framework.
Die Nutzung des Onlinehandels steigt seit Jahren kontinuierlich an. Für Händler:innen und ganz besonders für kleine Anbieter:innen, die zunehmend von größeren verdrängt werden, ist es wichtiger denn je, ihren Onlineauftritt auf den neuesten Stand zu bringen. Doch stellt dies die kleineren Anbieter:innen oftmals vor große Herausforderungen, denn der digitale Handel muss stets aktualisiert werden und kostet Zeit, Aufwand und Geld. „Localution“ ist eine digitale Plattform, die es lokalen Anbieter:innen möglich macht, mit wenig Aufwand eine Webseite aufzubauen. Zusätzlich sind Angebote buchbar, die den stationären Handel optimieren. Für Konsument:innen bietet „Localution“ die Möglichkeit, lokale Anbieter:innen in der Nähe zu finden und Termine zu buchen.
Der heutige Alltag vieler Menschen ist durch längere Sitz-Einheiten gekennzeichnet, während die körperliche Bewegung vernachlässigt wird. Diese Entwicklung kann einen negativen Einfluss auf die Haltung von Personen und ihre Gesundheit haben. In diesem Fall ist eine korrekte Haltung nicht nur für die körperliche, sondern auch für die psychische Gesundheit von großer Relevanz. Die Bachelorarbeit „LittleHabit“ ermöglicht es, dass bei Kindern die Bewegung nach langen Sitz-Einheiten durch gezieltes Training zur Gewohnheit wird. Hierbei wird zwischen dem Zuhause- und dem Schulbereich differenziert. Zu Hause soll das Kind beim Erledigen der Hausaufgaben durch Animationen und Lichtsignale dazu motiviert werden, Bewegungspausen einzulegen. In der Schule soll dieses Vorhaben in reduzierter Form aufgegriffen und mithilfe von Licht- und Farbsignalen umgesetzt werden. Darüber hinaus fördert es die intrinsische Motivation, sodass Kinder aus eigenem Antrieb ein Interesse dafür entwickeln, sich nach langen Sitz-Einheiten zu bewegen. LittleHabit setzt einen Baustein für die Entwicklung einer gesunden Sitz-Haltung und zielt darauf ab, Haltungsschwächen zu verhindern.
Lesesessel im dänischen Stil
(2023)
Bei dem Möbel wurde Wert auf Nachhaltigkeit, Langlebigkeit und zeitloses Design gelegt. Ziel war es, ein Möbel zu entwerfen, welches bequem, minimalistisch und alltagstauglich ist. Der Sessel mit passendem Hocker besteht aus einem Holzgestell mit aufliegenden Polstern. Die Gestelle sind aus Rüsterholz mit handwerklichen Verbindungen gefertigt. Die Polster bestehen aus 10 cm dickem Schaumstoff, bezogen mit einem Chenille Möbelstoff. Durch lösbare Verbindungen und Sitzlatten, die in Austaschungen gesteckt werden, lassen sich die Möbel vom Endkunden leicht selbst aufbauen und ermöglichen einen flachen Versandkarton. Der Sessel lädt zum Entspannen und Lesen ein. Er ist bequem und gewährleistet dadurch ein stundenlanges Nutzen. „HVILE“ ein Ort der Ruhe und Eintritt in eine andere Welt.
Lead and nickel, as heavy metals, are still used in industrial processes, and are classified as “environmental health hazards” due to their toxicity and polluting potential. The detection of heavy metals can prevent environmental pollution at toxic levels that are critical to human health. In this sense, the electrolyte–insulator–semiconductor (EIS) field-effect sensor is an attractive sensing platform concerning the fabrication of reusable and robust sensors to detect such substances. This study is aimed to fabricate a sensing unit on an EIS device based on Sn₃O₄ nanobelts embedded in a polyelectrolyte matrix of polyvinylpyrrolidone (PVP) and polyacrylic acid (PAA) using the layer-by-layer (LbL) technique. The EIS-Sn₃O₄ sensor exhibited enhanced electrochemical performance for detecting Pb²⁺ and Ni²⁺ ions, revealing a higher affinity for Pb²⁺ ions, with sensitivities of ca. 25.8 mV/decade and 2.4 mV/decade, respectively. Such results indicate that Sn₃O₄ nanobelts can contemplate a feasible proof-of-concept capacitive field-effect sensor for heavy metal detection, envisaging other future studies focusing on environmental monitoring.
Das Konzerthaus Berlin ist einer der schönsten Orte Berlins für klassische Musik. Dabei steht das Haus auf der Schwelle zwischen langer Tradition und Moderne. Die Qualität an Musik, die dort gespielt wird, soll dabei für alle zugänglich sein. Dies machen die unterschiedlichsten Konzerte möglich. Um diesen modernen Anspruch auch nach außen zu kommunizieren, wurde ein neues Gestaltungskonzept für das Konzerthaus Berlin entwickelt. Im Fokus des neu entwickelten Corporate Designs steht der Rhythmus Gedanke, welcher sich im Headline Prinzip zeigt sowie medienübergreifend in der Layoutgestaltung durch Groß/Klein Kontraste fortsetzt. Das Erscheinungsbild funktioniert dabei sowohl animiert als auch statisch. Musik wird dadurch visuell erfahrbar gemacht und bildet den modernen Fokuspunkt in der Gestaltung.
Die neue Generation wird mit einer Medienwelt konfrontiert, welche nicht auf unsere kleinen Nutzer:innen ausgelegt ist. Die Verwendung von digitalen Medien hatte nie einen größeren Einfluss auf unsere Gesellschaft wie im Hier und Jetzt. Somit ist es von großer Relevanz, diese Nutzung kindergerechter zu gestalten und einen sicheren Rahmen für sie zu schaffen. Das Bachelorprojekt „KLIKK“ legt einen Lösungsentwurf für den altersgerechten Einstieg für Kinder in diese digitale Welt vor, um den richtigen Umgang mit Smartwatches und darauf aufbauende Medien zu ermöglichen und gleichzeitig einen pädagogischen Mehrwert zu bieten. Das didaktische Produktkonzept, welches explizit für Kinder designed wurde, beinhaltet das Erlernen des Uhrlesens und befriedigt das aufkommende Bedürfnis nach Vernetzung in einem sicheren System. Zudem fördert es die Autonomie und ist an die kindliche Motorik angepasst. Mitinitiator und Namensgeber für diese Konzeption ist die deutsche Kinderuhrenmarke KWIO. KLIKK inkludiert Sicherheit, die Freude am Lernen und bietet eine Möglichkeit, die Kleinen ganz groß in unsere digitale Welt aufzunehmen.
Jedes Jahr werden Hunderttausende Fahrradrahmen produziert. 90 % davon werden in Asien hergestellt und von dort über die ganze Welt versendet. Mehr als 80 % der Rahmen werden nach der Nutzung wieder nach Asien zurückgeschickt und landen dort auf riesigen Fahrradfriedhöfen. Das Kinderfahrradkonzept "KiBix" wirkt diesem Problem entgegen, indem es eine Alternative für das regelmäßige Kaufen von neuen Kinderfahrrädern bietet. Im Fokus stehen der Kinderfahrradrahmen und die Gabel aus Kunststoff, welche im Spritzgussverfahren produziert werden. Das City-Bike ist in ein Abo-Sharing-System mit Rädern in unterschiedlichen Größen eingebettet, welches durch eine monatliche Gebühr wie das Eigene genutzt werden kann. Der hohlgespritzte Rahmen ermöglicht die Integration kleiner Boxen im Inneren, in denen Kinder ihre persönlichen "Schätze" mitnehmen können. Somit vereint das Konzept die drei Segmente Material/Produktion, Sharing-System und die Mitnahme des "Schatzes". "KiBix" gibt Kindern in Zeiten der Digitalisierung und der globalen Erwärmung die Möglichkeit, selbstbestimmt und nachhaltig die Welt zu erkunden.
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."
Wetterbedingte Extremereignisse nehmen mit dem Klimawandel in vielen Regionen der Welt an Intensität und Häufigkeit zu. Immer wieder unterstreichen tragische Krisenvorfälle die Notwendigkeit der Aufklärung im Nachgang. Doch ausgerechnet wenn sich Leute über eins der aktuellsten und schwerwiegendsten Themen unserer heutigen Zeit informieren wollen, wird es dafür keinen konsistenten Kanal in Deutschland geben. Kassandra bietet die Möglichkeit, sich verständlich mit den Ereignissen und Missständen sachlich im Krisenbereich auseinanderzusetzen. Transparenz und Seriosität sind Schwerpunkte im qualitativ hochwertigen Bereich, die dabei von Wichtigkeit sind. Mit den Prinzipien des investigativen Journalismus schafft Kassandra als Onlineformat einen Denkanstoß, wie im Bereich der Krisenkommunikation eine Verbesserung stattfinden kann.