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Adapting augmented reality systems to the users’ needs using gamification and error solving methods
(2021)
Animations of virtual items in AR support systems are typically predefined and lack interactions with dynamic physical environments. AR applications rarely consider users’ preferences and do not provide customized spontaneous support under unknown situations. This research focuses on developing adaptive, error-tolerant AR systems based on directed acyclic graphs and error resolving strategies. Using this approach, users will have more freedom of choice during AR supported work, which leads to more efficient workflows. Error correction methods based on CAD models and predefined process data create individual support possibilities. The framework is implemented in the Industry 4.0 model factory at FH Aachen.
The course Physics for Electrical Engineering is part of the curriculum of the bachelor program Electrical Engineering at University of Applied Science Aachen.
Before covid-19 the course was conducted in a rather traditional way with all parts (lecture, exercise and lab) face-to-face. This teaching approach changed fundamentally within a week when the covid-19 limitations forced all courses to distance learning. All parts of the course were transformed to pure distance learning including synchronous and asynchronous parts for the lecture, live online-sessions for the exercises and self-paced labs at home. Using these methods, the course was able to impart the required knowledge and competencies. Taking the teacher’s observations of the student’s learning behaviour and engagement, the formal and informal feedback of the students and the results of the exams into account, the new methods are evaluated with respect to effectiveness, sustainability and suitability for competence transfer. Based on this analysis strong and weak points of the concept and countermeasures to solve the weak points were identified. The analysis further leads to a sustainable teaching approach combining synchronous and asynchronous parts with self-paced learning times that can be used in a very flexible manner for different learning scenarios, pure online, hybrid (mixture of online and presence times) and pure presence teaching.
The transition within transportation towards battery electric vehicles can lead to a more sustainable future. To account for the development goal ‘climate action’ stated by the United Nations, it is mandatory, within the conceptual design phase, to derive energy-efficient system designs. One barrier is the uncertainty of the driving behaviour within the usage phase. This uncertainty is often addressed by using a stochastic synthesis process to derive representative driving cycles and by using cycle-based optimization. To deal with this uncertainty, a new approach based on a stochastic optimization program is presented. This leads to an optimization model that is solved with an exact solver. It is compared to a system design approach based on driving cycles and a genetic algorithm solver. Both approaches are applied to find efficient electric powertrains with fixed-speed and multi-speed transmissions. Hence, the similarities, differences and respective advantages of each optimization procedure are discussed.
The term ocular rigidity is widely used in clinical ophthalmology. Generally it is assumed as a resistance of the whole eyeball to mechanical deformation and relates to biomechanical properties of the eye and its tissues. Basic principles and formulas for clinical tonometry, tonography and pulsatile ocular blood flow measurements are based on the concept of ocular rigidity. There is evidence for altered ocular rigidity in aging, in several eye diseases and after eye surgery. Unfortunately, there is no consensual view on ocular rigidity: it used to make a quite different sense for different people but still the same name. Foremost there is no clear consent between biomechanical engineers and ophthalmologists on the concept. Moreover ocular rigidity is occasionally characterized using various parameters with their different physical dimensions. In contrast to engineering approach, clinical approach to ocular rigidity claims to characterize the total mechanical response of the eyeball to its deformation without any detailed considerations on eye morphology or material properties of its tissues. Further to the previous chapter this section aims to describe clinical approach to ocular rigidity from the perspective of an engineer in an attempt to straighten out this concept, to show its advantages, disadvantages and various applications.
Purpose Vascular risk factors and ocular perfusion are heatedly discussed in the pathogenesis of glaucoma. The retinal vessel analyzer (RVA, IMEDOS Systems, Germany) allows noninvasive measurement of retinal vessel regulation. Significant differences especially in the veins between healthy subjects and patients suffering from glaucoma were previously reported. In this pilot-study we investigated if localized vascular regulation is altered in glaucoma patients with altitudinal visual field defect asymmetry. Methods 15 eyes of 12 glaucoma patients with advanced altitudinal visual field defect asymmetry were included. The mean defect was calculated for each hemisphere separately (-20.99 ± 10.49 pro- found hemispheric visual field defect vs -7.36 ± 3.97 dB less profound hemisphere). After pupil dilation, RVA measurements of retinal arteries and veins were conducted using the standard protocol. The superior and inferior retinal vessel reactivity were measured consecutively in each eye. Results Significant differences were recorded in venous vessel constriction after flicker light stimulation and overall amplitude of the reaction (p \ 0.04 and p \ 0.02 respectively) in-between the hemispheres spheres. Vessel reaction was higher in the hemisphere corresponding to the more advanced visual field defect. Arterial diameters reacted similarly, failing to reach statistical significance. Conclusion Localized retinal vessel regulation is significantly altered in glaucoma patients with asymmetri altitudinal visual field defects. Veins supplying the hemisphere concordant to a less profound visual field defect show diminished diameter changes. Vascular dysregulation might be particularly important in early glaucoma stages prior to a significant visual field defect.
Delayed cerebral ischemia (DCI) is a common complication after aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) and can lead to infarction and poor clinical outcome. The underlying mechanisms are still incompletely understood, but animal models indicate that vasoactive metabolites and inflammatory cytokines produced within the subarachnoid space may progressively impair and partially invert neurovascular coupling (NVC) in the brain. Because cerebral and retinal microvasculature are governed by comparable regulatory mechanisms and may be connected by perivascular pathways, retinal vascular changes are increasingly recognized as a potential surrogate for altered NVC in the brain. Here, we used non-invasive retinal vessel analysis (RVA) to assess microvascular function in aSAH patients at different times after the ictus.
Modern industry and multi-discipline projects require highly trained individuals with resilient science and engineering back-grounds. Graduates must be able to agilely apply excellent theoretical knowledge in their subject matter as well as essential practical “hands-on” knowledge of diverse working processes to solve complex problems. To meet these demands, university education follows the concept of Constructive Alignment and thus increasingly adopts the teaching of necessary practical skills to the actual industry requirements and assessment routines. However, a systematic approach to coherently align these three central teaching demands is strangely absent from current university curricula. We demonstrate the feasibility of implementing practical assessments in a regular theory-based examination, thus defining the term “blended assessment”. We assessed a course for natural science and engineering students pursuing a career in biomedical engineering, and evaluated the benefit of blended assessment exams for students and lecturers. Our controlled study assessed the physiological background of electrocardiograms (ECGs), the practical measurement of ECG curves, and their interpretation of basic pathologic alterations. To study on long time effects, students have been assessed on the topic twice with a time lag of 6 months. Our findings suggest a significant improvement in student gain with respect to practical skills and theoretical knowledge. The results of the reassessments support these outcomes. From the lecturers ́ point of view, blended assessment complements practical training courses while keeping organizational effort manageable. We consider blended assessment a viable tool for providing an improved student gain, industry-ready education format that should be evaluated and established further to prepare university graduates optimally for their future careers.
Die Allianz Chronischer Seltener Erkrankungen (ACHSE) ist das einzige krankheitsübergreifende Netzwerk von und für Menschen mit einer seltenen Erkrankung in Deutschland. Insgesamt sind 4 Millionen Menschen in Deutschland von einer der rund 8.000 seltenen Krankheiten betroffen.
Durch die Seltenheit der verschiedenen Krankheiten ist es oft schwer, Experten zu finden, die richtige Versorgung sicherzustellen oder Studien durchzuführen. Betroffene fühlen sich oft nicht wahrgenommen und alleine gelassen. Die ACHSE dient als unabhängige Schnittstelle und Knotenpunkt zwischen Betroffenen, Regierung, Politik und Wirtschaft. Gemeinsam bündeln sich hier 130 Patientenorganisationen unter einem Dach, um die Betroffenen in den Fokus zu rücken. Ziel der Bachelorarbeit ist die Entwicklung eines Erscheinungsbildes sowie einer Kampagne, die das Thema mehr ins Bewusstsein der Öffentlichkeit bringt und informiert.
Der Archäologische Park Xanten (APX) gilt als Deutschlands einziger archäologischer Freiluftpark. Er zeichnet sich im Verbund mit dem Römermuseum durch seine Lage auf dem historischen Grund einer römischen Metropole und seine kontinuierliche Forschungsaktivität aus und bietet so ein einzigartiges Umfeld von kultureller Relevanz. Ziel dieses Projektes war es, ein neues Erscheinungsbild zu entwickeln, welches klar die Thematik des Parks in den Medien erkennbar macht. Das Corporate Design dient dazu, die Inhalte des Verbundes in einem einheitlichen System medienübergreifend zu präsentieren. Das Design unterstützt den APX in seiner Funktion als Begegnungs- und Bildungsstätte. Aufgrund dessen ist es im Hinblick auf das Ziel relevant, das Interesse an Kulturgeschichte und Forschung zu wecken.
Müll ist immer und überall vorhanden – auch wenn wir ihn nicht sehen. Gerade unsichtbarer Müll birgt für den Menschen und seine Umwelt erhebliche Gefahren, die durch seine Unsichtbarkeit irrelevant erscheinen. Die Publikation mit dem Titel mikromakro deckt durch verschiedene Artikel, Interviews und Texte die Gefahren auf, die durch den unsichtbaren Müll entstehen.
Ziel war es, eine Bookazine-Reihe zu konzipieren, die in sechs Ausgaben das Thema des unsichtbaren Mülls beleuchtet. Die erste Ausgabe zum Thema Kunststoff wurde exemplarisch gestaltet.
Zusätzlich zum redaktionellen Teil untermauern Infografiken die Texte faktisch und Fotoserien emotional.
Da unsichtbarer Müll auf zwei Ebenen zu finden ist – der Makro- (groß) und Mikroebene (klein) – wurde die Publikation inhaltlich zweigeteilt, sodass sich das Layout und die Fotoserien vom Mikro- und Makroteil unterscheiden.
Wir alle haben schon einmal von ihnen gehört. Die einen kennen sie aus dem Geschichtsunterricht, die anderen haben sie vielleicht auch schon mal bewusst oder unbewusst auf der Straße gesehen. Einige sind es sogar selbst. Die Rede ist von jüdischen Menschen in Deutschland.
In unserer Bundesrepublik wird die jüdische Bevölkerung unausweichlich mit dem Gedanken des Holocausts verbunden. Jüdinnen und Juden wird somit eine Identität zugesprochen, mit der sie nichts zu tun haben. Es findet eine Stigmatisierung statt. Dabei sind jüdische Menschen heutzutage so divers wie noch nie. Das Printmedium »Ich sehe was, was Du nicht siehst« beleuchtet diese selten wahrgenommene Diversität und zeigt durch spannende Interviews eine jüdische Welt, die außerhalb der NS-Verbrechen liegt. Darüber hinaus findet man Informationen zu verschiedenen jüdischen Bräuchen, historischen Ereignissen und interessanten Infografiken.
For typical cases of non-isolated lightning protection systems (LPS) the impulse currents are investigated which may flow through a human body directly touching a structural part of the LPS. Based on a basic LPS model with conventional down-conductors especially the cases of external and internal steel columns and metal façades are considered and compared. Numerical simulations of the line quantities voltages and currents in the time domain are performed with an equivalent circuit of the entire LPS.
As a result it can be stated that by increasing the number of conventional down-conductors and external steel columns the threat for a human being can indeed be reduced, but not down to an acceptable limit. In case of internal steel columns used as natural down-conductors the threat can be reduced sufficiently, depending on the low-resistive connection of the steel columns to the lightning equipotential bonding or the earth termination system, resp. If a metal façade is used the threat for human beings touching is usually very low, if the façade is sufficiently interconnected and multiply connected to the lightning equipotential bonding or the earth termination system, resp.
Anyone who has always wanted to understand the hieroglyphs on Sheldon's blackboard in the TV series The Big Bang Theory or who wanted to know exactly what the fate of Schrödinger's cat is all about will find a short, descriptive introduction to the world of quantum mechanics in this essential. The text particularly focuses on the mathematical description in the Hilbert space. The content goes beyond popular scientific presentations, but is nevertheless suitable for readers without special prior knowledge thanks to the clear examples.
Die Studie erörtert anhand eines Fallbeispiels aus der Mathematik für Ingenieur*innen, wie didaktische Gestaltungsprinzipien für Soziale Präsenz, Kollaboration und das Lösen von praxisnahen Problemen mit mathematischem Denken in einer Online-Umgebung aussehen können. Hierfür zieht der
Beitrag den forschungsmethodologischen Rahmen Design-Based Research (DBR) hinzu und berichtet über Zwischenergebnisse. DBR wird an dieser Stelle als eine systematische Herangehensweise an kurzfristige Lehrveränderungen und als Chance auf dem Weg zu einer neuen Hochschullehre nach der COVID-19-Pandemie dargestellt, die theoretische und empirische Erkenntnisse mit Praxisverknüpfung und -relevanz vereint.
Für die Herstellung von metallischen Bauteilen wird in der heutigen Zeit eine Vielzahl von Verfahren auf dem Markt angeboten. Dabei stehen die additiven im Wettbewerb zu den konventionellen Verfahren. Die erreichbaren Oberflächenqualitäten der additiven sind nicht mit denen spanender Verfahren vergleichbar. Für diesen Beitrag wurde analysiert, ob sich ein mittels Selektivem Laserschmelzen (SLM) additiv hergestellter Edelstahl hinsichtlich seiner Oberflächenqualität nach der Zerspanung von einem umgeformten konventionell hergestellten Edelstahl gleicher Sorte unterscheidet.
Inmitten des Stuttgarter Kessels findet sich Deutschlands einziger zoologisch-botanischer Garten wieder – die Wilhelma. Umrahmt von einer denkmalgeschützten Parkanlage des 19. Jahrhunderts mit maurischen Gebäuden lässt sie Bildung mit Freizeit verschmelzen. Das neue Erscheinungsbild positioniert die schwäbische Einrichtung sowohl als Ort des Zusammenkommens als auch der Erholung und Wissensvermittlung. Bereits vor dem Betreten der Wilhelma soll ihre besondere Charakteristik aufgezeigt und entscheidend von ähnlichen Institutionen distanziert werden. Das grundlegende Gestaltungskonzept rückt die Symbiose aus Zoologie, Botanik und Historie in den Vordergrund. Inspiriert von der maurischen Architektur basiert die Gesamtgestaltung auf feinen geometrischen Formen. Diese bieten Orientierung, unterstreichen die Vielfältigkeit der Wilhelma und vereinen sich darüber hinaus im Logo miteinander.
A new method for improved autoclave loading within the restrictive framework of helicopter manufacturing is proposed. It is derived from experimental and numerical studies of the curing process and aims at optimizing tooling positions in the autoclave for fast and homogeneous heat-up. The mold positioning is based on two sets of information. The thermal properties of the molds, which can be determined via semi-empirical thermal simulation. The second information is a previously determined distribution of heat transfer coefficients inside the autoclave. Finally, an experimental proof of concept is performed to show a cycle time reduction of up to 31% using the proposed methodology.
Die Nachfrage nach flexiblen Arbeitsmodellen und damit Remote Work steigt und wird zunehmend zum Kriterium bei der Jobauswahl. Trotz der vielen Vorteile gibt es in der „Remote-Arbeitswelt“ aber immer noch einige Herausforderungen. Remote Arbeitende haben eine andere, teils nachteilige Erfahrung gegenüber Kollegen vor Ort.
Um dafür eine nutzerzentrierte Lösung zu finden, lag der Fokus bei dieser Arbeit auf den Auswirkungen und Bedürfnissen des arbeitenden Menschen. Basierend hierauf wurde ein Dienstleistungsservice konzipiert. Dieser unterstützt Unternehmen, Selbstständige und Mitarbeitende durch passende Angebote und Dienstleistungen in den Bereichen Ausstattung, Technik, Gesundheit, Corporate Benefits u.Ä. Dies ermöglicht auch Arbeitgebenden Aufgaben auszulagern und die Attraktivität und Konkurrenzfähigkeit auf dem Arbeitsmarkt zu steigern. Das wird zukünftig im „war for digitals talents“ immer wichtiger werden.
Transmission: Ein animiertes Musikvideo illustriert die Liebe
und Verbindung zum Genre Techno
(2021)
Techno ist seit seiner Entstehung mehr als ein Musik-Genre. Es ist ein Lebensgefühl und eine Bewegung. Techno-Partys dienen vielen Menschen als Ventil, um die Sorgen des Alltags für eine Nacht vergessen zu können. „Transmission“ porträtiert anhand der Protagonistin die persönliche Beziehung zum Genre Techno. Das Musikvideo soll die Zuschauenden visuell anregen und mitreißen. Es bietet ihnen die Möglichkeit, sich selbst wieder erkennen zu können und soll Außenstehenden einen Einblick in die Techno-Szene ermöglichen. Mithilfe des Rotoskopie-Verfahrens konnte ein realistischer Animationsstil erreicht werden, welcher durch eine unrealistische Farbgebung der Charaktere gebrochen wird. Der Schwerpunkt der Bachelorarbeit liegt in der kreativ-gestalterischen Ausarbeitung. Die Musikvideo „Transmission“ vermittelt das „Lebensgefühl Techno“ visuell anregend und nachvollziehbar.
Seit dem Zeitpunkt seiner Gründung im Jahr 1909 lautet der Auftrag des Kölner Museums für Ostasiatische Kunst, der europäischen Gesellschaft die Kunst Ostasiens nahezubringen, für ein besseres Verständnis und die Wertschätzung seiner Kultur zu sorgen und somit auch Rassismus und kolonialistischem Denken entgegenzuwirken – ein Anliegen, welches noch heute von unveränderter Relevanz und Dringlichkeit ist.
Im Zentrum des neuen Erscheinungsbildes steht der gestürzte Buchstabe K und die somit entstehende Kombination von horizontaler und vertikaler, traditionell ostasiatischer Leserichtung deutet auf visueller Ebene ein Zusammenspiel zwischen den Kulturen an. Die Farbgebung des neuen Erscheinungsbildes greift die ruhige Atmosphäre des Museums auf und sorgt in Kombination mit einem streng gegliederten Raster für klare Struktur und Orientierung.