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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.
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.
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.
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.
Zwei sind eine Gemeinschaft: Illustrative Neuinterpretation des Romans "Eine Insel" von T. Pratchett
(2021)
Das Projekt „Zwei sind eine Gemeinschaft“ befasst sich mit der Entwicklung einer gebundenen Fassung der Graphic Novel als Adaption des Kinderromans „Eine Insel“ von Terry Pratchett. Diese soll den Betrachtenden ermöglichen, mittels ansprechenden Illustrationen tiefer in die fantasievolle Welt der Geschichte einzutauchen, dem Alltag zu entfliehen und so die Begeisterung zum Medium Buch wieder aufleben zu lassen. Durch die Verbindung von Techniken des Grafikdesigns und der klassischen Illustration verbindet der Stil sowohl die moderne, ausdrucksstarke und sehr grafische Bildsprache mit der Eigenschaft, kreativen Interpretationsspielraum zu lassen und tiefe Emotionen zu erzeugen. Die besondere Innovation des Projekts zeigt sich durch das Konzept des illustrativen Baukastensystems, welches ermöglicht, die einzelnen Illustrationen effizient und intuitiv zu gestalten.
Die Kunst des Theaters ist alt. Gegenwärtig zählt sie allerdings immer noch zu den wichtigsten Trägern des künstlerischen Kulturguts. Doch die Welt in der wir leben hat sich in den letzten Jahren deutlich verändert. Sie ist komplexer geworden. Die Anzahl der losen Informationen, die in unsere Wahrnehmungsbereiche hineinragen, hat sich explosionsartig erhöht. Ein großer Anteil dieser Veränderung ist auf die Digitalisierung verschiedener Lebensbereiche zurückzuführen. Die Werkzeuge, welche im Zuge der Digitalisierung kreiert wurden, werden von den meisten heute selbstverständlich genutzt. Doch was bedeutet diese neue Entwicklung für das Theater und wie sollte es auf diese Veränderungen reagieren? Als gestalterische Antwort entstand ein neues Erscheinungsbild, welches crossmedial sowohl die analogen Säulen des Theaters, als auch die neuen digitalen Formen des Alltags auffangen und kommunizieren kann.
Eine Kampagne, die darauf ausgerichtet ist, die Bevölkerung auf sozialer Ebene aufzurufen, Impf-Skeptiker aufzuklären und von Impfungen zu überzeugen. Anhand von offiziellen Statistiken, die optisch ansprechend aufbereitet wurden, werden die Menschen über Krankheiten und dazu gehörige Risiken informiert. Des Weiteren wird der Impferfolg grafisch dokumentiert und leicht verständlich präsentiert, ohne Fakten auszulassen.
Durch eine Serie Plakate verschiedener Formate werden die Betrachter animiert, die Homepage impfen.info aufzusuchen und das reichhaltige Informationsangebot zu nutzen.
Mithilfe einer amüsanten Postkartenreihe wird die Verbreitung von Krankheitserregern simuliert und postalisch in die Haushalte der Impfgegner- und Skeptiker gebracht, um zu verdeutlichen, wie rasant Viren sich verbreiten und wie wichtig es ist, sich und seine Lieben zu schützen.
Was ist „Männlichkeit“ und was verstehen junge Erwachsene unter diesem Begriff? Das Ziel des Projektes war 18 bis 30 jährige Jungen und Männer des biologisch männlichen Geschlechts zu befragen, was ihre Definition von Männlichkeit sei. Diese Arbeit hatte die Intention den Befragten einen sicheren Raum zu geben, damit sie ihre ehrlichen Antworten äußern und ihre wahren Gesichter zeigen können. Die dabei entstandenen Fotografien sollen die Persönlichkeiten und die seelische Verfassung der abgebildeten Personen widerspiegeln. Es handelt sich um eine soziologische Bestandsaufnahme der „Männlichkeiten“ der heutigen Jugend und der heranwachsenden Erwachsenen im 21. Jahrhundert.
Niemand kann der täglichen Erfahrung mit Haaren entfliehen. Ob es nun der eigene Blick in den Spiegel ist, die Begegnung mit anderen Menschen, oder die mit Testimonials gespeiste Werbung für diverse Haarprodukte. Haare gehören zum Alltag. Aber was steckt hinter dem Haar, wenn es denn einmal von uns und unserer Person getrennt wird und nur noch als körperloses Büschel erkennbar ist? Zum Beispiel in Form von Echthaarextensions. Wer bedient freiwillig und unfreiwillig durch die eigene Haarpracht die millionenschwere Echthaarindustrie? Wer profitiert von der haarigen Ware und wer sind die Käufer, die den globalen Handel vorantreiben? Das jährlich erscheinende Bookazine TRICHOTOMY geht diesen Fragestellungen auf den Grund. Investigative Artikel enthüllen die Produktion und Ökonomie der vorwiegend anonymisierten Echthaarindustrie und porträtieren die Menschen und Schicksale 'hinter den Haaren'.
Die Zeit befindet sich im ständigen Wandel. Mit ihr verbindet man Zukunft, Vergangenheit und Gegenwart. Letzteres prägt das jetzige Dasein. Der Zeitwandel ist ein Prozess, über den wir uns meist erst nach Jahren bewusstwerden. Besonders, wenn man das Dorf, in welchem man aufgewachsen ist, näher betrachtet, fällt einem auf, was sich im Laufe der Jahre architektonisch oder infrastrukturell verändert hat. So stellt sich die Frage, wie das Dorf im letzten Jahrhundert ausgesehen hat. Wie sah es vor, während und nach den beiden Weltkriegen aus? Wie war das Dorfleben in der Zwischenkriegszeit? Was hat sich im letzten Jahrhundert verändert? Diese Arbeit zeigt den Wandel der Zeit, kombiniert aus Vergangenheit und Gegenwart. Damalige Aufnahmeorte wurden erneut aufgesucht, die Fotos aus der gleichen Position wurden neu abgelichtet und miteinander kombiniert.
Wie real ist unsere Realität? Wie »wirklich« ist das, was wir wahrnehmen und wie »wahr« kann die »Wahrheit« eigentlich sein? Medial vermittelte Informationen spielen für den Prozess der Meinungsbildung eine entscheidende Rolle. In der Wanderausstellung real:ly? geht es um einen Perspektivwechsel. Am Beispiel der »Atomwaffentests auf den Marshallinseln« wird das medial erzeugte Bild amerikanischer Berichterstattung persönlichen Geschichten der Marshaller*innen gegenübergestellt: Technologischer Fortschritt, das Wettrüsten mit der UdSSR und die Macht über die Atombombe treffen auf Erzählungen über Zwangsumsiedlung, Krankheit, Ausbeutung und Abhängigkeit. real:ly? soll daran erinnern, die andere Seite der Medaille zu bedenken und eine andere Perspektive einzunehmen, bevor man seine Meinung bildet. Denn alles, was wir zu wissen glauben, ist nur ein kleiner Teil der ganzen Geschichte.
Let´s change fashion!: Eine Image-Kampagne der Fair Wear Foundation
für faire und nachhaltige Mode.
(2021)
Fast Fashion-Ketten beherrschen die Modewelt. Doch einige Unternehmen, Siegel und Stiftungen versuchen die Textilindustrie neu umzugestalten. Um die Modeindustrie nachhaltig zu verändern, müssen allerdings auch den Kunden die schlechten Arbeitsbedingungen und die negativen Einflüsse der Textilbranche auf die Umwelt bewusst werden.
Das konkrete Ziel der erstellten Kampagne ist es, modebewusste Menschen davon zu überzeugen Fast Fashion hinter sich zu lassen. Es soll also ein Umdenken bei den Konsumenten stattfinden. Die Fair Wear Foundation und ihre Mitglieder vertreten die Vision, dass Mode auch fair und nachhaltig sein kann. Genau diese Vision soll mit der Kampagne vermittelt und an die Konsumenten weitergetragen werden.
Welchen Einfluss haben Erinnerungen auf unser Bewusstsein und wie definieren sie uns als Individuum? Erinnerungen gehen verloren — sei es durch einfaches Vergessen, traumatische Erlebnisse oder Krankheit. Aber wie sehr wirkt sich das Vergessen auf unsere Persönlichkeit aus? Wenn wichtige Erlebnisse aus unserer Erinnerung verschwinden, bleiben wir dann noch wir selbst?
Für die gestalterische Auseinandersetzung mit diesen Fragen wurde das Medium Film gewählt. Der Film führt uns auf eine Reise durch die Erinnerungs- und Gedankenwelt einer Person, die ihre Erinnerung verloren hat. Mit der Hilfe des Psychologen Dr. Daniel Rose soll ein Memory-Backup durchgeführt werden, um die verlorenen Erinnerungen wiederherzustellen. Dabei sollen ihre Erinnerungen neu aufgesetzt werden, um ihr altes Bewusstsein zurückzugewinnen. Stück für Stück werden die verlorenen Erinnerungen in verschiedenen Bewusstseinsphasen zusammengesetzt und mit ihnen löst sich das Rätsel ihres Verschwindens.
In den letzten 1.5 Jahren haben wir sehr deutlich gemerkt, dass es den Klimawandel wirklich gibt - ein Virus, welches unsere gesamte Welt auf links dreht, Überschwemmungskatastrophen, extreme Temperaturschwankungen, etc. Es ist also Zeit etwas zu verändern, es ist Zeit aktiv hinzusehen und zu handeln - bewusst zu leben, bewusst zu konsumieren. Das Thema Ernährung wird zwar immer wichtiger für einige von uns, jedoch reicht mir die Aufmerksamkeit bisher nicht. Es sind nicht nur Lebensmittel, welche nach dem Aufenthalt im Supermarkt in unserem Kühlschrank und anschließend in unserem Bauch landen. Mit diesen Lebensmitteln gehen außerdem folgende Aspekte einher: der Klimawandel, unsere Gesundheit, die Ausbeutung von Tieren, Menschen und Natur. Also wie sieht eigentlich der Enstehungsprozess hinter all diesen (meist) verpackten Lebensmitteln aus? Einen Teil dieser Prozesse habe ich mir im Rahmen meiner Bachelorarbeit angeschaut. Ich habe ausschließlich Bio-Höfe besucht, um mir ein eigenes Bild von "alternativer Landwirtschaft" zu machen. Die Arbeit ermöglicht Interessierten einen neutralen Einblick hinter die Kulisse unserer Lebensmittel und schafft eine Anregung für einen bewussteren Konsum.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Dieses Lehrbuch vermittelt die Grundlagen der Wärmeübertragung sowie den Umgang mit EXCEL-VBA von der Erstellung von Makros bis zu benutzerdefinierten Funktionen. Es legt damit eine Basis für die schnelle und professionelle Durchführung von Berechnungen und Simulationen. Die angeleitete Erstellung von Berechnungsmodulen mit EXCEL und VBA aus allen wichtigen Bereichen der Wärmeübertragung bildet den inhaltlichen Schwerpunkt. Dazu zählen die stationäre Wärmeleitung und der stationäre Wärmedurchgang, die instationäre Wärmeleitung, der Wärmeübergang bei freier und erzwungener Konvektion sowie die Wärmestrahlung und der Wärmeübergang beim Kondensieren und Sieden. Soweit sinnvoll und möglich werden die Stoffwertekorrelationen und die Berechnungsvorschriften aus dem VDI-Wärmeatlas verwendet. Für ausgewählte Anwendungen werden zudem komplexere Auslegungen und Simulationen von Prozessen der Wärmeübertragung sowie von Wärmeübertragern erstellt. Die Zielgruppen: Studierende in Bachelor- und Masterstudiengängen, Praktiker im Engineering
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 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.
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.
Component failures within water supply systems can lead to significant performance losses. One way to address these losses is the explicit anticipation of failures within the design process. We consider a water supply system for high-rise buildings, where pump failures are the most likely failure scenarios. We explicitly consider these failures within an early design stage which leads to a more resilient system, i.e., a system which is able to operate under a predefined number of arbitrary pump failures. We use a mathematical optimization approach to compute such a resilient design. This is based on a multi-stage model for topology optimization, which can be described by a system of nonlinear inequalities and integrality constraints. Such a model has to be both computationally tractable and to represent the real-world system accurately. We therefore validate the algorithmic solutions using experiments on a scaled test rig for high-rise buildings. The test rig allows for an arbitrary connection of pumps to reproduce scaled versions of booster station designs for high-rise buildings. We experimentally verify the applicability of the presented optimization model and that the proposed resilience properties are also fulfilled in real systems.
This chapter describes three general strategies to master uncertainty in technical systems: robustness, flexibility and resilience. It builds on the previous chapters about methods to analyse and identify uncertainty and may rely on the availability of technologies for particular systems, such as active components. Robustness aims for the design of technical systems that are insensitive to anticipated uncertainties. Flexibility increases the ability of a system to work under different situations. Resilience extends this characteristic by requiring a given minimal functional performance, even after disturbances or failure of system components, and it may incorporate recovery. The three strategies are described and discussed in turn. Moreover, they are demonstrated on specific technical systems.
Geochemical characterisation of hypersaline waters is difficult as high concentrations of salts hinder the analysis of constituents at low concentrations, such as trace metals, and the collection of samples for trace metal analysis in natural waters can be easily contaminated. This is particularly the case if samples are collected by non-conventional techniques such as those required for aquatic subglacial environments. In this paper we present the first analysis of a subglacial brine from Taylor Valley, (~ 78°S), Antarctica for the trace metals: Ba, Co, Mo, Rb, Sr, V, and U. Samples were collected englacially using an electrothermal melting probe called the IceMole. This probe uses differential heating of a copper head as well as the probe’s sidewalls and an ice screw at the melting head to move through glacier ice. Detailed blanks, meltwater, and subglacial brine samples were collected to evaluate the impact of the IceMole and the borehole pump, the melting and collection process, filtration, and storage on the geochemistry of the samples collected by this device. Comparisons between melt water profiles through the glacier ice and blank analysis, with published studies on ice geochemistry, suggest the potential for minor contributions of some species Rb, As, Co, Mn, Ni, NH4+, and NO2−+NO3− from the IceMole. The ability to conduct detailed chemical analyses of subglacial fluids collected with melting probes is critical for the future exploration of the hundreds of deep subglacial lakes in Antarctica.
Concentrating Solar Power
(2021)
The focus of this chapter is the production of power and the use of the heat produced from concentrated solar thermal power (CSP) systems.
The chapter starts with the general theoretical principles of concentrating systems including the description of the concentration ratio, the energy and mass balance. The power conversion systems is the main part where solar-only operation and the increase in operational hours.
Solar-only operation include the use of steam turbines, gas turbines, organic Rankine cycles and solar dishes. The operational hours can be increased with hybridization and with storage.
Another important topic is the cogeneration where solar cooling, desalination and of heat usage is described.
Many examples of commercial CSP power plants as well as research facilities from the past as well as current installed and in operation are described in detail.
The chapter closes with economic and environmental aspects and with the future potential of the development of CSP around the world.
Test-retest reliability of the internal shoulder rotator muscles' stretch reflex in healthy men
(2021)
Until now the reproducibility of the short latency stretch reflex of the internal rotator muscles of the glenohumeral joint has not been identified. Twenty-three healthy male participants performed three sets of external shoulder rotation stretches with various pre-activation levels on two different dates of measurement to assess test-retest reliability. All stretches were applied with a dynamometer acceleration of 104°/s2 and a velocity of 150°/s. Electromyographical response was measured via surface EMG. Reflex latencies showed a pre-activation effect (ƞ2 = 0,355). ICC ranged from 0,735 to 0,909 indicating an overall “good” relative reliability. SRD 95% lay between ±7,0 to ±12,3 ms.. The reflex gain showed overall poor test-retest reproducibility. The chosen methodological approach presented a suitable test protocol for shoulder muscles stretch reflex latency evaluation. A proof-of-concept study to validate the presented methodical approach in shoulder involvement including subjects with clinically relevant conditions is recommended.
One central challenge for self-driving cars is a proper path-planning. Once a trajectory has been found, the next challenge is to accurately and safely follow the precalculated path. The model-predictive controller (MPC) is a common approach for the lateral control of autonomous vehicles. The MPC uses a vehicle dynamics model to predict the future states of the vehicle for a given prediction horizon. However, in order to achieve real-time path control, the computational load is usually large, which leads to short prediction horizons. To deal with the computational load, the control algorithm can be parallelized on the graphics processing unit (GPU). In contrast to the widely used stochastic methods, in this paper we propose a deterministic approach based on grid search. Our approach focuses on systematically discovering the search area with different levels of granularity. To achieve this, we split the optimization algorithm into multiple iterations. The best sequence of each iteration is then used as an initial solution to the next iteration. The granularity increases, resulting in smooth and predictable steering angle sequences. We present a novel GPU-based algorithm and show its accuracy and realtime abilities with a number of real-world experiments.
Conventional EEG devices cannot be used in everyday life and hence, past decade research has been focused on Ear-EEG for mobile, at-home monitoring for various applications ranging from emotion detection to sleep monitoring. As the area available for electrode contact in the ear is limited, the electrode size and location play a vital role for an Ear-EEG system. In this investigation, we present a quantitative study of ear-electrodes with two electrode sizes at different locations in a wet and dry configuration. Electrode impedance scales inversely with size and ranges from 450 kΩ to 1.29 MΩ for dry and from 22 kΩ to 42 kΩ for wet contact at 10 Hz. For any size, the location in the ear canal with the lowest impedance is ELE (Left Ear Superior), presumably due to increased contact pressure caused by the outer-ear anatomy. The results can be used to optimize signal pickup and SNR for specific applications. We demonstrate this by recording sleep spindles during sleep onset with high quality (5.27 μVrms).
Multi-attribute relation extraction (MARE): simplifying the application of relation extraction
(2021)
Natural language understanding’s relation extraction makes innovative and encouraging novel business concepts possible and facilitates new digitilized decision-making processes. Current approaches allow the extraction of relations with a fixed number of entities as attributes. Extracting relations with an arbitrary amount of attributes requires complex systems and costly relation-trigger annotations to assist these systems. We introduce multi-attribute relation extraction (MARE) as an assumption-less problem formulation with two approaches, facilitating an explicit mapping from business use cases to the data annotations. Avoiding elaborated annotation constraints simplifies the application of relation extraction approaches. The evaluation compares our models to current state-of-the-art event extraction and binary relation extraction methods. Our approaches show improvement compared to these on the extraction of general multi-attribute relations.
Communication via serial bus systems, like CAN, plays an important role for all kinds of embedded electronic and mechatronic systems. To cope up with the requirements for functional safety of safety-critical applications, there is a need to enhance the safety features of the communication systems. One measure to achieve a more robust communication is to add redundant data transmission path to the applications. In general, the communication of real-time embedded systems like automotive applications is tethered, and the redundant data transmission lines are also tethered, increasing the size of the wiring harness and the weight of the system. A radio link is preferred as a redundant transmission line as it uses a complementary transmission medium compared to the wired solution and in addition reduces wiring harness size and weight. Standard wireless links like Wi-Fi or Bluetooth cannot meet the requirements for real-time capability with regard to bus communication. Using the new dual-mode radio enables a redundant transmission line meeting all requirements with regard to real-time capability, robustness and transparency for the data bus. In addition, it provides a complementary transmission medium with regard to commonly used tethered links. A CAN bus system is used to demonstrate the redundant data transfer via tethered and wireless CAN.
Kleidung ist ein Kommunikationsmedium. Im Projekt wird Bekleidung als Informationsträger genutzt, um über die verschiedenen Abschnitte im Zyklus eines Kleidungsstücks sowie die Missstände in der Bekleidungsindustrie zu informieren. Entstanden sind 6 Kleidungsstücke, jeweils eins pro Abschnitt im Zyklus, vom Baumwollanbau über Spinnereien, Produktionsfabriken, dem Einzelhandel und Gebrauch bis zur Entsorgung.
Die einfach gehaltenen Kleidungsstücke besitzen Aufdrucke. Über eine Augmented-Reality-App können die Kleidungsstücke gescannt werden. In Kombination mit der digitalen Ebene werden die Aufdrucke zu Informationsgrafiken. So wird unter anderem über die grausamen Arbeitsumstände in der Produktion informiert oder darüber, dass wir unsere Kleidungsstücke durchschnittlich nur 4x anziehen. Immer geht es darum, den Betrachter dazu anzuregen, seine Konsumentscheidungen zu überdenken.
Der Wunsch nach Gesundheit und Individualisierung der eigenen Freizeit als Ausgleich zum Alltag ist heute in der Gesellschaft so ausgeprägt wie noch nie. Dabei sind die positiven Auswirkungen körperlicher Aktivität auf das Immunsystem, die Lebenserwartung und die Leistungsfähigkeit immer bekannter. Diese Abschlussarbeit greift die erkannte Entwicklung und den wachsenden Wunsch der Nutzenden nach individuellem Fitnesstraining im Freien auf. Das entstandene Outdoor-Trainingssystem „TREICK“ ermöglicht ein mobiles, orts- und zeitunabhängiges Training der eigenen Fitness. Durch „TREICK“ kann der Sportler physiologisch sinnvolle Eigengewichtsübungen in einer selbst gewählten Umgebung ausführen, wodurch das Wohlbefinden und damit die Gesundheit gefördert werden kann. Das System kann als Rucksack oder Fahrradtasche transportiert werden, wobei die Trainingsmatte als Verpackung dient.
Living Books ist ein in Aachen stationiertes Event der Buchhandlungskette Mayersche, welches Kinder und Jugendliche zum Lesen animieren soll, indem Technik und Unterhaltungsmedien mit dem Buch verbunden werden. Hierzu werden die Möglichkeiten der virtuellen Realität genutzt sowie einzigartige Marketingstrategien, die sich ebenfalls neuartiger Technik bedienen, um das Interesse und die Neugierde junger Menschen zu wecken. Vor Ort wird man zum ersten Mal mit dem Buch konfrontiert. Bis dahin wirkt das Event schlichtweg wie ein Fantreffen zu Buchverfilmungen. Nacheinander betreten die jungen Besucher mithilfe einer VR-Brille eine Welt, die einem Buch entstammt, um ihnen die Geschichte spielerisch näherzubringen. Mithilfe der neuen Welt und einem plötzlichen Ende soll Neugierde für das Buch geweckt werden. Das Interesse für die Geschichte soll am Ende größer sein als die Abneigung gegen das Lesen.
Da die Gesellschaft in Deutschland immer älter wird, steigt auch die Nachfrage nach Gehhilfen wie beispielsweise einem Rollator. Im Alter steigt das Erkrankungsrisiko für Krankheiten, die die Mobilität erschweren können. An diesem Punkt setzt der Rollator MORO an und bietet wieder Sicherheit beim Gehen.
Für den MORO sind Hindernisse wie Bordsteinkanten kein Problem, da er sie mit speziellen Rädern spielend überwinden kann. Zusätzlich bietet er ergonomische Handgriffe, die entsprechend der jeweiligen Krankheit angepasst und ausgetauscht werden können sowie einen Sitz und eine Rückenlehne. Da der MORO aus Carbon hergestellt wird, ist er leicht in der Handhabung und somit wird die Mitnahme im Auto oder Bus und Bahn erleichtert. Durch seine verbesserte Ergonomie, individueller Anpassung und Leichtigkeit kann man wieder selbstständig durch die Welt gehen.
This book provides a compact introduction to the bootstrap method. In addition to classical results on point estimation and test theory, multivariate linear regression models and generalized linear models are covered in detail. Special attention is given to the use of bootstrap procedures to perform goodness-of-fit tests to validate model or distributional assumptions. In some cases, new methods are presented here for the first time.
The text is motivated by practical examples and the implementations of the corresponding algorithms are always given directly in R in a comprehensible form. Overall, R is given great importance throughout. Each chapter includes a section of exercises and, for the more mathematically inclined readers, concludes with rigorous proofs. The intended audience is graduate students who already have a prior knowledge of probability theory and mathematical statistics.
Die ästhetische Tonalität des Jazz : Immersion durch 3D-Visualisierung und musikalische Interaktion
(2021)
Das Ausstellungskonzept »Free Jazz: A Collective Improvisation« widmet sich der ästhetischen Tonalität des gleichnamigen Albums von Ornette Coleman. Das besagte Album bildete den Grundstein für die Etablierung des Free Jazz – einer Musikform, die sich durch ihre schrille, hierarchiefreie Klangwelt sowie ein freies Improvisationsspiel auszeichnet und mit den gängigen Konventionen des Jazz bricht. Zu jedem der 8 Musiker, welche gemeinsam das von Coleman zusammengestellte Doppelquartett ergeben, wurden individuell abgestimmte, animierte und interaktive 3D-Gebilde konzipiert. Diese reagieren auf den Sound der jeweiligen Instrumente sowie die Position der Besuchenden und ermöglichen einen audiovisuellen, immersiven Zugang zum Album. Die Interaktion zwischen dem Publikum und den Gebilden schafft Raum für eine kollektive Improvisation auf sowohl der visuellen als auch auditiven Ebene.
The integration of frequently changing, volatile product data from different manufacturers into a single catalog is a significant challenge for small and medium-sized e-commerce companies. They rely on timely integrating product data to present them aggregated in an online shop without knowing format specifications, concept understanding of manufacturers, and data quality. Furthermore, format, concepts, and data quality may change at any time. Consequently, integrating product catalogs into a single standardized catalog is often a laborious manual task. Current strategies to streamline or automate catalog integration use techniques based on machine learning, word vectorization, or semantic similarity. However, most approaches struggle with low-quality or real-world data. We propose Attribute Label Ranking (ALR) as a recommendation engine to simplify the integration process of previously unknown, proprietary tabular format into a standardized catalog for practitioners. We evaluate ALR by focusing on the impact of different neural network architectures, language features, and semantic similarity. Additionally, we consider metrics for industrial application and present the impact of ALR in production and its limitations.
The progress in natural language processing (NLP) research over the last years, offers novel business opportunities for companies, as automated user interaction or improved data analysis. Building sophisticated NLP applications requires dealing with modern machine learning (ML) technologies, which impedes enterprises from establishing successful NLP projects. Our experience in applied NLP research projects shows that the continuous integration of research prototypes in production-like environments with quality assurance builds trust in the software and shows convenience and usefulness regarding the business goal. We introduce STAMP 4 NLP as an iterative and incremental process model for developing NLP applications. With STAMP 4 NLP, we merge software engineering principles with best practices from data science. Instantiating our process model allows efficiently creating prototypes by utilizing templates, conventions, and implementations, enabling developers and data scientists to focus on the business goals. Due to our iterative-incremental approach, businesses can deploy an enhanced version of the prototype to their software environment after every iteration, maximizing potential business value and trust early and avoiding the cost of successful yet never deployed experiments.
Dieser "Crashkurs" eignet sich ausgezeichnet für die kompakte Wiederholung und die zielgerichtete Prüfungsvorbereitung. Das Buch ist aufgrund seiner fallbezogenen Ausrichtung vor allem für Anfänger gedacht, eignet sich aber auch für fortgeschrittene Studierende zur kompakten Wiederholung. Einfache Merksätze, Fälle, Übersichten, Definitionen und kurze Zusammenfassungen lassen sich leicht einprägen und geben Sicherheit für die Prüfung. Vorteile auf einen Blick: Das wichtigste BGB-Know-how als Repetitorium vor der Prüfung, mit erprobten Merksätzen und kurzen Zusammenfassungen,
Fall für Fall sicher durch die Prüfung
The fourth industrial revolution introduces disruptive technologies to production environments. One of these technologies are multi-agent systems (MASs), where agents virtualize machines. However, the agent's actual performances in production environments can hardly be estimated as most research has been focusing on isolated projects and specific scenarios. We address this gap by implementing a highly connected and configurable reference model with quantifiable key performance indicators (KPIs) for production scheduling and routing in single-piece workflows. Furthermore, we propose an algorithm to optimize the search of extrema in highly connected distributed systems. The benefits, limits, and drawbacks of MASs and their performances are evaluated extensively by event-based simulations against the introduced model, which acts as a benchmark. Even though the performance of the proposed MAS is, on average, slightly lower than the reference system, the increased flexibility allows it to find new solutions and deliver improved factory-planning outcomes. Our MAS shows an emerging behavior by using flexible production techniques to correct errors and compensate for bottlenecks. This increased flexibility offers substantial improvement potential. The general model in this paper allows the transfer of the results to estimate real systems or other models.
Die Arbeitswelt ist im Umbruch. Der Bedarf an flexiblen Arbeitszeitmodellen nimmt stetig zu, wobei die Corona-Pandemie dieses Bedürfnis nochmals verschärft hat. Gerade auch in kleineren und mittleren Unternehmen wächst die Notwendigkeit, den Einsatz der Beschäftigten möglichst bedarfsgerecht zu steuern, also bei guter Auftragslage mehr Arbeitszeit abzurufen und bei ausbleibenden Aufträgen die Arbeitszeit zu reduzieren und somit bezahlte „Leerlaufzeiten“ zu vermeiden. Der Gesetzgeber stellt den Arbeitgebern hierfür das Instrument der sog. Abrufarbeit ( § 12 Teilzeit- und Befristungsgesetz – TzBfG ) zur Verfügung. In dem nachfolgenden Beitrag werden Möglichkeiten und Grenzen der Abrufarbeit skizziert und konkrete arbeitsvertragliche Gestaltungsmöglichkeiten aufgezeigt.
Im Anschluss an die arbeitsrechtlichen Jahresübersichten der vergangenen Jahre (NWB 5/2019 S. 266; NWB 8/2020 S. 557) gibt der nachfolgende Beitrag einen Überblick über relevante Entwicklungen im Arbeitsrecht des Jahres 2020. Der erste Teil beschäftigt sich hierbei mit gesetzlichen Änderungen. Neben Regelungen, die auf die COVID-19-Pandemie zurückgeführt werden können, hat der Gesetzgeber auch andere Vorhaben umgesetzt. So wurde u. a. das Arbeitnehmerentsenderecht reformiert. Für Diskussionen sorgt(e) zudem das Gesetzesvorhaben zur Regelung mobiler Arbeit. Im zweiten Teil werden für die Praxis wichtige höchstrichterliche Gerichtsentscheidungen zum Arbeitsrecht erläutert, alphabetisch sortiert von A (wie Antidiskriminierungsrecht) bis U (wie Urlaub).
Der arbeitsrechtlich richtige Umgang mit Zeiten einer Dienstreise kann in der betrieblichen Praxis Probleme bereiten. Ob die Reisezeiten als solche Arbeitszeit i. S. des Arbeitszeitgesetzes (ArbZG ) darstellen, also bspw. auf die tägliche Höchstarbeitszeit angerechnet werden müssen oder nicht, ist oftmals genauso unklar wie die Frage, ob und inwieweit Reisezeiten vergütungspflichtig sind. Aber auch, ob ein Arbeitnehmer überhaupt zur Durchführung einer Dienstreise verpflichtet werden kann, ist ein möglicher Anlass von Streitigkeiten zwischen den Arbeitsvertragsparteien, wie verschiedene Gerichtsentscheidungen zeigen. Der nachfolgende Beitrag beantwortet die aufgeworfenen Fragen und gibt hierzu einen praxisorientierten Überblick.
Magnetic nanoparticle relaxation in biomedical application: focus on simulating nanoparticle heating
(2021)
Background:
Additional stabilization of the “comma sign” in anterosuperior rotator cuff repair has been proposed to provide biomechanical benefits regarding stability of the repair.
Purpose:
This in vitro investigation aimed to investigate the influence of a comma sign–directed reconstruction technique for anterosuperior rotator cuff tears on the primary stability of the subscapularis tendon repair.
Study Design:
Controlled laboratory study.
Methods:
A total of 18 fresh-frozen cadaveric shoulders were used in this study. Anterosuperior rotator cuff tears (complete full-thickness tear of the supraspinatus and subscapularis tendons) were created, and supraspinatus repair was performed with a standard suture bridge technique. The subscapularis was repaired with either a (1) single-row or (2) comma sign technique. A high-resolution 3D camera system was used to analyze 3-mm and 5-mm gap formation at the subscapularis tendon-bone interface upon incremental cyclic loading. Moreover, the ultimate failure load of the repair was recorded. A Mann-Whitney test was used to assess significant differences between the 2 groups.
Results:
The comma sign repair withstood significantly more loading cycles than the single-row repair until 3-mm and 5-mm gap formation occurred (P≤ .047). The ultimate failure load did not reveal any significant differences when the 2 techniques were compared (P = .596).
Conclusion:
The results of this study show that additional stabilization of the comma sign enhanced the primary stability of subscapularis tendon repair in anterosuperior rotator cuff tears. Although this stabilization did not seem to influence the ultimate failure load, it effectively decreased the micromotion at the tendon-bone interface during cyclic loading.
Clinical Relevance:
The proposed technique for stabilization of the comma sign has shown superior biomechanical properties in comparison with a single-row repair and might thus improve tendon healing. Further clinical research will be necessary to determine its influence on the functional outcome.
In positron emission tomography improving time, energy and spatial detector resolutions and using Compton kinematics introduces the possibility to reconstruct a radioactivity distribution image from scatter coincidences, thereby enhancing image quality. The number of single scattered coincidences alone is in the same order of magnitude as true coincidences. In this work, a compact Compton camera module based on monolithic scintillation material is investigated as a detector ring module. The detector interactions are simulated with Monte Carlo package GATE. The scattering angle inside the tissue is derived from the energy of the scattered photon, which results in a set of possible scattering trajectories or broken line of response. The Compton kinematics collimation reduces the number of solutions. Additionally, the time of flight information helps localize the position of the annihilation. One of the questions of this investigation is related to how the energy, spatial and temporal resolutions help confine the possible annihilation volume. A comparison of currently technically feasible detector resolutions (under laboratory conditions) demonstrates the influence on this annihilation volume and shows that energy and coincidence time resolution have a significant impact. An enhancement of the latter from 400 ps to 100 ps leads to a smaller annihilation volume of around 50%, while a change of the energy resolution in the absorber layer from 12% to 4.5% results in a reduction of 60%. The inclusion of single tissue-scattered data has the potential to increase the sensitivity of a scanner by a factor of 2 to 3 times. The concept can be further optimized and extended for multiple scatter coincidences and subsequently validated by a reconstruction algorithm.
Thrombogenic complications are a main issue in mechanical circulatory support (MCS). There is no validated in vitro method available to quantitatively assess the thrombogenic performance of pulsatile MCS devices under realistic hemodynamic conditions. The aim of this study is to propose a method to evaluate the thrombogenic potential of new designs without the use of complex in-vivo trials. This study presents a novel in vitro method for reproducible thrombogenicity testing of pulsatile MCS systems using low molecular weight heparinized porcine blood. Blood parameters are continuously measured with full blood thromboelastometry (ROTEM; EXTEM, FIBTEM and a custom-made analysis HEPNATEM). Thrombus formation is optically observed after four hours of testing. The results of three experiments are presented each with two parallel loops. The area of thrombus formation inside the MCS device was reproducible. The implantation of a filter inside the loop catches embolizing thrombi without a measurable increase of platelet activation, allowing conclusions of the place of origin of thrombi inside the device. EXTEM and FIBTEM parameters such as clotting velocity (α) and maximum clot firmness (MCF) show a total decrease by around 6% with a characteristic kink after 180 minutes. HEPNATEM α and MCF rise within the first 180 minutes indicate a continuously increasing activation level of coagulation. After 180 minutes, the consumption of clotting factors prevails, resulting in a decrease of α and MCF. With the designed mock loop and the presented protocol we are able to identify thrombogenic hot spots inside a pulsatile pump and characterize their thrombogenic potential.
Aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) is associated with early and delayed brain injury due to several underlying and interrelated processes, which include inflammation, oxidative stress, endothelial, and neuronal apoptosis. Treatment with melatonin, a cytoprotective neurohormone with anti-inflammatory, anti-oxidant and anti-apoptotic effects, has been shown to attenuate early brain injury (EBI) and to prevent delayed cerebral vasospasm in experimental aSAH models. Less is known about the role of endogenous melatonin for aSAH outcome and how its production is altered by the pathophysiological cascades initiated during EBI. In the present observational study, we analyzed changes in melatonin levels during the first three weeks after aSAH.
Cardiopulmonary bypass (CPB) is a standard technique for cardiac surgery, but comes with the risk of severe neurological complications (e.g. stroke) caused by embolisms and/or reduced cerebral perfusion. We report on an aortic cannula prototype design (optiCAN) with helical outflow and jet-splitting dispersion tip that could reduce the risk of embolic events and restores cerebral perfusion to 97.5% of physiological flow during CPB in vivo, whereas a commercial curved-tip cannula yields 74.6%. In further in vitro comparison, pressure loss and hemolysis parameters of optiCAN remain unaffected. Results are reproducibly confirmed in silico for an exemplary human aortic anatomy via computational fluid dynamics (CFD) simulations. Based on CFD simulations, we firstly show that optiCAN design improves aortic root washout, which reduces the risk of thromboembolism. Secondly, we identify regions of the aortic intima with increased risk of plaque release by correlating areas of enhanced plaque growth and high wall shear stresses (WSS). From this we propose another easy-to-manufacture cannula design (opti2CAN) that decreases areas burdened by high WSS, while preserving physiological cerebral flow and favorable hemodynamics. With this novel cannula design, we propose a cannulation option to reduce neurological complications and the prevalence of stroke in high-risk patients after CPB.
Biologically sensitive field-effect devices (BioFEDs) advantageously combine the electronic field-effect functionality with the (bio)chemical receptor’s recognition ability for (bio)chemical sensing. In this review, basic and widely applied device concepts of silicon-based BioFEDs (ion-sensitive field-effect transistor, silicon nanowire transistor, electrolyte-insulator-semiconductor capacitor, light-addressable potentiometric sensor) are presented and recent progress (from 2019 to early 2021) is discussed. One of the main advantages of BioFEDs is the label-free sensing principle enabling to detect a large variety of biomolecules and bioparticles by their intrinsic charge. The review encompasses applications of BioFEDs for the label-free electrical detection of clinically relevant protein biomarkers, deoxyribonucleic acid molecules and viruses, enzyme-substrate reactions as well as recording of the cell acidification rate (as an indicator of cellular metabolism) and the extracellular potential.
Eigenkapitalkosten sind eine wesentliche Determinante bei der Wertbestimmung von Unternehmen und Unternehmensteilen. Die Eigenkapitalkosten werden regelmäßig mittels des CAPM bestimmt. Für sog. konzerninterne Routinefunktionen mit geringem Risiko stellt diese Bestimmung mittels CAPM ein Problem dar, da börsennotierte Peergroups für eine zuverlässige Bestimmung des Beta-Faktors meist nicht identifizierbar sind. Damit ergeben sich bei Bewertungen von Routineunternehmen Unsicherheiten und Konfliktpotenzial in steuerlichen Betriebsprüfungen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick der in der Praxis genutzten Ansätze und stellt eine theoretische Fundierung zur Bestimmung der Eigenkapitalkosten von konzerninternen Routinefunktionen vor. Dabei wird verdeutlicht, dass Eigenkapitalkosten von konzerninternen Routinefunktionen nicht denen des Gesamtkonzerns entsprechen und Praktikeransätze eine grundsätzliche Berechtigung besitzen.
Simone de Beauvoir veröffentlichte 1949 ihr Werk ‚Das andere Geschlecht‘, in welchem sie die subjektiven und objektiven Einschränkungen, Belastungen und die Abhängigkeiten vom Mann darlegt, denen Frauen schon seit tausenden Jahren ausgesetzt waren und sind. Aber wie ist das heute? Sind diese Aussagen überhaupt noch aktuell bzw. relevant? Innerhalb der Publikation werden Kernthesen aber auch Textausschnitte aus ihrem Werk aufgeführt sowie aktuelle Artikel, die sich mit der derzeitigen Lage befassen. Durch das gestalterische Konzept innerhalb der Publikation, haben die Lesenden die Möglichkeit, sich konkret mit genau den Themen zu befassen, die jeweils dem persönlichen Interesse entsprechen. Die Publikation dient als Erinnerung und als Nachschlagewerk, um immer wieder lesen können, welche Kämpfe hinsichtlich der Gleichstellung der Geschlechter bereits gekämpft wurden und welche noch gekämpft werden müssen.
Wald im Wandel
(2021)
Die Arbeit „Wald im Wandel“ beschäftigt sich mit dem derzeitigen Zustand des Waldes in Deutschland und seiner kulturhistorischen Bedeutung. Im dazugehörigen Kurzfilm sieht man Aufnahmen der menschlichen Einflussnahme auf den Wald. Diese wurden mit „waldromantischen“ Motiven umgestaltet.
Die Kraft „waldromantischer“ Bilder ist so überzeugend, dass hieraus Überlegungen zu einer klimapolitischen Kampagne entstanden sind. Diese sind auf einer Informations-Webpage mit dem Titel „Projekt: Wald im Wandel“ nachzulesen.
Die Arbeit schlägt eine Brücke vom kulturhistorischen Symbol „deutscher Wald“ hin zur Gegenwart - und dem Wald in Deutschland als einem potenziellen klimapolitischen Symbol.
In einer Mischklasse, bestehend aus sehenden und nicht-sehenden Kindern, welche nicht schriftlich oder spielerisch miteinander kommunizieren können, gehen einige soziale Aspekte und Lernübungen verloren. Partnerarbeiten und das gegenseitige Kontrollieren der Richtigkeit, beispielsweise bei der Anwendung von Satzzeichen, sind Möglichkeiten, welche die Kinder ohne ein gemeinsames Material nicht wahrnehmen können. Diese Arbeit ermöglicht ein gemeinsames Arbeiten aller Kinder durch dasselbe Material. Hierfür dienen dreidimensionale Objekte, welche im STL-Dateiformat zur Verfügung stehen. Es eignet sich für schriftliche und geografische Arbeiten. Des Weiteren ist ein Memory-Spiel enthalten, welches ebenso von sehenden und nicht-sehenden Kinder gespielt werden kann. Diese STLs können weltweit verschickt werden, sodass diese beliebig mit einem 3D-Drucker gedruckt werden können.
DO or DIE: Leistungssport
(2021)
Es ist dieser eine Moment, der über Versagen oder Erfolg entscheidet. Dieser Augenblick, der so unfassbar wichtig ist und dennoch nicht mal eine Sekunde dauert. Als Leistungssportler bereitet man sich immer und immer wieder auf diesen einen Moment vor. Wie unterscheidet sich dieser Moment in verschiedenen Sportarten? Gibt es ihn überhaupt in jeder Sportart?
Das Projekt „Do or Die“ fokussiert sich auf entscheidende und wichtige Situationen in unterschiedlichen Sportarten und zeigt dabei die Facetten und Vielseitigkeit des Leistungssports auf. In einem besonderen Konzept wird der Fokus auf genau diese Momente gelegt und greift den Aspekt des Scheiterns und Erfolgs auf. Es wird untersucht, wie sichtbar diese Augenblicke nach außen hin sind oder inwiefern entscheidende Momente auch nur im Kopf stattfinden und durch Emotionen zu erkennen sind.
Neuerfindung der Ligaturen
(2021)
Gegenstand des Projekts ist, Ligaturen als erweiterte Mittel der Informationsübertragung einzusetzen.
Ligaturen als zusätzliches Instrument sollen die visuelle Komponente des Textes unterstützen, ihm die gewisse Frische einhauchen und ihn hiermit insgesamt sichtbarer, origineller und moderner machen. Der Einsatzbereich erstreckt sich hierbei in die verschiedensten Bereiche hin über Design und Werbung, als auch im Handel oder in sozialen Bereichen.
Hierbei kann eine große Anzahl an Wörtern neue Formen annehmen und mithin an neuem Leben und Bedeutung gewinnen, was sicherlich die allgemeinen Sprachmittel bereichern wird.
Auf einer historischen Basis und mit Hilfe der Dekonstruktion wurden neue Formen der Ligaturen geschaffen — seltsame, kontroverse, auffällige und einzigartige.
Die heutige, vielfältige kinetische Typografie hat eine lange Entwicklung durchgemacht. Die Darstellung dieser in einer zeitlichen Reihenfolge vermittelt ein Verständnis über Ursprung und Evolution. Die Publikation stellt die historische, analoge sowie die moderne, digitale Entwicklung dar. Dabei wird die Verbindung und der Einfluss der damaligen Gestaltung in der heutigen Umsetzung beleuchtet.
Die Plakatreihe erklärt drei Anwendungsmöglichkeiten der kinetischen Typografie. Hierbei werden teils reale Objekte nachgestellt, um die Wiedererkennung dieser im Alltag zu fördern. Gemeinsam zeigen die Plakate und die Publikation ein breites Spektrum der kinetischen Typografie und fördern das Verständnis dieser digitalen Umsetzung von Schrift in bewegter Form.
A new formulation to calculate the shakedown limit load of Kirchhoff plates under stochastic conditions of strength is developed. Direct structural reliability design by chance con-strained programming is based on the prescribed failure probabilities, which is an effective approach of stochastic programming if it can be formulated as an equivalent deterministic optimization problem. We restrict uncertainty to strength, the loading is still deterministic. A new formulation is derived in case of random strength with lognormal distribution. Upper bound and lower bound shakedown load factors are calculated simultaneously by a dual algorithm.
Project work and inter disciplinarity are integral parts of today's engineering work. It is therefore important to incorporate these aspects into the curriculum of academic studies of engineering. At the faculty of Electrical Engineering and Information Technology an interdisciplinary project is part of the bachelor program to address these topics. Since the summer term 2020 most courses changed to online mode during the Covid-19 crisis including the interdisciplinary projects. This online mode introduces additional challenges to the execution of the projects, both for the students as well as for the lecture. The challenges, but also the risks and chances of this kind of project courses are subject of this paper, based on five different interdisciplinary projects
During the Covid-19 pandemic, vocational colleges, universities of applied science and technical universities often had to cancel laboratory sessions requiring students’ attendance. These above of all are of decisive importance in order to give learners an understanding of theory through practical work.This paper is a contribution to the implementation of distance learning for laboratory work applicable for several upper secondary educational facilities. Its aim is to provide a paradigm for hybrid teaching to analyze and control a non-linear system depicted by a tank model. For this reason, we redesign a full series of laboratory sessions on the basis of various challenges. Thus, it is suitable to serve different reference levels of the European Qualifications Framework (EQF).We present problem-based learning through online platforms to compensate the lack of a laboratory learning environment. With a task deduced from their future profession, we give students the opportunity to develop own solutions in self-defined time intervals. A requirements specification provides the framework conditions in terms of time and content for students having to deal with the challenges of the project in a self-organized manner with regard to inhomogeneous previous knowledge. If the concept of Complete Action is introduced in classes before, they will automatically apply it while executing the project.The goal is to combine students’ scientific understanding with a procedural knowledge. We suggest a series of remote laboratory sessions that combine a problem formulation from the subject area of Measurement, Control and Automation Technology with a project assignment that is common in industry by providing extracts from a requirements specification.
Die »tape foundry« ist eine interdisziplinäre Distributionsplattform für studentische Schriften, die Studierende auf dem großen Type-Design Markt neu platziert und einen Raum zur Entfaltung gibt. Besonders durch Instagram ist die heutige Type-Designszene größer denn je und viele Entwürfe gehen in der Maße unter. Um diesem Phänomen entgegenzuwirken wurde die »tape foundry« ins Leben gerufen. Sie versucht mit der Kombination aus Fotografie, Type Design und der Funktion als Kassettenlabel neue interdisziplinäre Wege zu gehen, um sich von der klassischen Ästhetik abzusetzen. Die Webseite stellt sich bewusst gegen gängige UX/UI Standards und setzt auf neue Nutzungsprinzipien kombiniert mit einer lauten kontrastreichen Bildwelt.
Die Applikation „Slot“ ist eine lehrbegleitende Kommunikations- und Kooperationsplattform, die eine zeitgemäße Lehre, Studienorganisation und Präsentation zulässt.
Slot dient dabei nicht nur als Hilfestellung für Lehrende und Lernende, sondern ermöglicht auch die vollständige Durchführung von effizientem Unterricht. Den Lernenden soll maximale Kontrolle zur Erarbeitung ihres Wissens und Übersichtlichkeit in der Kommunikation geboten werden. Um für die unterschiedlichen Nutzergruppen ein benutzerfreundliches System zu schaffen, steht eine breitgefächerte Funktionsauswahl zur Verfügung: Videochat, Messenger, VR-Raum, Whiteboard, Aufgabenübersicht, Datenabgabe, Kalender, Profil und ToDo-List. Die Nutzungsmöglichkeiten können individuell auf die unterschiedlichen Nutzergruppen und deren entsprechenden Bedürfnissen angepasst werden.
Dual frequency magnetic excitation of magnetic nanoparticles (MNP) enables enhanced biosensing applications. This was studied from an experimental and theoretical perspective: nonlinear sum-frequency components of MNP exposed to dual-frequency magnetic excitation were measured as a function of static magnetic offset field. The Langevin model in thermodynamic equilibrium was fitted to the experimental data to derive parameters of the lognormal core size distribution. These parameters were subsequently used as inputs for micromagnetic Monte-Carlo (MC)-simulations. From the hysteresis loops obtained from MC-simulations, sum-frequency components were numerically demodulated and compared with both experiment and Langevin model predictions. From the latter, we derived that approximately 90% of the frequency mixing magnetic response signal is generated by the largest 10% of MNP. We therefore suggest that small particles do not contribute to the frequency mixing signal, which is supported by MC-simulation results. Both theoretical approaches describe the experimental signal shapes well, but with notable differences between experiment and micromagnetic simulations. These deviations could result from Brownian relaxations which are, albeit experimentally inhibited, included in MC-simulation, or (yet unconsidered) cluster-effects of MNP, or inaccurately derived input for MC-simulations, because the largest particles dominate the experimental signal but concurrently do not fulfill the precondition of thermodynamic equilibrium required by Langevin theory.
Der vorliegende Beitrag stellt den seismischen Nachweis von Mauerwerksbauten in Deutschland auf Grundlage der DIN EN 1998‐1/NA vor, wobei auch die wesentlichen Änderungen zu der Norm DIN 4149 vergleichend erläutert werden. Vorgestellt werden die Definition der Erdbebeneinwirkung, das seismische Verhalten von Mauerwerksbauten und die Erläuterung der Rechenverfahren. Darauf aufbauend wird die Anwendung an drei Praxisbeispielen demonstriert.
This paper introduces a new maritime search and rescue system based on S-band illumination harmonic radar (HR). Passive and active tags have been developed and tested while attached to life jackets and a small boat. In this demonstration test carried out on the Baltic Sea, the system was able to detect and range the active tags up to a distance of 5800 m using an illumination signal transmit-power of 100 W. Special attention is given to the development, performance, and conceptual differences between passive and active tags used in the system. Guidelines for achieving a high HR dynamic range, including a system components description, are given and a comparison with other HR systems is performed. System integration with a commercial maritime X-band navigation radar is shown to demonstrate a solution for rapid search and rescue response and quick localization.
The Robot Operating System (ROS) is the current de-facto standard in robot middlewares. The steadily increasing size of the user base results in a greater demand for training as well. User groups range from students in academia to industry professionals with a broad spectrum of developers in between. To deliver high quality training and education to any of these audiences, educators need to tailor individual curricula for any such training. In this paper, we present an approach to ease compiling curricula for ROS trainings based on a taxonomy of the teaching contents. The instructor can select a set of dedicated learning units and the system will automatically compile the teaching material based on the dependencies of the units selected and a set of parameters for a particular training. We walk through an example training to illustrate our work.
Most drugs are no longer produced in their own countries by the pharmaceutical companies, but by contract manufacturers or at manufacturing sites in countries that can produce more cheaply. This not only makes it difficult to trace them back but also leaves room for criminal organizations to fake them unnoticed. For these reasons, it is becoming increasingly difficult to determine the exact origin of drugs. The goal of this work was to investigate how exactly this is possible by using different spectroscopic methods like nuclear magnetic resonance and near- and mid-infrared spectroscopy in combination with multivariate data analysis. As an example, 56 out of 64 different paracetamol preparations, collected from 19 countries around the world, were chosen to investigate whether it is possible to determine the pharmaceutical company, manufacturing site, or country of origin. By means of suitable pre-processing of the spectra and the different information contained in each method, principal component analysis was able to evaluate manufacturing relationships between individual companies and to differentiate between production sites or formulations. Linear discriminant analysis showed different results depending on the spectral method and purpose. For all spectroscopic methods, it was found that the classification of the preparations to their manufacturer achieves better results than the classification to their pharmaceutical company. The best results were obtained with nuclear magnetic resonance and near-infrared data, with 94.6%/99.6% and 98.7/100% of the spectra of the preparations correctly assigned to their pharmaceutical company or manufacturer.
How different diversity factors affect the perception of first-year requirements in higher education
(2021)
In the light of growing university entry rates, higher education institutions not only serve larger numbers of students, but also seek to meet first-year students’ ever more diverse needs. Yet to inform universities how to support the transition to higher education, research only offers limited insights. Current studies tend to either focus on the individual factors that affect student success or they highlight students’ social background and their educational biography in order to examine the achievement of selected, non-traditional groups of students. Both lines of research appear to lack integration and often fail to take organisational diversity into account, such as different types of higher education institutions or degree programmes. For a more comprehensive understanding of student diversity, the present study includes individual, social and organisational factors. To gain insights into their role for the transition to higher education, we examine how the different factors affect the students’ perception of the formal and informal requirements of the first year as more or less difficult to cope with. As the perceived requirements result from both the characteristics of the students and the institutional context, they allow to investigate transition at the interface of the micro and the meso level of higher education. Latent profile analyses revealed that there are no profiles with complex patterns of perception of the first-year requirements, but the identified groups rather differ in the overall level of perceived challenges. Moreover, SEM indicates that the differences in the perception largely depend on the individual factors self-efficacy and volition.
Stretch-shortening type actions are characterized by lengthening of the pre-activated muscle-tendon unit (MTU) in the eccentric phase immediately followed by muscle shortening. Under 1 g, pre-activity before and muscle activity after ground contact, scale muscle stiffness, which is crucial for the recoil properties of the MTU in the subsequent push-off. This study aimed to examine the neuro-mechanical coupling of the stretch-shortening cycle in response to gravity levels ranging from 0.1 to 2 g. During parabolic flights, 17 subjects performed drop jumps while electromyography (EMG) of the lower limb muscles was combined with ultrasound images of the gastrocnemius medialis, 2D kinematics and kinetics to depict changes in energy management and performance. Neuro-mechanical coupling in 1 g was characterized by high magnitudes of pre-activity and eccentric muscle activity allowing an isometric muscle behavior during ground contact. EMG during pre-activity and the concentric phase systematically increased from 0.1 to 1 g. Below 1 g the EMG in the eccentric phase was diminished, leading to muscle lengthening and reduced MTU stretches. Kinetic energy at take-off and performance were decreased compared to 1 g. Above 1 g, reduced EMG in the eccentric phase was accompanied by large MTU and muscle stretch, increased joint flexion amplitudes, energy loss and reduced performance. The energy outcome function established by linear mixed model reveals that the central nervous system regulates the extensor muscles phase- and load-specifically. In conclusion, neuro-mechanical coupling appears to be optimized in 1 g. Below 1 g, the energy outcome is compromised by reduced muscle stiffness. Above 1 g, loading progressively induces muscle lengthening, thus facilitating energy dissipation.
Glucose oxidase (GOx) is an enzyme frequently used in glucose biosensors. As increased temperatures can enhance the performance of electrochemical sensors, we investigated the impact of temperature pulses on GOx that was drop-coated on flattened Pt microwires. The wires were heated by an alternating current. The sensitivity towards glucose and the temperature stability of GOx was investigated by amperometry. An up to 22-fold increase of sensitivity was observed. Spatially resolved enzyme activity changes were investigated via scanning electrochemical microscopy. The application of short (<100 ms) heat pulses was associated with less thermal inactivation of the immobilized GOx than long-term heating.
In this paper, we present the structure, the simulation the operation of a multi-stage, hybrid solar desalination system (MSDH), powered by thermal and photovoltaic (PV) (MSDH) energy. The MSDH system consists of a lower basin, eight horizontal stages, a field of four flat thermal collectors with a total area of 8.4 m2, 3 Kw PV panels and solar batteries. During the day the system is heated by thermal energy, and at night by heating resistors, powered by solar batteries. These batteries are charged by the photovoltaic panels during the day. More specifically, during the day and at night, we analyse the temperature of the stages and the production of distilled water according to the solar irradiation intensity and the electric heating power, supplied by the solar batteries. The simulations were carried out in the meteorological conditions of the winter month (February 2020), presenting intensities of irradiance and ambient temperature reaching 824 W/m2 and 23 °C respectively. The results obtained show that during the day the system is heated by the thermal collectors, the temperature of the stages and the quantity of water produced reach 80 °C and 30 Kg respectively. At night, from 6p.m. the system is heated by the electric energy stored in the batteries, the temperature of the stages and the quantity of water produced reach respectively 90 °C and 104 Kg for an electric heating power of 2 Kw. Moreover, when the electric power varies from 1 Kw to 3 Kw the quantity of water produced varies from 92 Kg to 134 Kg. The analysis of these results and their comparison with conventional solar thermal desalination systems shows a clear improvement both in the heating of the stages, by 10%, and in the quantity of water produced by a factor of 3.