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The coupling of ligand-stabilized gold nanoparticles with field-effect devices offers new possibilities for label-free biosensing. In this work, we study the immobilization of aminooctanethiol-stabilized gold nanoparticles (AuAOTs) on the silicon dioxide surface of a capacitive field-effect sensor. The terminal amino group of the AuAOT is well suited for the functionalization with biomolecules. The attachment of the positively-charged AuAOTs on a capacitive field-effect sensor was detected by direct electrical readout using capacitance-voltage and constant capacitance measurements. With a higher particle density on the sensor surface, the measured signal change was correspondingly more pronounced. The results demonstrate the ability of capacitive field-effect sensors for the non-destructive quantitative validation of nanoparticle immobilization. In addition, the electrostatic binding of the polyanion polystyrene sulfonate to the AuAOT-modified sensor surface was studied as a model system for the label-free detection of charged macromolecules. Most likely, this approach can be transferred to the label-free detection of other charged molecules such as enzymes or antibodies.
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.
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.
The treatment method to deactivate viable microorganisms from objects or products is termed sterilization. There are multiple forms of sterilization, each intended to be applied for a specific target, which depends on—but not limited to—the thermal, physical, and chemical stability of that target. Herein, an overview on the currently used sterilization processes in the global market is provided. Different sterilization techniques are grouped under a category that describes the method of treatment: radiation (gamma, electron beam, X-ray, and ultraviolet), thermal (dry and moist heat), and chemical (ethylene oxide, ozone, chlorine dioxide, and hydrogen peroxide). For each sterilization process, the typical process parameters as defined by regulations and the mode of antimicrobial activity are summarized. Finally, the recommended microorganisms that are used as biological indicators to validate sterilization processes in accordance with the rules that are established by various regulatory agencies are summarized.
Der Tyrannosaurus-Rex ist der Uronkel des Haushuhns. Eine evolutionäre Tatsache, die in Erstaunen versetzt. Vielen Menschen ist nicht bekannt, dass die heutigen Vögel von einem Zweig der fleischfressenden Dinosaurier, den Theropoden, abstammen. Die Bachelorarbeit mit dem Titel „AVES – Die Evolution der Vögel“ zeigt die Entwicklung von der laufenden Echse hin zum fliegenden Vogel mittels einer Naturkundeausstellung. Dabei handelt es sich um eine Sonderausstellung, die sich für die Präsentation in musealen Institutionen eignet. Die chronologisch aufgebaute Ausstellung gliedert sich in sechs Zeitepochen, von der Urzeit bis hin zur Jetztzeit. Diese sind farblich und typografisch so gestaltet, dass sie den Besuchenden eine optimale Orientierung bieten. Hierbei fügen sich einige gestalterische Elemente zusammen, wie plakative Tierillustrationen, die Themeninhalte untermalen, Waldkulissen und auditive Elemente, die eine Raumatmosphäre bilden. Die Ausstellung soll die Besuchenden durch die besondere Atmosphäre nicht nur emotional erreichen, sondern auch das inhaltliche Verständnis fördern und festigen.
Plant virus-like particles, and in particular, tobacco mosaic virus (TMV) particles, are increasingly being used in nano- and biotechnology as well as for biochemical sensing purposes as nanoscaffolds for the high-density immobilization of receptor molecules. The sensitive parameters of TMV-assisted biosensors depend, among others, on the density of adsorbed TMV particles on the sensor surface, which is affected by both the adsorption conditions and surface properties of the sensor. In this work, Ta₂O₅-gate field-effect capacitive sensors have been applied for the label-free electrical detection of TMV adsorption. The impact of the TMV concentration on both the sensor signal and the density of TMV particles adsorbed onto the Ta₂O₅-gate surface has been studied systematically by means of field-effect and scanning electron microscopy methods. In addition, the surface density of TMV particles loaded under different incubation times has been investigated. Finally, the field-effect sensor also demonstrates the label-free detection of penicillinase immobilization as model bioreceptor on TMV particles.
Plant viruses are major contributors to crop losses and induce high economic costs worldwide. For reliable, on-site and early detection of plant viral diseases, portable biosensors are of great interest. In this study, a field-effect SiO2-gate electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) sensor was utilized for the label-free electrostatic detection of tobacco mosaic virus (TMV) particles as a model plant pathogen. The capacitive EIS sensor has been characterized regarding its TMV sensitivity by means of constant-capacitance method. The EIS sensor was able to detect biotinylated TMV particles from a solution with a TMV concentration as low as 0.025 nM. A good correlation between the registered EIS sensor signal and the density of adsorbed TMV particles assessed from scanning electron microscopy images of the SiO2-gate chip surface was observed. Additionally, the isoelectric point of the biotinylated TMV particles was determined via zeta potential measurements and the influence of ionic strength of the measurement solution on the TMV-modified EIS sensor signal has been studied.
An acetoin biosensor based on a capacitive electrolyte–insulator–semiconductor (EIS) structure modified with the enzyme acetoin reductase, also known as butane-2,3-diol dehydrogenase (Bacillus clausii DSM 8716ᵀ), is applied for acetoin detection in beer, red wine, and fermentation broth samples for the first time. The EIS sensor consists of an Al/p-Si/SiO₂/Ta₂O₅ layer structure with immobilized acetoin reductase on top of the Ta₂O₅ transducer layer by means of crosslinking via glutaraldehyde. The unmodified and enzyme-modified sensors are electrochemically characterized by means of leakage current, capacitance–voltage, and constant capacitance methods, respectively.
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.
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
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.
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.
The Last Sketch
(2021)
Das Projekt thematisiert, in Form eines Animationsfilms, den Umgang eines Vaters mit dem Tod seines Kindes
und den Versuch den Weg zurück zu sich selbst und ins Leben zu finden.
Das Ziel war es die Emotionen der Schauspieler in einen Animationsfilm authentisch zu implementieren. Um den Animationsfilm situationsgerecht erzählen zu können, wurde das Verständnis für Trauer in den Vordergrund gestellt.
Dazu wurden digitale Drehs durchgeführt und viele Bereiche der 3D Gestaltung angewendet.
Viele der Betroffenen erleben besonders in den ersten Tagen nach dem Verlust ihres Kindes nicht das notwendige Verständnis für ihre Trauer.
Diese Projektarbeit möchte aufzeigen, wie unterschiedlich Menschen trauern und wie sie sich in ihrer Verschiedenheit verlieren können,
besonders wenn es um das gemeinsame Kind geht.
Wenn ein Kind im Sterben liegt, steht für die Eltern sein Wohlbefinden an erster Stelle. Sie wollen alles richtig machen.
Der Protagonist des Films (Teo) und seine Frau Mia haben jedoch unterschiedliche Vorstellung davon, was das Richtige ist und auch nach dem
Tod ihres Kindes haben sie unterschiedliche Bewältigungsstrategien, um mit diesem Schicksalsschlag umzugehen.
Einer der Gründe, warum 80% der Ehepaare sich nach so einem Schicksalsschlag trennen liegt in genau dieser Problematik, weswegen es wichtig ist, diese Thematik zu beleuchten.
Kawasaki Heavy Industries, LTD. (KHI) has research and development projects for a future hydrogen society. These projects comprise the complete hydrogen cycle, including the production of hydrogen gas, the refinement and liquefaction for transportation and storage, and finally the utilization in a gas turbine for electricity and heat supply. Within the development of the hydrogen gas turbine, the key technology is stable and low NOx hydrogen combustion, namely the Dry Low NOx (DLN) hydrogen combustion.
KHI, Aachen University of Applied Science, and B&B-AGEMA have investigated the possibility of low NOx micro-mix hydrogen combustion and its application to an industrial gas turbine combustor. From 2014 to 2018, KHI developed a DLN hydrogen combustor for a 2MW class industrial gas turbine with the micro-mix technology. Thereby, the ignition performance, the flame stability for equivalent rotational speed, and higher load conditions were investigated. NOx emission values were kept about half of the Air Pollution Control Law in Japan: 84ppm (O2-15%). Hereby, the elementary combustor development was completed.
From May 2020, KHI started the engine demonstration operation by using an M1A-17 gas turbine with a co-generation system located in the hydrogen-fueled power generation plant in Kobe City, Japan. During the first engine demonstration tests, adjustments of engine starting and load control with fuel staging were investigated. On 21st May, the electrical power output reached 1,635 kW, which corresponds to 100% load (ambient temperature 20 °C), and thereby NOx emissions of 65 ppm (O2-15, 60 RH%) were verified. Here, for the first time, a DLN hydrogen-fueled gas turbine successfully generated power and heat.
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.
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.
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.
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.
This article 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 attached to life jackets and a rescue boat. This system was able to detect and range the active tags up to a range of 5800 m in tests on the Baltic Sea with an antenna input power of only 100 W. All electronic GHz components of the system, excluding the S-band power amplifier, were custom developed for this purpose. Special attention is given to the performance and conceptual differences between passive and active tags used in the system and integration with a maritime X-band navigation radar is demonstrated.
This paper presents a new SIMO radar system based on a harmonic radar (HR) stepped frequency continuous wave (SFCW) architecture. Simple tags that can be electronically individually activated and deactivated via a DC control voltage were developed and combined to form an MO array field. This HR operates in the entire 2.45 GHz ISM band for transmitting the illumination signal and receives at twice the stimulus frequency and bandwidth centered around 4.9 GHz. This paper presents the development, the basic theory of a HR system for the characterization of objects placed into the propagation path in-between the radar and the reflectors (similar to a free-space measurement with a network analyzer) as well as first measurements performed by the system. Further detailed measurement series will be made available later on to other researchers to develop AI and machine learning based signal processing routines or synthetic aperture radar algorithms for imaging, object recognition, and feature extraction. For this purpose, the necessary information is published in this paper. It is explained in detail why this SIMO-HR can be an attractive solution augmenting or replacing existing systems for radar measurements in production technology for material under test measurements and as a simplified MIMO system. The novel HR transfer function, which is a basis for researchers and developers for material characterization or imaging algorithms, is introduced and metrologically verified in a well traceable coaxial setup.
Audio-Inhalte wie Hörbücher erfreuen sich gerade seit vergangenem Jahr immer größerer Beliebtheit. Oft werden nebenbei jedoch andere Tätigkeiten verrichtet und dem Hörbuch wird weniger Aufmerksamkeit geschenkt, als es beim Lesen des entsprechenden Buches der Fall wäre. »Das Auge hört mit« beinhaltet ein Konzept, welches den Fokus wieder auf das Hörbuch und die Erzählung lenkt. Innerhalb der Arbeit wurde dazu ein audiovisuelles Erlebnis für Nutzende geschaffen, das einen spannenden Ausgleich zum Alltag bietet. Am Beispiel des Hörbuchs „Der Goldene Kompass“ von Philip Pullman ist ein digitales Bilderbuch entstanden, wobei zu ausgewählten Szenen passende Illustrationen erstellt wurden. Diese wurden als eine Art Diashow unter das Hörbuch gelegt. Untermalt von Animationen und Kamerabewegungen wird so das Vorstellungsvermögen angeregt, um gänzlich in die Geschichte eintauchen zu können.
Schon immer haben sich Menschen Geschichten über den Ursprung der Welt erzählt. Die Arbeit „Die Geburt der Dinge“ thematisiert auf literarische und illustrative Weise ausgewählte Schöpfungsgeschichten rund um den Globus und quer durch die Zeitgeschichte hindurch. Darunter befinden sich Platons Schöpfungstheorie, eine Geschichte der Inuit, ein Auszug der isländischen Edda oder auch der älteste bekannte niedergeschriebene Schöpfungstext aus dem alten Mesopotamien. Zusätzlich werden Zusammenhänge zwischen diesen Texten hergestellt, die sich mit Geschlechterrollen oder Symboliken befassen. Außerdem wird ein Bezug zur Gegenwart hergestellt. Ziel der Arbeit ist es, Menschen mehr für Schöpfungsgeschichten und deren Auswirkungen auf unser alltägliches Leben zu sensibilisieren und Offenheit gegenüber anderen Kulturen zu schaffen.
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.
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.
We consider a binary multivariate regression model where the conditional expectation of a binary variable given a higher-dimensional input variable belongs to a parametric family. Based on this, we introduce a model-based bootstrap (MBB) for higher-dimensional input variables. This test can be used to check whether a sequence of independent and identically distributed observations belongs to such a parametric family. The approach is based on the empirical residual process introduced by Stute (Ann Statist 25:613–641, 1997). In contrast to Stute and Zhu’s approach (2002) Stute & Zhu (Scandinavian J Statist 29:535–545, 2002), a transformation is not required. Thus, any problems associated with non-parametric regression estimation are avoided. As a result, the MBB method is much easier for users to implement. To illustrate the power of the MBB based tests, a small simulation study is performed. Compared to the approach of Stute & Zhu (Scandinavian J Statist 29:535–545, 2002), the simulations indicate a slightly improved power of the MBB based method. Finally, both methods are applied to a real data set.
Ein naturbelassenes System oder systematisch Natur? In der Bachelorarbeit COFFEE TO STAY entstand das modulare Seating-System REGROW. Sitzlandschaften für kurze Pausen, zwischen Kommen und Gehen, zwischen Begegnungen und Verabschiedungen – REGROW steht für die Entschleunigung im Alltag. Mit Material und Oberflächen, die von der Natur inspiriert sind, bietet REGROW Zufluchtsorte in urbanen Städten, geprägt von Beton und Asphalt. Ein Stück Natur, das sich dem räumlichen Kontext anpassen kann: Dank seiner flexiblen Modularität kann REGROW auf kleine und auf große Räume reagieren. Die Kollektion besteht aus Sitzelementen, die sich durch Rückenlehnen und Armlehnen ergänzen lassen. Mit den Beistelltischen lassen sich Sitzmodule miteinander im 45 oder 90 Grad Winkel verbinden.
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 planned coal phase-out in Germany by 2038 will lead to the dismantling of power plants with a total capacity of approx. 30 GW. A possible further use of these assets is the conversion of the power plants to thermal storage power plants; the use of these power plants on the day-ahead market is considerably limited by their technical parameters. In this paper, the influence of the technical boundary conditions on the operating times of these storage facilities is presented. For this purpose, the storage power plants were described as an MILP problem and two price curves, one from 2015 with a relatively low renewable penetration (33 %) and one from 2020 with a high renewable energy penetration (51 %) are compared. The operating times were examined as a function of the technical parameters and the critical influencing factors were investigated. The thermal storage power plant operation duration and the energy shifted with the price curve of 2020
increases by more than 25 % compared to 2015.
Jeder hat schon etwas vom Impfen gehört, trotzdem wird es von vielen vernachlässigt. Das Thema Impfen hat besonders im vergangenen Jahr an Relevanz gewonnen. Vor allem durch die Corona-Pandemie wird der Menschheit bewusst, welch wichtige Bedeutung ein Impfstoff hat. Doch auch abgesehen von der Impfung gegen Covid-19 sind Impfungen wichtig für unser aller Gesundheit. Viele lebenswichtige Impfungen werden vernachlässigt oder sind in der öffentlichen Wahrnehmung weniger präsent. Genau das soll die Kampagne verhindern. Das Ziel ist es, Jugendliche und junge Erwachsene auf das Thema aufmerksam zu machen. Die Kampagne soll zeigen, dass schon ein kleiner Piekser Leben retten kann. Gleichzeitig bietet sie auch die Möglichkeit, den Aufruf direkt umzusetzen. Lokale und terminbezogene Veranstaltungen helfen dabei. Dieses Projekt versucht durch eine Info-Tour, der Unwissenheit über Impfungen entgegenzuwirken.
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.
This study focuses on thermoelectric elements (TEE) as an alternative for room temperature control. TEE are semi-conductor devices that can provide heating and cooling via a heat pump effect without direct noise emissions and no refrigerant use. An efficiency evaluation of the optimal operating mode is carried out for different numbers of TEE, ambient temperatures, and heating loads. The influence of an additional heat recovery unit on system efficiency and an unevenly distributed heating demand are examined. The results show that TEE can provide heat at a coefficient of performance (COP) greater than one especially for small heating demands and high ambient temperatures. The efficiency increases with the number of elements in the system and is subject to economies of scale. The best COP exceeds six at optimal operating conditions. An additional heat recovery unit proves beneficial for low ambient temperatures and systems with few TEE. It makes COPs above one possible at ambient temperatures below 0 ∘C. The effect increases efficiency by maximal 0.81 (from 1.90 to 2.71) at ambient temperature 5 K below room temperature and heating demand Q˙h=100W but is subject to diseconomies of scale. Thermoelectric technology is a valuable option for electricity-based heat supply and can provide cooling and ventilation functions. A careful system design as well as an additional heat recovery unit significantly benefits the performance. This makes TEE superior to direct current heating systems and competitive to heat pumps for small scale applications with focus on avoiding noise and harmful refrigerants.
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.
The paper presents the derivation of a new equivalent skin friction coefficient for estimating the parasitic drag of short-to-medium range fixed-wing unmanned aircraft. The new coefficient is derived from an aerodynamic analysis of ten different unmanned aircraft used for surveillance, reconnaissance, and search and rescue missions. The aircraft is simulated using a validated unsteady Reynolds-averaged Navier Stokes approach. The UAV’s parasitic drag is significantly influenced by the presence of miscellaneous components like fixed landing gears or electro-optical sensor turrets. These components are responsible for almost half of an unmanned aircraft’s total parasitic drag. The new equivalent skin friction coefficient accounts for these effects and is significantly higher compared to other aircraft categories. It is used to initially size an unmanned aircraft for a typical reconnaissance mission. The improved parasitic drag estimation yields a much heavier unmanned aircraft when compared to the sizing results using available drag data of manned aircraft.
Nach einer wahren Begebenheit nimmt der Kurzfilm den Zuschauer mit in das Erlebnis zweier Kinder eines Luftangriffes während des Zweiten Weltkriegs: "Es ist 1944, in Deutschland wütet der Zweite Weltkrieg. Horst und Elli erledigen gerade mit ihrer Tante die Einkäufe, als plötzlich die Sirenen aufheulen. Die Drei rennen auf schnellstem Weg zurück zum Dorf, um sich in den sicheren Luftschutzkeller zu flüchten. Doch in der Hektik werden die Kinder von ihrer Tante getrennt und als die ersten Bomben fallen, sind die Beiden noch lange nicht am Bunker angelangt. Geistesgegenwärtig reagiert Horst und rettet so ihrer beider Leben. Bevor weitere Bomben einschlagen, erreichen die Kinder endlich den sicheren Luftschutzkeller."
For now, the Planetary Defense Conference Exercise 2021's incoming fictitious(!), asteroid, 2021 PDC, seems headed for impact on October 20th, 2021, exactly 6 months after its discovery. Today (April 26th, 2021), the impact probability is 5%, in a steep rise from 1 in 2500 upon discovery six days ago. We all know how these things end. Or do we? Unless somebody kicked off another headline-grabbing media scare or wants to keep civil defense very idle very soon, chances are that it will hit (note: this is an exercise!). Taking stock, it is barely 6 months to impact, a steadily rising likelihood that it will actually happen, and a huge uncertainty of possible impact energies: First estimates range from 1.2 MtTNT to 13 GtTNT, and this is not even the worst-worst case: a 700 m diameter massive NiFe asteroid (covered by a thin veneer of Ryugu-black rubble to match size and brightness), would come in at 70 GtTNT. In down to Earth terms, this could be all between smashing fireworks over some remote area of the globe and a 7.5 km crater downtown somewhere. Considering the deliberate and sedate ways of development of interplanetary missions it seems we can only stand and stare until we know well enough where to tell people to pack up all that can be moved at all and save themselves. But then, it could just as well be a smaller bright rock. The best estimate is 120 m diameter from optical observation alone, by 13% standard albedo. NASA's upcoming DART mission to binary asteroid (65803) Didymos is designed to hit such a small target, its moonlet Dimorphos. The Deep Impact mission's impactor in 2005 successfully guided itself to the brightest spot on comet 9P/Tempel 1, a relatively small feature on the 6 km nucleus. And 'space' has changed: By the end of this decade, one satellite communication network plans to have launched over 11000 satellites at a pace of 60 per launch every other week. This level of series production is comparable in numbers to the most prolific commercial airliners. Launch vehicle production has not simply increased correspondingly – they can be reused, although in a trade for performance. Optical and radio astronomy as well as planetary radar have made great strides in the past decade, and so has the design and production capability for everyday 'high-tech' products. 60 years ago, spaceflight was invented from scratch within two years, and there are recent examples of fast-paced space projects as well as a drive towards 'responsive space'. It seems it is not quite yet time to abandon all hope. We present what could be done and what is too close to call once thinking is shoved out of the box by a clear and present danger, to show where a little more preparedness or routine would come in handy – or become decisive. And if we fail, let's stand and stare safely and well instrumented anywhere on Earth together in the greatest adventure of science.
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.
Reliable automation of the labor-intensive manual task of scoring animal sleep can facilitate the analysis of long-term sleep studies. In recent years, deep-learning-based systems, which learn optimal features from the data, increased scoring accuracies for the classical sleep stages of Wake, REM, and Non-REM. Meanwhile, it has been recognized that the statistics of transitional stages such as pre-REM, found between Non-REM and REM, may hold additional insight into the physiology of sleep and are now under vivid investigation. We propose a classification system based on a simple neural network architecture that scores the classical stages as well as pre-REM sleep in mice. When restricted to the classical stages, the optimized network showed state-of-the-art classification performance with an out-of-sample F1 score of 0.95 in male C57BL/6J mice. When unrestricted, the network showed lower F1 scores on pre-REM (0.5) compared to the classical stages. The result is comparable to previous attempts to score transitional stages in other species such as transition sleep in rats or N1 sleep in humans. Nevertheless, we observed that the sequence of predictions including pre-REM typically transitioned from Non-REM to REM reflecting sleep dynamics observed by human scorers. Our findings provide further evidence for the difficulty of scoring transitional sleep stages, likely because such stages of sleep are under-represented in typical data sets or show large inter-scorer variability. We further provide our source code and an online platform to run predictions with our trained network.
An approach to automatically generate a dynamic energy simulation model in Modelica for a single existing building is presented. It aims at collecting data about the status quo in the preparation of energy retrofits with low effort and costs. The proposed method starts from a polygon model of the outer building envelope obtained from photogrammetrically generated point clouds. The open-source tools TEASER and AixLib are used for data enrichment and model generation. A case study was conducted on a single-family house. The resulting model can accurately reproduce the internal air temperatures during synthetical heating up and cooling down. Modelled and measured whole building heat transfer coefficients (HTC) agree within a 12% range. A sensitivity analysis emphasises the importance of accurate window characterisations and justifies the use of a very simplified interior geometry. Uncertainties arising from the use of archetype U-values are estimated by comparing different typologies, with best- and worst-case estimates showing differences in pre-retrofit heat demand of about ±20% to the average; however, as the assumptions made are permitted by some national standards, the method is already close to practical applicability and opens up a path to quickly estimate possible financial and energy savings after refurbishment.
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'.
Aufgrund von weltweit verhängten Reisebeschränkungen und der Angst vor Ansteckung mit Covid-19 entschieden sich viele Touristen, ihren Urlaub 2020 ausfallen zu lassen. Die weltweite Corona-Pandemie hat insbesondere die italienische Tourismusbranche schwer getroffen und die Übernachtungszahlen innerhalb kürzester Zeit zu einem erheblichen Einbruch gebracht – so auch auf der beliebten Mittelmeerinsel Sardinien. Um weiteren schwerwiegenden wirtschaftlichen Schäden frühestmöglich entgegenzuwirken, soll ein klar kommunizierendes Gestaltungskonzept, das in all seinen Facetten von Sardinien und dessen zahlreichen Vorzügen inspiriert ist, einen erfolgreichen Neustart nach der Corona-Krise für die Insel einleiten. Das neue Erscheinungsbild der Tourismusmarke basiert unter anderem grundlegend auf typografischen Gestaltungselementen wie der eigens entwickelten Corporate Font „Sardegna Hybrid“.
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.
In the context of the Solvency II directive, the operation of an internal risk model is a possible way for risk assessment and for the determination of the solvency capital requirement of an insurance company in the European Union. A Monte Carlo procedure is customary to generate a model output. To be compliant with the directive, validation of the internal risk model is conducted on the basis of the model output. For this purpose, we suggest a new test for checking whether there is a significant change in the modeled solvency capital requirement. Asymptotic properties of the test statistic are investigated and a bootstrap approximation is justified. A simulation study investigates the performance of the test in the finite sample case and confirms the theoretical results. The internal risk model and the application of the test is illustrated in a simplified example. The method has more general usage for inference of a broad class of law-invariant and coherent risk measures on the basis of a paired sample.
The paper presents an overview of the past and present of low-emission combustor research with hydrogen-rich fuels at Aachen University of Applied Sciences. In 1990, AcUAS started developing the Dry-Low-NOx Micromix combustion technology. Micromix reduces NOx emissions using jet-in-crossflow mixing of multiple miniaturized fuel jets and combustor air with an inherent safety against flashback. At first, pure hydrogen as fuel was investigated with lab-scale applications. Later, Micromix prototypes were developed for the use in an industrial gas turbine Honeywell/Garrett GTCP-36-300, proving low NOx characteristics during real gas turbine operation, accompanied by the successful definition of safety laws and control system modifications. Further, the Micromix was optimized for the use in annular and can combustors as well as for fuel-flexibility with hydrogen-methane-mixtures and hydrogen-rich syngas qualities by means of extensive experimental and numerical simulations. In 2020, the latest Micromix application will be demonstrated in a commercial 2 MW-class gas turbine can-combustor with full-scale engine operation. The paper discusses the advances in Micromix research over the last three decades.
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.
„Gegen jedes Leiden ist ein Kraut gewachsen“ lautet eine alte Volksweisheit. Doch auch heute, in einer Zeit, in der wir Verantwortung in unserer eigenen Gesundheit übernehmen möchten, wächst das Interesse an Pflanzenheilkunde stetig.
Das Projekt „Herbothecary“ schafft einen einfachen Zugang zur Welt der Heilpflanzen. Dies geschieht mithilfe einer App, die als Auswahlhilfe für Samen dient und alle nötigen Informationen zur Heilwirkung und Identifikation der Pflanze bietet. Auch prozessbegleitende Anleitungen finden die Nutzenden hier. Um das Packaging-Design der Samen besonders nachhaltig zu gestalten, besteht dieses aus Samenpapier. Die Samenpäckchen können nach der Nutzung also einfach eingepflanzt werden, anstatt diese wegzuwerfen, wodurch unnötiger Verpackungsmüll vermieden wird. „Herbothecary“ dient als Grundlage für den Anbau deines eigenen Apothekergartens.
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.
Wohnen als neue soziale Frage ist mehr als die Produktion neuer Formen von Wohnen und deren architektonischer Gestalt, und auch mehr als nur die Umsetzung sich verändernder, jedoch individuell formulierter Wohnwünsche. Sie spannt sich auf zwischen gesellschafts- und nachhaltigkeitspolitischen, hardcore-kapitalistischen und globalen Rahmenbedingungen, Hardware und Software, Individuum und Gemeinwohl, Konsum und Mitgestaltung. Entscheidend sind die Akteure und die Art und Weise, wie und nach welchen Maßstäben sie handeln. Entscheidend ist aber auch, Wohnen sowohl kontextuell wie auch programmatisch neu zu denken und dadurch zu neuen Mischungen, Nachbarschaften und Bewertungskriterien einer Projekt- und Stadtentwicklung zu kommen, die mehr als die Summe seiner Einzelteile wollen – ein gutes Leben für Alle abseits der Frage des Geldbeutels und der sozialen Zugehörigkeit.
The aim of the current study was to investigate the performance of integrated RF
transmit arrays with high channel count consisting of meander microstrip antennas
for body imaging at 7 T and to optimize the position and number of transmit ele-
ments. RF simulations using multiring antenna arrays placed behind the bore liner
were performed for realistic exposure conditions for body imaging. Simulations were
performed for arrays with as few as eight elements and for arrays with high channel
counts of up to 48 elements. The B1+ field was evaluated regarding the degrees of
freedom for RF shimming in the abdomen. Worst-case specific absorption rate
(SARwc ), SAR overestimation in the matrix compression, the number of virtual obser-
vation points (VOPs) and SAR efficiency were evaluated. Constrained RF shimming
was performed in differently oriented regions of interest in the body, and the devia-
tion from a target B1+ field was evaluated. Results show that integrated multiring
arrays are able to generate homogeneous B1+ field distributions for large FOVs, espe-
cially for coronal/sagittal slices, and thus enable body imaging at 7 T with a clinical
workflow; however, a low duty cycle or a high SAR is required to achieve homoge-
neous B1+ distributions and to exploit the full potential. In conclusion, integrated
arrays allow for high element counts that have high degrees of freedom for the pulse
optimization but also produce high SARwc , which reduces the SAR accuracy in the
VOP compression for low-SAR protocols, leading to a potential reduction in array
performance. Smaller SAR overestimations can increase SAR accuracy, but lead to a
high number of VOPs, which increases the computational cost for VOP evaluation
and makes online SAR monitoring or pulse optimization challenging. Arrays with
interleaved rings showed the best results in the study.
Wir stellen hier exemplarisch STACK Aufgaben vor, die frei von der Problematik sind, welche sich durch diverse Kommunikationswege und (webbasierte) Computer Algebra Systeme (CAS) ergibt. Daher sind sie insbesondere für eine Open-Book Online Prüfung geeignet, da eine faire Prüfungssituation gewährleistet werden kann.
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 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.
7T MR Safety
(2021)
ESPACE – ESCAPE
(2021)
Die Arbeit „ESPACE-ESCAPE“ befasst sich mit der Frage, was entstehen kann, wenn man sich bewusst auf das einlässt, was ist, und welche ungeahnten Räume sich eröffnen, wenn dieser Zustand erst einmal akzeptiert und somit erkundet werden kann. Die Fotografien erzählen in ihrem Zusammenspiel von einer Suche, von Niedergeschlagenheit und dem Gefühl nicht von der Stelle zu kommen. Davon, sich im Kreis zu bewegen. Von vorbeiziehenden Tagen, Wochen und Monaten. Dem Wechsel zwischen Licht und Dunkelheit, deren Grenzen sich auflösen und ineinander übergehen. Dem Wunsch danach, es der Natur gleichzutun und in einen Schlaf zu fallen. Nur für eine kurze lange Weile dem Winter entgehen. So eine Art Winterschlaf eben. Die Fotografien bündeln dieses kollektive Gefühl als melancholische Sicht auf den unendlich erscheinenden Winter und dennoch: Zwischen den Zeilen liegen eine verborgene Schönheit, Hoffnung und Neuanfang.
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.
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.
Wind energy represents the dominant share of renewable energies. The rotor blades of a wind turbine are typically made from composite material, which withstands high forces during rotation. The huge dimensions of the rotor blades complicate the inspection processes in manufacturing. The automation of inspection processes has a great potential to increase the overall productivity and to create a consistent reliable database for each individual rotor blade. The focus of this paper is set on the process of rotor blade inspection automation by utilizing an autonomous mobile manipulator. The main innovations include a novel path planning strategy for zone-based navigation, which enables an intuitive right-hand or left-hand driving behavior in a shared human–robot workspace. In addition, we introduce a new method for surface orthogonal motion planning in connection with large-scale structures. An overall execution strategy controls the navigation and manipulation processes of the long-running inspection task. The implemented concepts are evaluated in simulation and applied in a real-use case including the tip of a rotor blade form.
Magnetic nanoparticle relaxation in biomedical application: focus on simulating nanoparticle heating
(2021)
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.
Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten mit realistischen Modellen und erhöhten Verhaltensbeiwerten
(2021)
Die Anwendung des linearen Nachweiskonzepts auf Mauerwerksbauten führt dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise für Gebäude mit üblichen Grundrissen in Gebieten mit moderaten Erdbebeneinwirkungen nicht mehr geführt werden können. Diese Problematik wird sich in Deutschland mit der Einführung kontinuierlicher probabilistischer Erdbebenkarten weiter verschärfen. Aufgrund der Erhöhung der seismischen Einwirkungen, die sich vielerorts ergibt, ist es erforderlich, die vorhandenen, bislang nicht berücksichtigten Tragfähigkeitsreserven in nachvollziehbaren Nachweiskonzepten in der Baupraxis verfügbar zu machen. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept für die gebäudespezifische Ermittlung von erhöhten Verhaltensbeiwerten vor. Die Verhaltensbeiwerte setzen sich aus drei Anteilen zusammen, mit denen die Lastumverteilung im Grundriss, die Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie die Überfestigkeiten berücksichtigt werden. Für die rechnerische Ermittlung dieser drei Anteile wird ein nichtlineares Nachweiskonzept auf Grundlage von Pushover-Analysen vorgeschlagen, in denen die Interaktionen von Wänden und Geschossdecken durch einen Einspanngrad beschrieben werden. Für die Bestimmung der Einspanngrade wird ein nichtlinearer Modellierungsansatz eingeführt, mit dem die Interaktion von Wänden und Decken abgebildet werden kann. Die Anwendung des Konzepts mit erhöhten gebäudespezifischen Verhaltensbeiwerten wird am Beispiel eines Mehrfamilienhauses aus Kalksandsteinen demonstriert. Die Ergebnisse der linearen Nachweise mit erhöhten Verhaltensbeiwerten für dieses Gebäude liegen deutlich näher an den Ergebnissen nichtlinearer Nachweise und somit bleiben übliche Grundrisse in Erdbebengebieten mit den traditionellen linearen Rechenansätzen nachweisbar.
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.
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.
The minimum dissipation requirement of the thermodynamics of irreversible processes is applied to characterize the existence of laminar and non-laminar, and the co-existence of laminar and turbulent flow zones. Local limitations of the different zones and three different forms of transition are defined. For the Couette flow a non-local “corpuscular” flow mechanism explains the logarithmic law-of-the-wall, maximum turbulent dimensions and a value x=0,415 for the v. Kármán constant. Limitations of the logarithmic law near the wall and in the centre of the experiment are interpreted.
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.
Damit sich Kinder in einer zunehmend digitalisierten Welt zurechtfinden können, ist die Schulung von Medienkompetenz unerlässlich. Als Digital-Analog-Hybrid-Game ermöglicht „Einmal Gezheim und zurück“ die spielerische Auseinandersetzung mit verschiedenen Informationsquellen. Zum Lösen der integrierten Rätsel ist der Einsatz der beiliegenden Print-Komponenten erforderlich, sodass die Spielenden automatisch Bildschirmpausen einlegen, um sich mit einem analogen Recherche-Medium zu beschäftigen. Die Handlung wurde speziell für das Projekt konzipiert: Im Zentrum der Mystery-Erzählung stehen die 13-jährige Britta und ihr Nachbar Herr Erdmann, der 1973 spurlos verschwindet. Mithilfe der Notizen des Verschollenen, die im gedruckten Teil des Spiels zu finden sind, lösen die Spielenden in einem spannenden Point-and-Click-Adventure das Rätsel um die fiktive Stadt Gezheim, schwarze Löcher und ein vergessenes Alienvolk...
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.
Um den immer komplexer werdenden Ansprüchen an Wohnraum gerecht zu werden, braucht es Möbel, die vielseitig und anpassbar sind. Koji ist ein Tisch, dessen Tischplatte unkompliziert in der Höhe verstellt werden und so in diversen Wohnsituationen eingesetzt werden kann. Er kann als Esstisch genauso genutzt werden wie als Beistell- oder Couchtisch.
Durch die Mechanik, die die Höhenverstellbarkeit ermöglicht, bekommt der Tisch einen verspielten, beinahe lebendigen Charakter, der zur Interaktion einlädt. Er ist mehr als ein stummer Begleiter des Alltags, sondern vielmehr Inspiration, seine Umgebung aktiv zu gestalten, um sie so für sich optimal einzurichten.
The existence of several mobile operating systems, such as Android and iOS, is a challenge for developers because the individual platforms are not compatible with each other and require separate app developments. For this reason, cross-platform approaches have become popular but lack in cloning the native behavior of the different operating systems. Out of the plenty cross-platform approaches, the progressive web app (PWA) approach is perceived as promising but needs further investigation. Therefore, the paper at hand aims at investigating whether PWAs are a suitable alternative for native apps by developing a PWA clone of an existing app. Two surveys are conducted in which potential users test and evaluate the PWA prototype with regard to its usability. The survey results indicate that PWAs have great potential, but cannot be treated as a general alternative to native apps. For guiding developers when and how to use PWAs, four design guidelines for the development of PWA-based apps are derived based on the results.
In this paper we report on CO2 Meter, a do-it-yourself carbon dioxide measuring device for the classroom. Part of the current measures for dealing with the SARS-CoV-2 pandemic is proper ventilation in indoor settings. This is especially important in schools with students coming back to the classroom even with high incidents rates. Static ventilation patterns do not consider the individual situation for a particular class. Influencing factors like the type of activity, the physical structure or the room occupancy are not incorporated. Also, existing devices are rather expensive and often provide only limited information and only locally without any networking. This leaves the potential of analysing the situation across different settings untapped. Carbon dioxide level can be used as an indicator of air quality, in general, and of aerosol load in particular. Since, according to the latest findings, SARS-CoV-2 can be transmitted primarily in the form of aerosols, carbon dioxide may be used as a proxy for the risk of a virus infection. Hence, schools could improve the indoor air quality and potentially reduce the infection risk if they actually had measuring devices available in the classroom. Our device supports schools in ventilation and it allows for collecting data over the Internet to enable a detailed data analysis and model generation. First deployments in schools at different levels were received very positively. A pilot installation with a larger data collection and analysis is underway.
Hyphan ist ein modulares System, welches sich aus diversen Grundelementen aufbaut. Die Möglichkeiten des Aufbaus sind vielseitig und Umfangreich. Achsiale- sowie lineare Erweiterung sorgen für ein Modul Umfang, der zahlreiche Fläche erschaffen kann. So kann Länge und Tiefe eines Objekts umfangreich sowie vielfältig gestaltet werden. Hyphan wendet sich an die Bedürfnisse der Neuen Generationen, versucht flexibel in seiner Form zu sein und zuverlässig, langlebig und qualitativ in seinem Material. Durch die Diskussion über die neuen Formen der Mobilität und dem Nachhaltigkeitsaspekt sehe ich in der Gestaltung von urbanen Knotenpunkten und ihren Interior sehr großes Potenzial für Hyphan.
Subject of this case is Deutsche Telekom Services Europe (DTSE), a service center for administrative processes. Due to the high volume of repetitive tasks (e.g., 100k manual uploads of offer documents into SAP per year), automation was identified as an important strategic target with a high management attention and commitment. DTSE has to work with various backend application systems without any possibility to change those systems. Furthermore, the complexity of administrative processes differed. When it comes to the transfer of unstructured data (e.g., offer documents) to structured data (e.g., MS Excel files), further cognitive technologies were needed.
Robotic process automation (RPA) has attracted increasing attention in research and practice. This chapter positions, structures, and frames the topic as an introduction to this book. RPA is understood as a broad concept that comprises a variety of concrete solutions. From a management perspective RPA offers an innovative approach for realizing automation potentials, whereas from a technical perspective the implementation based on software products and the impact of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) are relevant. RPA is industry-independent and can be used, for example, in finance, telecommunications, and the public sector. With respect to RPA this chapter discusses definitions, related approaches, a structuring framework, a research framework, and an inside as well as outside architectural view. Furthermore, it provides an overview of the book combined with short summaries of each chapter.
Intelligent autonomous software robots replacing human activities and performing administrative processes are reality in today’s corporate world. This includes, for example, decisions about invoice payments, identification of customers for a marketing campaign, and answering customer complaints. What happens if such a software robot causes a damage? Due to the complete absence of human activities, the question is not trivial. It could even happen that no one is liable for a damage towards a third party, which could create an uncalculatable legal risk for business partners. Furthermore, the implementation and operation of those software robots involves various stakeholders, which result in the unsolvable endeavor of identifying the originator of a damage. Overall it is advisable to all involved parties to carefully consider the legal situation. This chapter discusses the liability of software robots from an interdisciplinary perspective. Based on different technical scenarios the legal aspects of liability are discussed.
Durch die enorme geografische und kulturelle Entfernung zwischen Deutschland und Japan entstehen zwischen den beiden Kulturen immer wieder Vorurteile und Missverständnisse. Diese wurzeln oft in gegenseitiger Kontaktscheue, welche wiederum aus Ängsten entsteht, sich dem Gegenüber nicht angemessen genug verhalten zu können, und behindern so an einem authentischen Austausch.
Das medienübergreifende Nachschlagewerk „Grenzgänger“ berichtet über verschiedenste Schnittstellen zwischen Deutschland und Japan, die den Austausch und die Zusammenarbeit der beiden Länder vorantreiben. Kern dabei ist es, zu zeigen, wie zwei sehr unterschiedliche Kulturen sich doch bei genauerem Hinsehen gleichen und sowohl aus Gemeinsamkeiten als auch Unterschieden lernen und gemeinsam wachsen kann. Es soll Berührungsängste auflösen und die Rezipierenden inspirieren, offener dem vermeintlich Fremden gegenüberzutreten.
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.