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Damage of reinforced concrete (RC) frames with masonry infill walls has been observed after many earthquakes. Brittle behaviour of the masonry infills in combination with the ductile behaviour of the RC frames makes infill walls prone to damage during earthquakes. Interstory deformations lead to an interaction between the infill and the RC frame, which affects the structural response. The result of this interaction is significant damage to the infill wall and sometimes to the surrounding structural system too. In most design codes, infill walls are considered as non-structural elements and neglected in the design process, because taking into account the infills and considering the interaction between frame and infill in software packages can be complicated and impractical. A good way to avoid negative aspects arising from this behavior is to ensure no or low-interaction of the frame and infill wall, for instance by decoupling the infill from the frame. This paper presents the numerical study performed to investigate new connection system called INODIS (Innovative Decoupled Infill System) for decoupling infill walls from surrounding frame with the aim to postpone infill activation to high interstory drifts thus reducing infill/frame interaction and minimizing damage to both infills and frames. The experimental results are first used for calibration and validation of the numerical model, which is then employed for investigating the influence of the material parameters as well as infill’s and frame’s geometry on the in-plane behaviour of the infilled frames with the INODIS system. For all the investigated situations, simulation results show significant improvements in behaviour for decoupled infilled RC frames in comparison to the traditionally infilled frames.
Die Institution Hochschule hat das Potenzial, über transformatives Forschen und Lehren und den entsprechenden Wissenstransfer in den lokalen Kontext strategisch-verlässliche Partnerin der Großen Transformation zur Nachhaltigkeit zu werden und bei der Ausbildung von Pionierinnen und Pionieren des Wandels mitzuwirken. Der Lehr- und Forschungsschwerpunkt „Zukunftsfähige Transformation” am Fachbereich Architektur der FH Aachen widmet sich seit 2020 dem Tagebauumfeld Hambach im Rheinischen Revier, um dort angewandt und in Kooperation neue Narrative, innovative Prozesse, ortsbezogene Konzepte und strategische Projekte zu entwickeln und umzusetzen.
Am Lehr- und Forschungsgebiet Holzbau der Fachhochschule Aachen wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens „Nachhaltige Standardbrücken in Holzbauweise“ Standardtypen für Geh- und Radwegbrücken entwickelt. Die Brücken sind durch konsequente Umsetzungen von Maßnahmen des konstruktiven Holzschutzes für eine Nutzung von mehr als 80~Jahren konzipiert. Innovative Lösungen für Bauteile und Anschlüsse sowie Materialalternativen im Bereich des Belages und der Geländer ermöglichen eine wartungsarme Konstruktion und tragen somit zur Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit bei.
Um den Einsatz der entwickelten Standardbrückentypen in der Praxis zu erleichtern, wurden Leistungsverzeichnisse, Musterstatiken, Musterzeichnungen und umfangreiche Detailkataloge als Unterstützung für Planer und Bauherren erstellt. Damit die Randbedingungen für eine lange Lebensdauer während der Nutzung der Brücke erhalten bleiben, wurden Leitfäden für die Pflege und Wartung sowie für die Brückenprüfung erarbeitet. Der Beitrag gibt Einblicke in das Forschungsvorhaben und seine Resultate.
In general aviation, too, it is desirable to be able to operate existing internal combustion engines with fuels that produce less CO₂ than Avgas 100LL being widely used today It can be assumed that, in comparison, the fuels CNG, LPG or LNG, which are gaseous under normal conditions, produce significantly lower emissions. Necessary propulsion system adaptations were investigated as part of a research project at Aachen University of Applied Sciences.
GHEtool is a Python package that contains all the functionalities needed to deal with borefield design. It is developed for both researchers and practitioners. The core of this package is the automated sizing of borefield under different conditions. The sizing of a borefield is typically slow due to the high complexity of the mathematical background. Because this tool has a lot of precalculated data, GHEtool can size a borefield in the order of tenths of milliseconds. This sizing typically takes the order of minutes. Therefore, this tool is suited for being implemented in typical workflows where iterations are required.
GHEtool also comes with a graphical user interface (GUI). This GUI is prebuilt as an exe-file because this provides access to all the functionalities without coding. A setup to install the GUI at the user-defined place is also implemented and available at: https://www.mech.kuleuven.be/en/tme/research/thermal_systems/tools/ghetool.
Using optimization to design a renewable energy system has become a computationally demanding task as the high temporal fluctuations of demand and supply arise within the considered time series. The aggregation of typical operation periods has become a popular method to reduce effort. These operation periods are modelled independently and cannot interact in most cases. Consequently, seasonal storage is not reproducible. This inability can lead to a significant error, especially for energy systems with a high share of fluctuating renewable energy. The previous paper, “Time series aggregation for energy system design: Modeling seasonal storage”, has developed a seasonal storage model to address this issue. Simultaneously, the paper “Optimal design of multi-energy systems with seasonal storage” has developed a different approach. This paper aims to review these models and extend the first model. The extension is a mathematical reformulation to decrease the number of variables and constraints. Furthermore, it aims to reduce the calculation time while achieving the same results.
The development of protype applications with sensors and actuators in the automation industry requires tools that are independent of manufacturer, and are flexible enough to be modified or extended for any specific requirements. Currently, developing prototypes with industrial sensors and actuators is not straightforward. First of all, the exchange of information depends on the industrial protocol that these devices have. Second, a specific configuration and installation is done based on the hardware that is used, such as automation controllers or industrial gateways. This means that the development for a specific industrial protocol, highly depends on the hardware and the software that vendors provide. In this work we propose a rapid-prototyping framework based on Arduino to solve this problem. For this project we have focused to work with the IO-Link protocol. The framework consists of an Arduino shield that acts as the physical layer, and a software that implements the IO-Link Master protocol. The main advantage of such framework is that an application with industrial devices can be rapid-prototyped with ease as its vendor independent, open-source and can be ported easily to other Arduino compatible boards. In comparison, a typical approach requires proprietary hardware, is not easy to port to another system and is closed-source.
Digital twins are seen as one of the key technologies of Industry 4.0. Although many research groups focus on digital twins and create meaningful outputs, the technology has not yet reached a broad application in the industry. The main reasons for this imbalance are the complexity of the topic, the lack of specialists, and the unawareness of the twin opportunities. The project "Digital Twin Academy" aims to overcome these barriers by focusing on three actions: Building a digital twin community for discussion and exchange, offering multi-stage training for various knowledge levels, and implementing realworld use cases for deeper insights and guidance. In this work, we focus on creating a flexible learning platform that allows the user to select a training path adjusted to personal knowledge and needs. Therefore, a mix of basic and advanced modules is created and expanded by individual feedback options. The usage of personas supports the selection of the appropriate modules.
Automated driving is now possible in diverse road and traffic conditions. However, there are still situations that automated vehicles cannot handle safely and efficiently. In this case, a Transition of Control (ToC) is necessary so that the driver takes control of the driving. Executing a ToC requires the driver to get full situation awareness of the driving environment. If the driver fails to get back the control in a limited time, a Minimum Risk Maneuver (MRM) is executed to bring the vehicle into a safe state (e.g., decelerating to full stop). The execution of ToCs requires some time and can cause traffic disruption and safety risks that increase if several vehicles execute ToCs/MRMs at similar times and in the same area. This study proposes to use novel C-ITS traffic management measures where the infrastructure exploits V2X communications to assist Connected and Automated Vehicles (CAVs) in the execution of ToCs. The infrastructure can suggest a spatial distribution of ToCs, and inform vehicles of the locations where they could execute a safe stop in case of MRM. This paper reports the first field operational tests that validate the feasibility and quantify the benefits of the proposed infrastructure-assisted ToC and MRM management. The paper also presents the CAV and roadside infrastructure prototypes implemented and used in the trials. The conducted field trials demonstrate that infrastructure-assisted traffic management solutions can reduce safety risks and traffic disruptions.
Quantitative evaluation of health management designs for fuel cell systems in transport vehicles
(2022)
Focusing on transport vehicles, mainly with regard to aviation applications, this paper presents compilation and subsequent quantitative evaluation of methods aimed at building an optimum integrated health management solution for fuel cell systems. The methods are divided into two different main types and compiled in a related scheme. Furthermore, different methods are analysed and evaluated based on parameters specific to the aviation context of this study. Finally, the most suitable method for use in fuel cell health management systems is identified and its performance and suitability is quantified.
Having well-defined control strategies for fuel cells, that can efficiently detect errors and take corrective action is critically important for safety in all applications, and especially so in aviation. The algorithms not only ensure operator safety by monitoring the fuel cell and connected components, but also contribute to extending the health of the fuel cell, its durability and safe operation over its lifetime. While sensors are used to provide peripheral data surrounding the fuel cell, the internal states of the fuel cell cannot be directly measured. To overcome this restriction, Kalman Filter has been implemented as an internal state observer.
Other safety conditions are evaluated using real-time data from every connected sensor and corrective actions automatically take place to ensure safety. The algorithms discussed in this paper have been validated thorough Model-in-the-Loop (MiL) tests as well as practical validation at a dedicated test bench.
The industrial revolution IR4.0 era have driven many states of the art technologies to be introduced especially in the automotive industry. The rapid development of automotive industries in Europe have created wide industry gap between European Union (EU) and developing countries such as in South-East Asia (SEA). Indulging this situation, FH Joanneum, Austria together with European partners from FH Aachen, Germany and Politecnico Di Torino, Italy is taking initiative to close the gap utilizing the Erasmus+ United grant from EU. A consortium was founded to engage with automotive technology transfer using the European ramework to Malaysian, Indonesian and Thailand Higher Education Institutions (HEI) as well as automotive industries. This could be achieved by establishing Engineering Knowledge Transfer Unit (EKTU) in respective SEA institutions guided by the industry partners in their respective countries. This EKTU could offer updated, innovative, and high-quality training courses to increase graduate’s employability in higher education institutions and strengthen relations between HEI and the wider economic and social environment by addressing Universityindustry cooperation which is the regional priority for Asia. It is expected that, the Capacity Building Initiative would improve the quality of higher education and enhancing its relevance for the labor market and society in the SEA partners. The outcome of this project would greatly benefit the partners in strong and complementary partnership targeting the automotive industry and enhanced larger scale international cooperation between the European and SEA partners. It would also prepare the SEA HEI in sustainable partnership with Automotive industry in the region as a mean of income generation in the future.
Providing healthcare services frequently involves cognitively demanding tasks, including diagnoses and analyses as well as complex decisions about treatments and therapy. From a global perspective, ethically significant inequalities exist between regions where the expert knowledge required for these tasks is scarce or abundant. One possible strategy to diminish such inequalities and increase healthcare opportunities in expert-scarce settings is to provide healthcare solutions involving digital technologies that do not necessarily require the presence of a human expert, e.g., in the form of artificial intelligent decision-support systems (AI-DSS). Such algorithmic decision-making, however, is mostly developed in resource- and expert-abundant settings to support healthcare experts in their work. As a practical consequence, the normative standards and requirements for such algorithmic decision-making in healthcare require the technology to be at least as explainable as the decisions made by the experts themselves. The goal of providing healthcare in settings where resources and expertise are scarce might come with a normative pull to lower the normative standards of using digital technologies in order to provide at least some healthcare in the first place. We scrutinize this tendency to lower standards in particular settings from a normative perspective, distinguish between different types of absolute and relative, local and global standards of explainability, and conclude by defending an ambitious and practicable standard of local relative explainability.
Auch in der allgemeinen Luftfahrt wäre es wünschenswert, die bereits vorhandenen Verbrennungsmotoren mit weniger CO₂-trächtigen Kraftstoffen als dem heute weit verbreiteten Avgas 100LL betreiben zu können. Es ist anzunehmen, dass im Vergleich die unter Normalbedingungen gasförmigen Kraftstoffe CNG, LPG oder LNG deutlich weniger Emissionen produzieren. Erforderliche Antriebssystemanpassungen wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts an der FH Aachen untersucht.
Useful market simulations are key to the evaluation of diferent market designs existing of multiple market mechanisms or rules. Yet a simulation framework which has a comparison of diferent market mechanisms in mind was not found. The need to create an objective view on different sets of market rules while investigating meaningful agent strategies concludes that such a simulation framework is needed to advance the research on this subject. An overview of diferent existing market simulation models is given which also shows the research gap and the missing capabilities of those systems. Finally, a methodology is outlined how a novel market simulation which can answer the research questions can be developed.
Advances in polymer science have significantly increased polymer applications in life sciences. We report the use of free-standing, ultra-thin polydimethylsiloxane (PDMS) membranes, called CellDrum, as cell culture substrates for an in vitro wound model. Dermal fibroblast monolayers from 28- and 88-year-old donors were cultured on CellDrums. By using stainless steel balls, circular cell-free areas were created in the cell layer (wounding). Sinusoidal strain of 1 Hz, 5% strain, was applied to membranes for 30 min in 4 sessions. The gap circumference and closure rate of un-stretched samples (controls) and stretched samples were monitored over 4 days to investigate the effects of donor age and mechanical strain on wound closure. A significant decrease in gap circumference and an increase in gap closure rate were observed in trained samples from younger donors and control samples from older donors. In contrast, a significant decrease in gap closure rate and an increase in wound circumference were observed in the trained samples from older donors. Through these results, we propose the model of a cell monolayer on stretchable CellDrums as a practical tool for wound healing research. The combination of biomechanical cell loading in conjunction with analyses such as gene/protein expression seems promising beyond the scope published here.
Cell spraying has become a feasible application method for cell therapy and tissue engineering approaches. Different devices have been used with varying success. Often, twin-fluid atomizers are used, which require a high gas velocity for optimal aerosolization characteristics. To decrease the amount and velocity of required air, a custom-made atomizer was designed based on the effervescent principle. Different designs were evaluated regarding spray characteristics and their influence on human adipose-derived mesenchymal stromal cells. The arithmetic mean diameters of the droplets were 15.4–33.5 µm with decreasing diameters for increasing gas-to-liquid ratios. The survival rate was >90% of the control for the lowest gas-to-liquid ratio. For higher ratios, cell survival decreased to approximately 50%. Further experiments were performed with the design, which had shown the highest survival rates. After seven days, no significant differences in metabolic activity were observed. The apoptosis rates were not influenced by aerosolization, while high gas-to-liquid ratios caused increased necrosis levels. Tri-lineage differentiation potential into adipocytes, chondrocytes, and osteoblasts was not negatively influenced by aerosolization. Thus, the effervescent aerosolization principle was proven suitable for cell applications requiring reduced amounts of supplied air. This is the first time an effervescent atomizer was used for cell processing.
This dataset was acquired at field tests of the steerable ice-melting probe "EnEx-IceMole" (Dachwald et al., 2014). A field test in summer 2014 was used to test the melting probe's system, before the probe was shipped to Antarctica, where, in international cooperation with the MIDGE project, the objective of a sampling mission in the southern hemisphere summer 2014/2015 was to return a clean englacial sample from the subglacial brine reservoir supplying the Blood Falls at Taylor Glacier (Badgeley et al., 2017, German et al., 2021).
The standardized log-files generated by the IceMole during melting operation include more than 100 operational parameters, housekeeping information, and error states, which are reported to the base station in intervals of 4 s. Occasional packet loss in data transmission resulted in a sparse number of increased sampling intervals, which where compensated for by linear interpolation during post processing. The presented dataset is based on a subset of this data: The penetration distance is calculated based on the ice screw drive encoder signal, providing the rate of rotation, and the screw's thread pitch. The melting speed is calculated from the same data, assuming the rate of rotation to be constant over one sampling interval. The contact force is calculated from the longitudinal screw force, which es measured by strain gauges. The used heating power is calculated from binary states of all heating elements, which can only be either switched on or off. Temperatures are measured at each heating element and averaged for three zones (melting head, side-wall heaters and back-plate heaters).
Exposure to prolonged periods in microgravity is associated with deconditioning of the musculoskeletal system due to chronic changes in mechanical stimulation. Given astronauts will operate on the Lunar surface for extended periods of time, it is critical to quantify both external (e.g., ground reaction forces) and internal (e.g., joint reaction forces) loads of relevant movements performed during Lunar missions. Such knowledge is key to predict musculoskeletal deconditioning and determine appropriate exercise countermeasures associated with extended exposure to hypogravity.
Shiba Moments ist ein 2D-Top-Down-Abenteuer Story-Spiel über die Wertschätzung der Zeit, die wir mit unseren Haustieren verbringen. Als Hundebesitzerin Conny wandert der / die Spieler:in durch eine Shiba-Traumwelt, die vergangene Momente mit ihrem Hund assoziieren und sich mit eigenen seltsamen Träumen vermischen. Die Spieler:innen erwartet eine Geschichte voller Emotionen, dunklem Humor und verrückter Ereignisse!
Unsere Welt funktioniert seit jeher völlig rechtsorientiert. Rechtshändigkeit stellt die Norm dar, während Linkshändigkeit eine Besonderheit ist – ein Phänomen, oder gar eine Kuriosität, welche im Laufe der Menschheitsgeschichte bei Weitem nicht so akzeptiert wurde wie in der Gegenwart. Das Buch „Auf links gedreht“ thematisiert die Wahrnehmung der linken Seite in der Vergangenheit und sensibilisiert für die Probleme von Linkshänder:innen in der heutigen Zeit. Ein Buch, fernab der Norm, mit einer Gestaltung ausgelegt auf die Linkshändigkeit. Es führt Rechtshänder:innen die Problematik vor Augen. So wird sich nicht nur inhaltlich für eine händigkeitsneutrale Gestaltung eingesetzt. Ein Buch über die linke Hand, gestaltet für die linke Hand.
Die Benin-Objekte wurden vor 126 Jahren durch britische Kolonialmächte aus ihrer Heimat geraubt. Sie wurden über die ganze Welt verstreut und ca. 1500 Stücke landeten auch in deutschen Museen. Bei den Objekten handelt es sich um das kulturelle Erbe und das Nationalarchiv eines Volkes. In „Raubgut“ finden die Leser:innen eine Zusammenführung aller Objekte, die sich in deutschen Museen befinden. „Raubgut“ ist das Ergebnis einer umfangreichen Recherche, in der die erste Zusammenführung auf bildlicher Ebene in einem Bildarchiv, auf textlicher Ebene u. a. in einer einzigartigen Inventarliste sowie in Texten zum ehemaligen Königreich, dem Kolonialismus und weiteren Themen gegeben ist. Nach all den Jahren wurde am 01. Juli 2022 die vollständige Eigentumsübertragung an Nigeria beschlossen. Ob das nun der Grundstein für die Entwicklung der Restitutionsdebatte war, wird sich in Zukunft zeigen.
Academia ist eine berufsbegleitende Bildungsplattform für Designer:innen. Die Mission der Plattform ist es, Designer:innen während ihres kreativen Ausbildungsweges und auch lange nach ihrem Berufseinstieg zu begleiten und zu unterstützen. Durch Videokurse, Online-Lehrveranstaltungen, etwa Gruppenseminare, Design Talks und Challenges sollen Nutzer:innen passend auf ihre Interessen und ihrem Niveau entsprechend gefördert werden. Academias Fokus liegt auf eine nachhaltige Weiterentwicklung der Fähigkeiten und der fachlichen Expertise.
Die Bachelorarbeit „Gemüsevolle Aussichten“ / „Eine bunte Sammlung essbarer Pflanzenteile“ umfasst eine illustrative Auseinandersetzung, bunte Sammlung essbarer Pflanzenteile (Gemüse). Mit ihr entsteht ein visueller Anreiz, sich mehr mit dem gesunden Nahrungsmittel auseinanderzusetzen. Viele Kinder sowie Erwachsene kennen viele Gemüsesorten überhaupt nicht, Gemüse wie z. B. Schwarzwurzeln, Pastinaken oder gar Fenchel ist oftmals wenig bekannt. Mit der Arbeit wird ein informeller, illustrativer Überblick über Gemüse geschaffen, um zum Beispiel auch über die Inhaltsstoffe zu informieren. Denn viele wissen gar nicht, was eigentlich in dem wertvollen Nahrungsmitteln steckt, wie gut ein regelmäßiger Konsum von Gemüse eigentlich für uns ist. Dabei hat der tägliche Konsum von verschiedenen Gemüsesorten nicht nur eine Auswirkung auf die körperliche sondern auch auf die mentale Gesundheit. Viele Gemüsesorten beinhalten bestimmte Vitamine oder weitere Inhaltsstoffe, die sich positiv auf unsere Psyche auswirken und dazu beitragen, zum Bespiel einen depressiven Zustand zu verbessern. Auch die Umwelt kann von einem häufigeren Konsum von Gemüse anstatt Fleisch profitieren. Denn bei der Produktion von Fleisch entsteht viel mehr Kohlenstoffdioxid als bei der Produktion von Gemüse. Auch der Anteil des virtuellen Wassers ist bei der Produktion von Fleisch viel höher. Das Projekt besteht aus einem fadengebundenen Hardcover-Buch und einer Poster-Serie. Zu Beginn der Arbeit wird eine allgemeine Einleitung in das Thema Gemüse gegeben. Im folgenden Hauptteil werden verschiedene Gemüsegruppen und einige der zugehörigen Sorten visuell und informativ erklärt. Bei der Poster-Serie wurden die sechs Hauptfarben, die jeweiligen Gemüseillustrationen separiert und im Stil der Arbeit nummeriert benannt. Mit dem Projekt soll die Unwissenheit über viele Gemüsesorten gesenkt und der Konsum von weniger Fleisch und mehr Gemüse angeregt werden.
What does the word 'home' means and at what age do we give it meaning? Many of us grew up in one, in a home that our parents, grandparents, aunts, uncles and relatives shaped. Who, as we grew up, taught us about the world from their perspective as we interpreted and saw it for the first time and with it, its colors, its smells, its tastes, its sounds, its dances, and its languages.
When we migrate, we take all that with us, like a piece of luggage that was stored in some corner inside a lung, or inside the memory in a heart’s artery. And then you arrive in this new world, which we were told was the Old World, with other colors, other flavors, other words, in which yours no longer make sense. And you try to connect with all your senses, but, above all, we try to belong, because we belonged all our lives to something, to someone, to some place where we learned to be.
When we migrate, without saying, we go through the grieve that comes with the beautiful discomfort of leaving everything we once knew. We mourn, because we can’t go to lunch at our grandmas on Sundays, or have mom bring us soup when we are sick, or the Christmas meals and celebrations that we like so much, or that special dish that was made for us on our birthdays or on a family BBQ on a Sunday or a holiday.
I wonder if emotions come inside us through the taste and respiratory track, if it is that we breathe life, and with that what we love finds its ways inside and finds its corner somewhere in the body.
If what we have loved and what we have lived hides somewhere in our body, I doubtlessly think it came in through one of our senses, and in this attempt at my first illustrated book I’ll share which, I think, are the senses through which at first instance part of what we perceive as cultural identity enters.
Familienbezogene Sozialleistungen sind wichtige Bestandteile eines Sozialstaats: Nicht nur helfen sie Kindern und Familien bei der Bewältigung ihres Alltags, vielmehr sichern sie ein ̈würdevolles Zusammenleben, gleichen in Teilen soziale Unterschiede aus und korrigieren ungleiche Startchancen. Chancengleichheit ist kein triviales Thema: Eine Gesellschaft, die auf sozialen Grundpfeilern aufbaut, muss ständig die Umsetzung dieses eigenen Anspruchs bewerten. Finanzielle Mittel, die deswegen angeboten werden, sind nur dann wirksam, wenn sie Betroffene erreichen.
Die Nicht-Inanspruchnahme von Sozialleistungen ist ein komplexes Problem. Als Ursache wird gemeinhin die Attraktivität der Leistungen genannt. Vielfach sind aber die Kommunikation und die Informationsbeschaffung entscheidende Faktoren, warum Hilfe ungenutzt bleibt. In dem Projekt ist demgemäß zu erörtern, wie über zeitgemäße digitale Instrumente das Angebot und die Leistungen der Familienkasse zugänglich, barrierearm und intuitiv gestaltet werden können.
Motile cilia are hair-like cell extensions that beat periodically to generate fluid flow along various epithelial tissues within the body. In dense multiciliated carpets, cilia were shown to exhibit a remarkable coordination of their beat in the form of traveling metachronal waves, a phenomenon which supposedly enhances fluid transport. Yet, how cilia coordinate their regular beat in multiciliated epithelia to move fluids remains insufficiently understood, particularly due to lack of rigorous quantification. We combine experiments, novel analysis tools, and theory to address this knowledge gap. To investigate collective dynamics of cilia, we studied zebrafish multiciliated epithelia in the nose and the brain. We focused mainly on the zebrafish nose, due to its conserved properties with other ciliated tissues and its superior accessibility for non-invasive imaging. We revealed that cilia are synchronized only locally and that the size of local synchronization domains increases with the viscosity of the surrounding medium. Even though synchronization is local only, we observed global patterns of traveling metachronal waves across the zebrafish multiciliated epithelium. Intriguingly, these global wave direction patterns are conserved across individual fish, but different for left and right noses, unveiling a chiral asymmetry of metachronal coordination. To understand the implications of synchronization for fluid pumping, we used a computational model of a regular array of cilia. We found that local metachronal synchronization prevents steric collisions, i.e., cilia colliding with each other, and improves fluid pumping in dense cilia carpets, but hardly affects the direction of fluid flow. In conclusion, we show that local synchronization together with tissue-scale cilia alignment coincide and generate metachronal wave patterns in multiciliated epithelia, which enhance their physiological function of fluid pumping.
High aerodynamic efficiency requires propellers with high aspect ratios, while propeller sweep potentially reduces noise. Propeller sweep and high aspect ratios increase elasticity and coupling of structural mechanics and aerodynamics, affecting the propeller performance and noise. Therefore, this paper analyzes the influence of elasticity on forward-swept, backward-swept, and unswept propellers in hover conditions. A reduced-order blade element momentum approach is coupled with a one-dimensional Timoshenko beam theory and Farassat's formulation 1A. The results of the aeroelastic simulation are used as input for the aeroacoustic calculation. The analysis shows that elasticity influences noise radiation because thickness and loading noise respond differently to deformations. In the case of the backward-swept propeller, the location of the maximum sound pressure level shifts forward by 0.5 °, while in the case of the forward-swept propeller, it shifts backward by 0.5 °. Therefore, aeroacoustic optimization requires the consideration of propeller deformation.
This paper presents an approach to predicting the sound exposure on the ground caused by a landing aircraft with recuperating propellers. The noise source along the trajectory of a flight specified for a steeper approach is simulated based on measurements of sound power levels and additional parameters of a single propeller placed in a wind tunnel. To validate the measured data/measurement results, these simulations are also supported by overflight measurements of a test aircraft. It is shown that the simple source models of propellers do not provide fully satisfactory results since the sound levels are estimated too low. Nevertheless, with a further reference comparison, margins for an acceptable increase in the sound power level of the aircraft on its now steeper approach path could be estimated. Thus, in this case, a +7 dB increase in SWL would not increase the SEL compared to the conventional approach within only 2 km ahead of the airfield.
Dynamic loads significantly impact the structural design of propeller blades due to fatigue and static strength. Since propellers are elastic structures, deformations and aerodynamic loads are coupled. In the past, propeller manufacturers established procedures to determine unsteady aerodynamic loads and the structural response with analytical steady-state calculations. According to the approach, aeroelastic coupling primarily consists of torsional deformations. They neglect bending deformations, deformation velocities, and inertia terms. This paper validates the assumptions above for a General Aviation propeller and a lift propeller for urban air mobility or large cargo drones. Fully coupled reduced-order simulations determine the dynamic loads in the time domain. A quasi-steady blade element momentum approach transfers loads to one-dimensional finite beam elements. The simulation results are in relatively good agreement with the analytical method for the General Aviation propeller but show increasing errors for the slender lift propeller. The analytical approach is modified to consider the induced velocities. Still, inertia and velocity proportional terms play a significant role for the lift propeller due to increased elasticity. The assumption that only torsional deformations significantly impact the dynamic loads of propellers is not valid. Adequate determination of dynamic loads of such designs requires coupled aeroelastic simulations or advanced analytical procedures.
Zeit spielt in unser aller Leben eine allgegenwärtige Rolle. Sie ist immer da, war schon immer da und nimmt ihren Lauf, ganz egal was wir tun. Aber was macht die Zeit und was hat sie für einen Einfluss auf uns? Ist sie unsere ständige Begleiterin oder unsere »Gegnerin«? Wie unterschiedlich wir auf Zeit blicken können, was sie bewirkt und wie unser Umgang mit ihr das Leben beeinflusst, zeigt die Reihe an monothematischen Magazinen »about time«. Das Thema wird aus unterschiedlichsten Blickwinkeln beleuchtet und soll so eine gewisse Sensibilität für den Umgang mit der eigenen Zeit schaffen — denn sie ist am Ende das Wertvollste, das bleibt.
Fan sein bedeutet für viele Menschen unterschiedliche Dinge. Viele würden sich selber vielleicht nicht mal als Solche bezeichnen. Nichtsdestotrotz gibt es etwas, das diese Gruppe von Menschen verbindet: Die gemeinsame Leidenschaft für eine bestimmte Sache, die sie im Alltag nicht missen wollen. In Deutschland alleine würden sich 47.900.000 Menschen selber als Fußball-Fan bezeichnen. Und natürlich lässt sich nicht jeder dieser Menschen in den selben Topf werfen. Die Publikation „59 von 47.900.00 Fußball-Fans“ beschäftigt sich mit 59 dieser Fans, verschiedenen Wissenschaftler*innen und Psycholog*innen, um dem Fan-Sein auf den Grund zu gehen. Warum sind Menschen überhaupt Fußball-Fans? Was macht Fan-Sein aus? Und wer sind diese Ultras?
Roverandom : eine illustrative Aufarbeitung und Neuinterpretation des Kinderbuches von J.R.R Tolkien
(2023)
Die Geschichte „Roverandom“ von J.R.R Tolkien lädt auf eine spannende Reise an der Seite des kleinen Hundes Rover ein, welche zum Mond und in die Tiefsee, vorbei an Zauberern und Drachen führt. Um das Abenteuer Tolkiens neu aufleben zu lassen, befasst sich dieses Projekt mit der illustrativen Aufarbeitung der Geschichte. Auf Grundlage der Betrachtung von Inspirationen und eigenen Illustrationen des englischen Schriftstellers entwickelte sich eine einheitliche Gestaltung innerhalb des Projekts. Durch die Kombination analoger und digitaler Medien entstanden über 40 Illustrationen, welche verschiedenste Szenen visualisieren und so die Welt des kleinen Hundes Rover auf eine anschauliche Art und Weise darstellen. Die Geschichte „Roverandom“ wird so durch eine ganz eigene Bildsprache visuell begleitet und für interessierte Leser:innen neu geöffnet.
In this paper, we provide an analytical study of the transmission eigenvalue problem with two conductivity parameters. We will assume that the underlying physical model is given by the scattering of a plane wave for an isotropic scatterer. In previous studies, this eigenvalue problem was analyzed with one conductive boundary parameter whereas we will consider the case of two parameters. We prove the existence and discreteness of the transmission eigenvalues as well as study the dependence on the physical parameters. We are able to prove monotonicity of the first transmission eigenvalue with respect to the parameters and consider the limiting procedure as the second boundary parameter vanishes. Lastly, we provide extensive numerical experiments to validate the theoretical work.
The Cramér-von-Mises distance is applied to the distribution of the excess over a confidence level. Asymptotics of related statistics are investigated, and it is seen that the obtained limit distributions differ from the classical ones. For that reason, quantiles of the new limit distributions are given and new bootstrap techniques for approximation purposes are introduced and justified. The results motivate new one-sample goodness-of-fit tests for the distribution of the excess over a confidence level and a new confidence interval for the related fitting error. Simulation studies investigate size and power of the tests as well as coverage probabilities of the confidence interval in the finite sample case. A practice-oriented application of the Cramér-von-Mises tests is the determination of an appropriate confidence level for the fitting approach. The adoption of the idea to the well-known problem of threshold detection in the context of peaks over threshold modelling is sketched and illustrated by data examples.
Based on the European Space Agency (ESA) Science in Space Environment (SciSpacE) community White Paper “Human Physiology – Musculoskeletal system”, this perspective highlights unmet needs and suggests new avenues for future studies in musculoskeletal research to enable crewed exploration missions. The musculoskeletal system is essential for sustaining physical function and energy metabolism, and the maintenance of health during exploration missions, and consequently mission success, will be tightly linked to musculoskeletal function. Data collection from current space missions from pre-, during-, and post-flight periods would provide important information to understand and ultimately offset musculoskeletal alterations during long-term spaceflight. In addition, understanding the kinetics of the different components of the musculoskeletal system in parallel with a detailed description of the molecular mechanisms driving these alterations appears to be the best approach to address potential musculoskeletal problems that future exploratory-mission crew will face. These research efforts should be accompanied by technical advances in molecular and phenotypic monitoring tools to provide in-flight real-time feedback.
"Das Editorial greift die Thematik der aktuellen Klimakrise auf und beleuchtet diese im Bereich des nachhaltigen Bauens. Denn durch das stetige Wachstum der menschlichen Bevölkerung in Kombination mit dem Anstieg des Pro-Kopf-Verbrauchs werden globale Ressourcen immer stärker belastet. Ziel der Arbeit ist es, die aktuelle Situation des Klimawandels aus einer Perspektive zu betrachten, der sich die meisten nicht bewusst sind. Denn besonders das Bauwesen trägt einen erheblichen Anteil zum Klimawandel bei. In der Publikation werden Texte zum Thema Klimawandel und nachhaltiges Bauen behandelt sowie fotografische Anwendungsbeispiele im Bereich der Bambus-Architektur gezeigt. Das Projekt präsentiert Lösungsansätze, wie herkömmliche Rohstoffe durch verarbeiteten Bambus ergänzt bzw. ersetzt werden können. Dadurch kann ein entscheidender Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels geleistet werden. Bambus bietet dahingehend viele Möglichkeiten. Bei richtiger Verarbeitung vereint er viele der geforderten Ansprüche nachhaltigen Bauens. Der Rohstoff ist stark und flexibel zugleich. Er bindet Kohlenstoff, reinigt kontaminierte Böden, beugt Erosionen vor und weist eine nahezu negative CO2-Bilanz auf. Wie kann es gelingen, diesen Rohstoff in westlichen Ländern als Baumaterial zu integrieren?"
Im Projekt „Fensterleben” werden Alltagsgeschichten, die sich vor und in einer Erdgeschosswohnung abspielen, graphisch als Videos aufbereitet. In einer mehrteiligen Serie werden die Eindrücke und Perspektiven auf „Bürgersteig-Geschehnisse” und was hinter den Fenstern passiert, veranschaulicht. Besonderes Interesse gilt dem Zusammenspiel von privatem und öffentlichem Raum: was wurde zwischen Fensterbank und Bürgersteig ausgetauscht und weitergegeben.
Die Staatliche Antikensammlung in München ist eine antike Kunstsammlung, bestehend aus zwei Kunsthäusern. Das Haus der Glyptothek befindet sich auf der Nordseite und die Antikensammlung auf der Südseite des Königsplatzes. Während die Glyptothek Skulpturen ausstellt, zeigt die Antikensammlung Gebrauchsgegenstände und Objekte aus der etruskischen, griechischen und römischen Epoche. Sie gehört mit ihrer Kunstsammlung zu den weltweit führenden ihrer Art. In seinem Vorhaben, das Kulturerbe zu wahren, legt das Museum besonders hohen Wert auf Bildung und Vermittlung. Um dies langfristig zu gewährleisten, ist ein ausgeglichenes Erscheinungsbild zwischen Klassik und Modernität unentbehrlich. Die griechische Stilepoche zeichnet sich in ihrer abstrakten Nutzung von geometrischen Grundformen aus. Im Zusammenspiel von geometrischen Formen und Abstrahierungen entsteht ein neues Erscheinungsbild.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die komplexe CPQ-Branchenlösung INKAS der it-motive AG konzeptionell und gestalterisch überarbeitet. Die mehrjährige Entwicklung von INKAS und etlicher separater Komponenten hat zu einer zum Teil inkonsistenten Oberfläche geführt, die Schwierigkeiten bei der Benutzung aufweist. Das neue User Interface, welches diese Masterarbeit entwickelt, soll durch einheitliche Interaktionsprinzipien zum einen die Usability und bestehende Funktionalitäten verbessern und zum anderen neue Funktionen leichter integrierbar machen. Diese Masterarbeit demonstriert somit ein Vorgehensmodell, durch welches komplexe existierende Branchenlösungen mithilfe eines nutzerzentrierten Redesigns eine nachhaltig verbesserte Produktqualität erreichen und die Integration neuer Technologien ermöglicht. In diesem Zusammenhang wird auch exemplarisch aufgezeigt, wie Designleistungen methodisch in bestehende agile Softwareentwicklungsprozesse integriert werden können.
We consider time-dependent portfolios and discuss the allocation of changes in the risk of a portfolio to changes in the portfolio’s components. For this purpose we adopt established allocation principles. We also use our approach to obtain forecasts for changes in the risk of the portfolio’s components. To put the approach into practice we present an implementation based on the output of a simulation. Allocation is illustrated with an example portfolio in the context of Solvency II. The quality of the forecasts is investigated with an empirical study.
On the applicability of several tests to models with not identically distributed random effects
(2023)
We consider Kolmogorov–Smirnov and Cramér–von-Mises type tests for testing central symmetry, exchangeability, and independence. In the standard case, the tests are intended for the application to independent and identically distributed data with unknown distribution. The tests are available for multivariate data and bootstrap procedures are suitable to obtain critical values. We discuss the applicability of the tests to random effects models, where the random effects are independent but not necessarily identically distributed and with possibly unknown distributions. Theoretical results show the adequacy of the tests in this situation. The quality of the tests in models with random effects is investigated by simulations. Empirical results obtained confirm the theoretical findings. A real data example illustrates the application.
Die Kultur der Tana Toraja haben einen ganz besonderen Umgang mit dem Tod. Verstorbene werden bis zu der eigentlichen Bestattung als „krank“ angesehen und solange im Alltag mit eingebunden, ganz so als ob es sich um eine noch lebende Person handelt. Der Totenritus kann mehrere Tage andauern und Familie und Freund reisen aus dem ganzen Land herbei, um dem Fest beizuwohnen. Hier geht niemand einsam und das Sterben ist sogar ein wichtiger Bestandteil des Lebens. Studien aus Deutschland hingegen zeigen, dass zunehmend einsamer gestorben wird. Außerdem ist der Tod weiterhin ein Tabuthema. Genau dort setzt die Ausstellung und die entstandene Publikation über die Toraja-Kultur an. Einblicke in den Umgang mit dem Tod anderer Länder regen zu Reflexion und Diskurs an. Gestalterisch gibt es immer wieder Kontaktpunkte, die das Zusammenspiel der Lebenden und dem Jenseits widerspiegeln.
Der experimentelle Tanzfilm „Farfilia“ behandelt die Beziehung einer Tochter zu ihrem Vater. Beide Parteien funktionieren sehr unterschiedlich, denken, kommunizieren und leben in völlig verschiedenen Welten. Es findet ein Konflikt zwischen den Generationen statt, zwischen zwei sehr gegensätzlichen Prägungen und Charakteren. Die zwei Welten unterscheiden sich nicht nur in ihrer Visualität, sondern durch die in ihr lebenden und handelnden zwei Hauptprotagonist*innen, welches bildgestalterisch durch ein Zusammenspiel von Cinematographie, Choreographie und Setting ausgearbeitet und dargestellt wird. Durch die gemeinsame Wirkung vieler unterschiedlicher Gestaltungsmittel soll eine Geschichte erzählt werden, in der sich beide Welten aufeinander zu bewegen und am Ende Elemente der jeweils anderen Welt in sich aufnehmen und für die eigene Empfindung in der jeweiligen Umgebung adaptieren.
Narzissmus ist ein vielgenutzter Begriff. Häufig wird er im Kontext toxischer Beziehungen verwendet. Nur selten wird das Leben von Frauen thematisiert, deren Mutter narzisstisch ist. Die Graphic Novel „Niemals gut genug“ leistet einen Beitrag zu diesem wenig beachteten Thema. „Niemals gut genug“ schildert anhand von illustrierten Kurzgeschichten alltägliche Situationen von Töchtern narzisstischer Mütter. Die Kurzgeschichten berücksichtigen die Vielfalt narzisstischer Persönlichkeitsstörungen und werfen ein Schlaglicht auf die Vergangenheit narzisstischer Mütter. Dadurch rückt auch die transgenerationale Weitergabe von Narzissmus in den Fokus. „Niemals gut genug“ stellt einen einfühlsamen Zugang zu diesem sensiblen Thema dar und hilft dadurch Betroffenen beim Verstehen und Genesen.
Gestaltung und Programmierung dynamischer Motion-Design Plakate zwecks Kommunikation der Theaterstücke des Düsseldorfer Schauspielhauses. Der Fokus liegt dabei auf der Typografie und ihrer intrinsischen Bewegung. Der technische Fortschritt bietet viele neue Möglichkeiten im Umgang mit Schrift. Diese Arbeit dient dazu, mithilfe von aktuellen Techniken einen neuen Ansatz im Bereich Gestaltung mit Schrift, sowie Variable Fonts, in Kombination mit Motion-Design aufzuzeigen. Dies wird anhand von Eigenschaften der Schrift und der inhaltlichen Ebene, ohne die Buchstaben dabei zu dekonstruieren, umgesetzt. Die Bewegungen werden dann in das Format Plakat übertragen und dargestellt.
RƎURB (Reurbanization & Renewable Energy) ist ein Konzept zur Integration von erneuerbaren Energien in einen urbanen Begegnungsraum. Es beinhaltet das Design eines skulpturalen Kleinwindkraftwerks und eines Solar-Pavillons mit einer Sitzlandschaft für einen energieautarken, öffentlichen Platz. Durch die Integration eines W-LAN Hotspots und Lademöglichkeiten in der Sitzlandschaft bringt RƎURB nicht nur grünen Strom in die Stadt, sondern gewährleistet der Bevölkerung auch Zugang zur Digitalisierung und einen kostenlosen Arbeitsraum. Windturbine: Herkömmliche Windräder können in der Stadt nicht genutzt werden. Die RƎURB-Windsäule ist darauf spezialisiert, die urbanen Winde aus allen Richtungen aufzunehmen und funktioniert schon bei einem leichten Windstoß. Durch das elegante Design lassen sich die Technologien als ästhetischen Blickfang in das moderne Stadtbild integrieren.
Das „X Plore“ ist ein human hybrid angetriebenes Tauchboot, welches sowohl für den touristischen als auch privaten Gebrauch konzipiert ist. Das immersive Design des „X Plore" sorgt für ein eindrucksvolles Taucherlebnis. Das Konzept soll die Menschen über die aktuelle Not der Meere und ihrer Lebewesen aufklären und ihnen gleichzeitig die Möglichkeit geben, der Unterwasserwelt näher zukommen. Zudem soll es diese erhalten und ihre Bewohner:innen schützen. Des Weiteren thematisiert die Arbeit zukunftsorientierte Antriebs- und Batterietechniken und setzt sich mit der sinnvollen Integrierung dieser auseinander.
Blind Shopping
(2023)
Das Einkaufen in Einkaufszentren oder Ladenstraßen ist für Menschen ohne Sehbehinderung eine selbstverständliche Tätigkeit. Für Menschen mit Sehbehinderung gibt es bis heute keine Möglichkeit, sich ohne Hilfe von Familienmitgliedern, Freund:innen oder Pflegepersonal in einem Einkaufszentrum zurechtzufinden. Genau dieses Problem löst "NAVON.". Er ist ein intelligenter und smarter Blindenstock, welcher durch Ultraschalldistanzsensoren frühzeitig Hindernisse erkennt und die Möglichkeit bietet, den Betroffenen durch das Einkaufszentrum zu lotsen. Die Logik des Systems liegt innerhalb des Handgriffs, welcher die wichtigsten Einstellungen bzgl. Sprache und haptischer Bedienelemente steuert. Ebenfalls gibt er dem Betroffenen auch ein haptisches Feedback, um Hindernisse frühzeitig umgehen zu können. "NAVON." ist ein wichtiger Ansatz für eine neue Kategorie von Produkten und Blindenstöcken. Darüber hinaus birgt das Konzept auch weitere Potenziale für öffentliche Gebäude (Ämter, Krankenhäuser, etc..).
Wetterbedingte Extremereignisse nehmen mit dem Klimawandel in vielen Regionen der Welt an Intensität und Häufigkeit zu. Immer wieder unterstreichen tragische Krisenvorfälle die Notwendigkeit der Aufklärung im Nachgang. Doch ausgerechnet wenn sich Leute über eins der aktuellsten und schwerwiegendsten Themen unserer heutigen Zeit informieren wollen, wird es dafür keinen konsistenten Kanal in Deutschland geben. Kassandra bietet die Möglichkeit, sich verständlich mit den Ereignissen und Missständen sachlich im Krisenbereich auseinanderzusetzen. Transparenz und Seriosität sind Schwerpunkte im qualitativ hochwertigen Bereich, die dabei von Wichtigkeit sind. Mit den Prinzipien des investigativen Journalismus schafft Kassandra als Onlineformat einen Denkanstoß, wie im Bereich der Krisenkommunikation eine Verbesserung stattfinden kann.
Den aktuellen Zustand unserer Welt positiv zu beeinflussen, ist ein übergeordnetes Ziel, welches nur kollektiv als Gesellschaft erreicht werden kann. Das Einsparen von Ressourcen ist ein leichter Weg für jede einzelne Person, um ihren Beitrag für dieses Ziel zu leisten. Doch wie bewegt man die Bevölkerung zum Sparen? Und was soll eingespart werden? Die Kampagne "Viva sin Agua” sensibilisiert für die Ressource Wasser und nutzt dabei den öffentlichen Raum. Aufgeklärt wird über das sogenannte virtuelle Wasser. Dieses fällt in teilweise extremen Mengen für die Produktion jeglicher Konsumwaren an. Das Ziel der Kampagne ist das Kennzeichnen dieses Wasserverbrauchs direkt am Produkt über eigene Labels. Dadurch soll ein Bewusstsein für den kritischen Kontext geschaffen und das allgemeine Konsumverhalten nachhaltig verändert werden.
Das Multimar Wattforum ist das größte Informationszentrum zum Thema Wattenmeer in Deutschland. Auf über 3000 Quadratmetern können große und kleine Besucher:innen eine interaktive Ausstellung über Wale, Watt und Weltnaturerbe bestaunen. Das Wattenmeer ist ein ganz besonderer Lebensraum und bietet vielen Lebewesen Zuflucht. Es wird durch die Gezeiten geprägt, bei Ebbe trocken und der Sonne ausgesetzt, bei Flut nass und salzig. Das neue Erscheinungsbild für das Multimar Wattforum soll die zentralen Werte und Alleinstellungsmerkmale hervorheben und dem Informationszentrum helfen, seiner Aufgabe als bildende, wissenschaftliche und schützende Einrichtung gerecht zu werden. So wurde ein einheitliches und skalierbares Erscheinungsbild und eine flexible Bild- und Wortmarke entwickel
Film ab! Das Internationale Trickfilm-Festival Stuttgart ist seit 30 Jahren ein fester Bestandteil der internationalen Film- und Animations-Branche und zählt zu einer der renommiertesten Veranstaltungen. Das Festival ist ein Ort der Inspiration und des Austausches – die neusten Animationsfilme werden hier präsentiert, junge Talente entdeckt und gefördert. Im Fokus des neugestalteten Corporate Design steht die eigens entwickelte Schrift, welche den einzigartigen Charakter des Festivals widerspiegelt und so zum Trickfilm der Typografie wird. Das medienübergreifende Erscheinungsbild, in animierter oder statischer Form, kommuniziert so die qualitativ hochwertigen Inhalte des Festivals. Durch die dynamische und plakative Gestaltung wird das Festival zu einem unvergesslichen Erlebnis für alle Besucher:innen.
Wir werden alle eines Tages sterben. Obwohl – oder gerade weil – der Tod ein unausweichlicher Teil unseres Lebens ist, schreckt uns die Konversation über ihn und all seine Facetten ab, und die Furcht vor unserem eventuellen Ende bleibt bestehen. Jene Ehrfurcht hindert uns daran, das Ableben als mehr als nur den deprimierenden finalen Abschnitt unseres Seins zu betrachten. In ""Death & Decay"" wird sich mit den weniger bekannten Seiten des Todes auseinandergesetzt, denn das Ende unserer Existenz ist nicht gleich das Ende unserer Geschichte. Von kultureller Symbolik bis zu Tod unter unüblichen Umständen – ""Death & Decay"" nimmt Sie mit die Seiten des Todes kennenzulernen, die den meisten verborgen bleiben oder mit denen wir nie rechnen würden.
Im Zentrum von Wien befindet sich in einem ehemaligen Flakturm aus dem 2. Weltkrieg, das Haus des Meeres. Auf ca 5000m2 beherbergen sie ca. 10.000 Tiere. Der Fokus liegt dabei auf die Unterwasserwelt und bietet einen ausgiebigen Einblick in die Welt der Meere. Das neue Erscheinungsbild positioniert die private und gemeinnützige Einrichtung sowohl als Ort des Zusammenkommens als auch der Wissensvermittlung. Dabei soll das Designkonzept vor dem Betreten des Zoos seine besondere Baukonstruktion aufzeigen und von Anfang an die Tiefe sowie Tiefenzonen der Meere einbeziehen. Damit distanzieren sie sich entscheidend von ähnlichen Institutionen. Inspiriert von der Teilung zwischen der Oberfläche und dem Meer, entstand eine feine abstrakte Skala. Diese visualisiert den Meeresspiegel mit seiner Tiefe und dient medienübergreifend als Orientierungshilfe.
In order to reduce energy consumption of homes, it is important to make transparent which devices consume how much energy. However, power consumption is often only monitored aggregated at the house energy meter. Disaggregating this power consumption into the contributions of individual devices can be achieved using Machine Learning. Our work aims at making state of the art disaggregation algorithms accessibe for users of the open source home automation platform Home Assistant.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Relativlage zwischen einem feststehenden Teil und einem zu demselben in eine Bewegungsrichtung bewegbaren beweglichen Teil, wobei der feststehende Teil mit einem Wiegandsensor versehen ist, wobei der Wiegandsensor zwischen zwei gegenpolig zueinander ausgebildeten Permanentmagneten angeordnet ist und dass der bewegliche Teil eine Mehrzahl von beabstandet zueinander angeordneten Magnetisierungsstegen aus einem magnetisch leitenden Material aufweist, die in der Bewegungsrichtung zumindest eine gleich große Erstreckung aufweisen wie der Permanentmagnet, dass ein Abstand zwischen benachbarten Magnetisierungsstegen derart gewählt ist, dass in einer ersten Relativlage ein erster Permanentmagnet von einem der Magnetisierungsstege überdeckt ist und ein zweiter Permanentmagnet nicht von einem der Magnetisierungsstege überdeckt ist.
The feasibility study presents results of a hydrogen combustor integration for a Medium-Range aircraft engine using the Dry-Low-NOₓ Micromix combustion principle. Based on a simplified Airbus A320-type flight mission, a thermodynamic performance model of a kerosene and a hydrogen-powered V2530-A5 engine is used to derive the thermodynamic combustor boundary conditions. A new combustor design using the Dry-Low NOx Micromix principle is investigated by slice model CFD simulations of a single Micromix injector for design and off-design operation of the engine. Combustion characteristics show typical Micromix flame shapes and good combustion efficiencies for all flight mission operating points. Nitric oxide emissions are significant below ICAO CAEP/8 limits. For comparison of the Emission Index (EI) for NOₓ emissions between kerosene and hydrogen operation, an energy (kerosene) equivalent Emission Index is used.
A full 15° sector model CFD simulation of the combustion chamber with multiple Micromix injectors including inflow homogenization and dilution and cooling air flows investigates the combustor integration effects, resulting NOₓ emission and radial temperature distributions at the combustor outlet. The results show that the integration of a Micromix hydrogen combustor in actual aircraft engines is feasible and offers, besides CO₂ free combustion, a significant reduction of NOₓ emissions compared to kerosene operation.
Residential and commercial buildings account for more than one-third of global energy-related greenhouse gas emissions. Integrated multi-energy systems at the district level are a promising way to reduce greenhouse gas emissions by exploiting economies of scale and synergies between energy sources. Planning district energy systems comes with many challenges in an ever-changing environment. Computational modelling established itself as the state-of-the-art method for district energy system planning. Unfortunately, it is still cumbersome to combine standalone models to generate insights that surpass their original purpose. Ideally, planning processes could be solved by using modular tools that easily incorporate the variety of competing and complementing computational models. Our contribution is a vision for a collaborative development and application platform for multi-energy system planning tools at the district level. We present challenges of district energy system planning identified in the literature and evaluate whether this platform can help to overcome these challenges. Further, we propose a toolkit that represents the core technical elements of the platform. Lastly, we discuss community management and its relevance for the success of projects with collaboration and knowledge sharing at their core.
The integration of high temperature thermal energy storages into existing conventional power plants can help to reduce the CO2 emissions of those plants and lead to lower capital expenditures for building energy storage systems, due to the use of synergy effects [1]. One possibility to implement that, is a molten salt storage system with a powerful power-to-heat unit. This paper presents two possible control concepts for the startup of the charging system of such a facility. The procedures are implemented in a detailed dynamic process model. The performance and safety regarding the film temperatures at heat transmitting surfaces are investigated in the process simulations. To improve the accuracy in predicting the film temperatures, CFD simulations of the electrical heater are carried out and the results are merged with the dynamic model. The results show that both investigated control concepts are safe regarding the temperature limits. The gradient controlled startup performed better than the temperature-controlled startup. Nevertheless, there are several uncertainties that need to be investigated further.
Despite the challenges of pioneering molten salt towers (MST), it remains the leading technology in central receiver power plants today, thanks to cost effective storage integration and high cost reduction potential. The limited controllability in volatile solar conditions can cause significant losses, which are difficult to estimate without comprehensive modeling [1]. This paper presents a Methodology to generate predictions of the dynamic behavior of the receiver system as part of an operating assistance system (OAS). Based on this, it delivers proposals if and when to drain and refill the receiver during a cloudy period in order maximize the net yield and quantifies the amount of net electricity gained by this. After prior analysis with a detailed dynamic two-phase model of the entire receiver system, two different reduced modeling approaches where developed and implemented in the OAS. A tailored decision algorithm utilizes both models to deliver the desired predictions efficiently and with appropriate accuracy.
This paper describes the potential for developing a digital twin of society- a dynamic model that can be used to observe, analyze, and predict the evolution of various societal aspects. Such a digital twin can help governmental agencies and policy makers in interpreting trends, understanding challenges, and making decisions regarding investments or policies necessary to support societal development and ensure future prosperity. The paper reviews related work regarding the digital twin paradigm and its applications. The paper presents a motivating case study- an analysis of opportunities and challenges faced by the German federal employment agency, Bundesagentur f¨ur Arbeit (BA), proposes solutions using digital twins, and describes initial proofs of concept for such solutions.
Dieser verständliche Einstieg in SAP S/4HANA führt Sie anhand des Beispielunternehmens Global Bike durch die zentralen Abläufe in Vertrieb, Einkauf, Rechnungswesen, Produktion und Lagerverwaltung. Sie werden mit den betriebswirtschaftlichen Grundlagen, den relevanten Organisationsstrukturen und Stammdaten sowie den Prozessen vertraut gemacht. Mithilfe von Praxisbeispielen und Fallstudien sind Sie schon bald SAP-S/4HANA-Profi – für mehr Erfolg in Studium und Beruf!
Influence of slab deflection on the out-of-plane capacity of unreinforced masonry partition walls
(2023)
Severe damage of non-structural elements is noticed in previous earthquakes, causing high economic losses and posing a life threat for the people. Masonry partition walls are one of the most commonly used non-structural elements. Therefore, their behaviour under earthquake loading in out-of-plane (OOP) direction is investigated by several researches in the past years. However, none of the existing experimental campaigns or analytical approaches consider the influence of prior slab deflection on OOP response of partition walls. Moreover, none of the existing construction techniques for the connection of partition walls with surrounding reinforced concrete (RC) is investigated for the combined slab deflection and OOP loading. However, the inevitable time-dependent behaviour of RC slabs leads to high values of final slab deflections which can further influence boundary conditions of partition walls. Therefore, a comprehensive study on the influence of slab deflection on the OOP capacity of masonry partitions is conducted. In the first step, experimental tests are carried out. Results of experimental tests are further used for the calibration of the numerical model employed for a parametric study. Based on the results, behaviour under combined loading for different construction techniques is explained. The results show that slab deflection leads either to severe damage or to a high reduction of OOP capacity. Existing practical solutions do not account for these effects. In this contribution, recommendations to overcome the problems of combined slab deflection and OOP loading on masonry partition walls are given. Possible interaction of in-plane (IP) loading, with the combined slab deflection and OOP loading on partition walls, is not investigated in this study.
Optical Fibers as Dosimeter Detectors for Mixed Proton/Neutron Fields - A Biological Dosimeter
(2023)
In recent years, proton therapy has gained importance as a cancer treatment modality due to its conformality with the tumor and the sparing of healthy tissue. However, in the interaction of the protons with the beam line elements and patient tissues, potentially harmful secondary neutrons are always generated. To ensure that this neutron dose is as low as possible, treatment plans could be created to also account for and minimize the neutron dose. To monitor such a treatment plan, a compact, easy to use, and inexpensive dosimeter must be developed that not only measures the physical dose, but which can also distinguish between proton and neutron contributions. To that end, plastic optical fibers with scintillation materials (Gd₂O₂S:Tb, Gd₂O₂S:Eu, and YVO₄:Eu) were irradiated with protons and neutrons. It was confirmed that sensors with different scintillation materials have different sensitivities to protons and neutrons. A combination of these three scintillators can be used to build a detector array to create a biological dosimeter.
Ambitious climate targets affect the competitiveness of industries in the international market. To prevent such industries from moving to other countries in the wake of increased climate protection efforts, cost adjustments may become necessary. Their design requires knowledge of country-specific production costs. Here, we present country-specific cost figures for different production routes of steel, paying particular attention to transportation costs. The data can be used in floor price models aiming to assess the competitiveness of different steel production routes in different countries (Rübbelke, 2022).
Aspergillus oryzae is an industrially relevant organism for the secretory production of heterologous enzymes, especially amylases. The activities of potential heterologous amylases, however, cannot be quantified directly from the supernatant due to the high background activity of native α-amylase. This activity is caused by the gene products of amyA, amyB, and amyC. In this study, an in vitro CRISPR/Cas9 system was established in A. oryzae to delete these genes simultaneously. First, pyrG of A. oryzae NSAR1 was mutated by exploiting NHEJ to generate a counter-selection marker. Next, all amylase genes were deleted simultaneously by co-transforming a repair template carrying pyrG of Aspergillus nidulans and flanking sequences of amylase gene loci. The rate of obtained triple knock-outs was 47%. We showed that triple knockouts do not retain any amylase activity in the supernatant. The established in vitro CRISPR/Cas9 system was used to achieve sequence-specific knock-in of target genes. The system was intended to incorporate a single copy of the gene of interest into the desired host for the development of screening methods. Therefore, an integration cassette for the heterologous Fpi amylase was designed to specifically target the amyB locus. The site-specific integration rate of the plasmid was 78%, with exceptional additional integrations. Integration frequency was assessed via qPCR and directly correlated with heterologous amylase activity. Hence, we could compare the efficiency between two different signal peptides. In summary, we present a strategy to exploit CRISPR/Cas9 for gene mutation, multiplex knock-out, and the targeted knock-in of an expression cassette in A. oryzae. Our system provides straightforward strain engineering and paves the way for development of fungal screening systems.
By developing innovative solutions to social and environmental problems, sustainable ventures carry greatpotential. Entrepreneurship which focuses especially on new venture creation can be developed through education anduniversities, in particular, are called upon to provide an impetus for social change. But social innovations are associatedwith certain hurdles, which are related to the multi-dimensionality, i.e. the tension between creating social,environmental and economic value and dealing with a multiplicity of stakeholders. The already complex field ofentrepreneurship education has to face these challenges. This paper, therefore, aims to identify starting points for theintegration of sustainability into entrepreneurship education. To pursue this goal experiences from three differentproject initiatives between the partner universities: Lapland University of Applied Sciences, FH Aachen University ofApplied Sciences and Turiba University are reflected and findings are systematically condensed into recommendationsfor education on sustainable entrepreneurship.
This study describes the development of a new combined polysaccharide-matrix-based technology for the immobilization of Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) bacteria in biofilm form. The new composition allows for delivering the bacteria to the digestive tract in a manner that improves their robustness compared with planktonic cells and released biofilm cells. Granules consisting of a polysaccharide matrix with probiotic biofilms (PMPB) with high cell density (>9 log CFU/g) were obtained by immobilization in the optimized nutrient medium. Successful probiotic loading was confirmed by fluorescence microscopy and scanning electron microscopy. The developed prebiotic polysaccharide matrix significantly enhanced LGG viability under acidic (pH 2.0) and bile salt (0.3%) stress conditions. Enzymatic extract of feces, mimicking colon fluid in terms of cellulase activity, was used to evaluate the intestinal release of probiotics. PMPB granules showed the ability to gradually release a large number of viable LGG cells in the model colon fluid. In vivo, the oral administration of PMPB granules in rats resulted in the successful release of probiotics in the colon environment. The biofilm-forming incubation method of immobilization on a complex polysaccharide matrix tested in this study has shown high efficacy and promising potential for the development of innovative biotechnologies.
Market abstraction of energy markets and policies - application in an agent-based modeling toolbox
(2023)
In light of emerging challenges in energy systems, markets are prone to changing dynamics and market design. Simulation models are commonly used to understand the changing dynamics of future electricity markets. However, existing market models were often created with specific use cases in mind, which limits their flexibility and usability. This can impose challenges for using a single model to compare different market designs. This paper introduces a new method of defining market designs for energy market simulations. The proposed concept makes it easy to incorporate different market designs into electricity market models by using relevant parameters derived from analyzing existing simulation tools, morphological categorization and ontologies. These parameters are then used to derive a market abstraction and integrate it into an agent-based simulation framework, allowing for a unified analysis of diverse market designs. Furthermore, we showcase the usability of integrating new types of long-term contracts and over-the-counter trading. To validate this approach, two case studies are demonstrated: a pay-as-clear market and a pay-as-bid long-term market. These examples demonstrate the capabilities of the proposed framework.
Die Erbringung einer Leistung in der irrigen Vorstellung einer Bestellung (Zu BGH, MDR 2023, 1439)
(2023)
Ein neues tragendes, lagenweise aufgebautes Holzbau-Wandsystem und seine ökonomische und statische Entwicklung werden vorgestellt. Randbedingungen wie Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und eine beanspruchungsadaptive Konstruktionsweise sind für diese innovative Bauteilentwicklung von zentraler Bedeutung. Eine wesentliche Herausforderung ist die Herstellung der Verbindung der Lagen untereinander zu einem bauphysikalisch und statisch leistungsfähigen Wandsystem. Die Tragfähigkeit und Steifigkeit verschiedener Verbindungsvarianten wurden ebenso wie die Eigenschaften der Wandelemente analytisch, numerisch und experimentell untersucht.
Damit Sie als Moderator effektiv und professionell moderieren können, sollten Sie die entsprechenden Methoden kennen.
Mit den richtigen Methoden können Sie Diskussionen leiten, Konflikte lösen, die Teilnehmer motivieren und dafür sorgen, dass die Ziele der Veranstaltung erreicht werden. Außerdem helfen sie Ihnen, eine positive Atmosphäre zu schaffen und das Interesse der Teilnehmer zu halten.
In diesem zweiten Beitrag der mehrteiligen Serie lernen Sie die grundsätzlichen Methoden kennen, um erfolgreiche Teamsitzungen, Arbeitsgruppentreffen, Kick-offs und Meetings durchzuführen.
Using scenarios is vital in identifying and specifying measures for successfully transforming the energy system. Such transformations can be particularly challenging and require the support of a broader set of stakeholders. Otherwise, there will be opposition in the form of reluctance to adopt the necessary technologies. Usually, processes for considering stakeholders' perspectives are very time-consuming and costly. In particular, there are uncertainties about how to deal with modifications in the scenarios. In principle, new consulting processes will be required. In our study, we show how multi-criteria decision analysis can be used to analyze stakeholders' attitudes toward transition paths. Since stakeholders differ regarding their preferences and time horizons, we employ a multi-criteria decision analysis approach to identify which stakeholders will support or oppose a transition path. We provide a flexible template for analyzing stakeholder preferences toward transition paths. This flexibility comes from the fact that our multi-criteria decision aid-based approach does not involve intensive empirical work with stakeholders. Instead, it involves subjecting assumptions to robustness analysis, which can help identify options to influence stakeholders' attitudes toward transitions.
The connective tissues such as tendons contain an extracellular matrix (ECM) comprising collagen fibrils scattered within the ground substance. These fibrils are instrumental in lending mechanical stability to tissues. Unfortunately, our understanding of how collagen fibrils reinforce the ECM remains limited, with no direct experimental evidence substantiating current theories. Earlier theoretical studies on collagen fibril reinforcement in the ECM have relied predominantly on the assumption of uniform cylindrical fibers, which is inadequate for modelling collagen fibrils, which possessed tapered ends. Recently, Topçu and colleagues published a paper in the International Journal of Solids and Structures, presenting a generalized shear-lag theory for the transfer of elastic stress between the matrix and fibers with tapered ends. This paper is a positive step towards comprehending the mechanics of the ECM and makes a valuable contribution to formulating a complete theory of collagen fibril reinforcement in the ECM.
To fulfil the CO2 emission reduction targets of the European Union (EU), heavy-duty (HD) trucks need to operate 15% more efficiently by 2025 and 30% by 2030. Their electrification is necessary as conventional HD trucks are already optimized for the long-haul application. The resulting hybrid electric vehicle (HEV) truck gains most of the fuel saving potential by the recuperation of potential energy and its consecutive utilization. The key to utilizing the full potential of HEV-HD trucks is to maximize the amount of recuperated energy and ensure its intelligent usage while keeping the operating point of the internal combustion engine as efficient as possible. To achieve this goal, an intelligent energy management strategy (EMS) based on ECMS is developed for a parallel HEV-HD truck which uses predictive discharge of the battery and adaptive operating strategy regarding the height profile and the vehicle mass. The presented EMS can reproduce the global optimal operating strategy over long phases and lead to a fuel saving potential of up to 2% compared with a heuristic strategy. Furthermore, the fuel saving potential is correlated with the investigated boundary conditions to deepen the understanding of the impact of intelligent EMS for HEV-HD trucks.
Messenger apps like WhatsApp and Telegram are frequently used for everyday communication, but they can also be utilized as a platform for illegal activity. Telegram allows public groups with up to 200.000 participants. Criminals use these public groups for trading illegal commodities and services, which becomes a concern for law enforcement agencies, who manually monitor suspicious activity in these chat rooms. This research demonstrates how natural language processing (NLP) can assist in analyzing these chat rooms, providing an explorative overview of the domain and facilitating purposeful analyses of user behavior. We provide a publicly available corpus of annotated text messages with entities and relations from four self-proclaimed black market chat rooms. Our pipeline approach aggregates the extracted product attributes from user messages to profiles and uses these with their sold products as features for clustering. The extracted structured information is the foundation for further data exploration, such as identifying the top vendors or fine-granular price analyses. Our evaluation shows that pretrained word vectors perform better for unsupervised clustering than state-of-the-art transformer models, while the latter is still superior for sequence labeling.
It has been shown that muscle fascicle curvature increases with increasing contraction level and decreasing muscle–tendon complex length. The analyses were done with limited examination windows concerning contraction level, muscle–tendon complex length, and/or intramuscular position of ultrasound imaging. With this study we aimed to investigate the correlation between fascicle arching and contraction, muscle–tendon complex length and their associated architectural parameters in gastrocnemius muscles to develop hypotheses concerning the fundamental mechanism of fascicle curving. Twelve participants were tested in five different positions (90°/105°*, 90°/90°*, 135°/90°*, 170°/90°*, and 170°/75°*; *knee/ankle angle). They performed isometric contractions at four different contraction levels (5%, 25%, 50%, and 75% of maximum voluntary contraction) in each position. Panoramic ultrasound images of gastrocnemius muscles were collected at rest and during constant contraction. Aponeuroses and fascicles were tracked in all ultrasound images and the parameters fascicle curvature, muscle–tendon complex strain, contraction level, pennation angle, fascicle length, fascicle strain, intramuscular position, sex and age group were analyzed by linear mixed effect models. Mean fascicle curvature of the medial gastrocnemius increased with contraction level (+5 m−1 from 0% to 100%; p = 0.006). Muscle–tendon complex length had no significant impact on mean fascicle curvature. Mean pennation angle (2.2 m−1 per 10°; p < 0.001), inverse mean fascicle length (20 m−1 per cm−1; p = 0.003), and mean fascicle strain (−0.07 m−1 per +10%; p = 0.004) correlated with mean fascicle curvature. Evidence has also been found for intermuscular, intramuscular, and sex-specific intramuscular differences of fascicle curving. Pennation angle and the inverse fascicle length show the highest predictive capacities for fascicle curving. Due to the strong correlations between pennation angle and fascicle curvature and the intramuscular pattern of curving we suggest for future studies to examine correlations between fascicle curvature and intramuscular fluid pressure.
Essen zuzubereiten bedeutet für viele Menschen Normalität, es bestimmt Teile ihrer Identität und ist eng verbunden mit Familie und Kultur. Der Beginn der Alzheimererkrankung erschwert diese Tätigkeit, oft muss sie aus Sicherheitsgründen aufgegeben werden. Kochen als Therapieansatz hat zur Verbesserung der Aktivität und Verringerung von Stress beigetragen. Pila ist ein Küchensystem, das Kochenthusiasten begleitet und Selbstständigkeit sowie Partizipation ermöglicht. Das Kompetenzgefühl, die Autonomie und die Verbundenheit zu betreuenden Personen stärken das Wohlbefinden. Das System führt die Nutzerinnen und Nutzer digital durch alle Phasen von der Vorbereitung bis zum Aufräumen. Aus den Elementen entsteht ein klar organisierter Arbeitsplatz ohne Ablenkungen und mit eindeutigen Aktionspunkten. Die Funktionen der Kocheinheit sind simplifiziert und bedürfnisgerecht angepasst.
Jedes Jahr werden Hunderttausende Fahrradrahmen produziert. 90 % davon werden in Asien hergestellt und von dort über die ganze Welt versendet. Mehr als 80 % der Rahmen werden nach der Nutzung wieder nach Asien zurückgeschickt und landen dort auf riesigen Fahrradfriedhöfen. Das Kinderfahrradkonzept "KiBix" wirkt diesem Problem entgegen, indem es eine Alternative für das regelmäßige Kaufen von neuen Kinderfahrrädern bietet. Im Fokus stehen der Kinderfahrradrahmen und die Gabel aus Kunststoff, welche im Spritzgussverfahren produziert werden. Das City-Bike ist in ein Abo-Sharing-System mit Rädern in unterschiedlichen Größen eingebettet, welches durch eine monatliche Gebühr wie das Eigene genutzt werden kann. Der hohlgespritzte Rahmen ermöglicht die Integration kleiner Boxen im Inneren, in denen Kinder ihre persönlichen "Schätze" mitnehmen können. Somit vereint das Konzept die drei Segmente Material/Produktion, Sharing-System und die Mitnahme des "Schatzes". "KiBix" gibt Kindern in Zeiten der Digitalisierung und der globalen Erwärmung die Möglichkeit, selbstbestimmt und nachhaltig die Welt zu erkunden.
Background
Post-COVID-19 syndrome (PCS) is a lingering disease with ongoing symptoms such as fatigue and cognitive impairment resulting in a high impact on the daily life of patients. Understanding the pathophysiology of PCS is a public health priority, as it still poses a diagnostic and treatment challenge for physicians.
Methods
In this prospective observational cohort study, we analyzed the retinal microcirculation using Retinal Vessel Analysis (RVA) in a cohort of patients with PCS and compared it to an age- and gender-matched healthy cohort (n = 41, matched out of n = 204).
Measurements and main results
PCS patients exhibit persistent endothelial dysfunction (ED), as indicated by significantly lower venular flicker-induced dilation (vFID; 3.42% ± 1.77% vs. 4.64% ± 2.59%; p = 0.02), narrower central retinal artery equivalent (CRAE; 178.1 [167.5–190.2] vs. 189.1 [179.4–197.2], p = 0.01) and lower arteriolar-venular ratio (AVR; (0.84 [0.8–0.9] vs. 0.88 [0.8–0.9], p = 0.007). When combining AVR and vFID, predicted scores reached good ability to discriminate groups (area under the curve: 0.75). Higher PCS severity scores correlated with lower AVR (R = − 0.37 p = 0.017). The association of microvascular changes with PCS severity were amplified in PCS patients exhibiting higher levels of inflammatory parameters.
Conclusion
Our results demonstrate that prolonged endothelial dysfunction is a hallmark of PCS, and impairments of the microcirculation seem to explain ongoing symptoms in patients. As potential therapies for PCS emerge, RVA parameters may become relevant as clinical biomarkers for diagnosis and therapy management.
Deammonification for nitrogen removal in municipal wastewater in temperate and cold climate zones is currently limited to the side stream of municipal wastewater treatment plants (MWWTP). This study developed a conceptual model of a mainstream deammonification plant, designed for 30,000 P.E., considering possible solutions corresponding to the challenging mainstream conditions in Germany. In addition, the energy-saving potential, nitrogen elimination performance and construction-related costs of mainstream deammonification were compared to a conventional plant model, having a single-stage activated sludge process with upstream denitrification. The results revealed that an additional treatment step by combining chemical precipitation and ultra-fine screening is advantageous prior the mainstream deammonification. Hereby chemical oxygen demand (COD) can be reduced by 80% so that the COD:N ratio can be reduced from 12 to 2.5. Laboratory experiments testing mainstream conditions of temperature (8–20°C), pH (6–9) and COD:N ratio (1–6) showed an achievable volumetric nitrogen removal rate (VNRR) of at least 50 gN/(m3∙d) for various deammonifying sludges from side stream deammonification systems in the state of North Rhine-Westphalia, Germany, where m3 denotes reactor volume. Assuming a retained Norganic content of 0.0035 kgNorg./(P.E.∙d) from the daily loads of N at carbon removal stage and a VNRR of 50 gN/(m3∙d) under mainstream conditions, a resident-specific reactor volume of 0.115 m3/(P.E.) is required for mainstream deammonification. This is in the same order of magnitude as the conventional activated sludge process, i.e., 0.173 m3/(P.E.) for an MWWTP of size class of 4. The conventional plant model yielded a total specific electricity demand of 35 kWh/(P.E.∙a) for the operation of the whole MWWTP and an energy recovery potential of 15.8 kWh/(P.E.∙a) through anaerobic digestion. In contrast, the developed mainstream deammonification model plant would require only a 21.5 kWh/(P.E.∙a) energy demand and result in 24 kWh/(P.E.∙a) energy recovery potential, enabling the mainstream deammonification model plant to be self-sufficient. The retrofitting costs for the implementation of mainstream deammonification in existing conventional MWWTPs are nearly negligible as the existing units like activated sludge reactors, aerators and monitoring technology are reusable. However, the mainstream deammonification must meet the performance requirement of VNRR of about 50 gN/(m3∙d) in this case.
Die Auswahl der passenden Geschäftsprozesse für eine Automatisierung mittels Robotic Process Automation (RPA) ist für den Erfolg von RPA-Projekten entscheidend. Das vorliegende Kapitel liefert dafür Selektionskriterien, die aus einer qualitativen Studie mit elf interviewten RPA-Experten aus dem Versicherungsumfeld resultieren. Das Ergebnis umfasst eine gewichtete Liste von sieben Dimensionen und 51 Prozesskriterien, welche die Automatisierung mit Softwarerobotern begünstigen beziehungsweise deren Nichterfüllung eine Umsetzung erschweren oder sogar verhindern. Die drei wichtigsten Kriterien zur Auswahl von Geschäftsprozessen für die Automatisierung mittels RPA umfassen die Entlastung der an dem Prozess mitwirkenden Mitarbeiter (Arbeitnehmerentlastung), die Ausführbarkeit des Prozesses mittels Regeln (Regelbasierte Prozessteuerung) sowie ein positiver Kosten-Nutzen-Vergleich. Auf diesen Ergebnissen aufbauend wird ein Vergleich mit den bereits bekannten Selektionskriterien aus der Literatur erstellt und diskutiert. Praktiker können die Ergebnisse verwenden, um eine systematische Auswahl von RPA-relevanten Prozessen vorzunehmen. Aus wissenschaftlicher Perspektive stellen die Ergebnisse eine Grundlage zur Erklärung des Erfolgs und Misserfolgs von RPA-Projekten dar.
Atmen tut jeder, automatisch. Es wird nicht auf die Ausführung geachtet. Doch was, wenn nur ein wenig Feinschliff an unserer Atmung bereits Großes für unsere Gesundheit bewirkt?
Von etlichen unterschiedlichen Studien wurde bezeugt, dass Atmung und Empfinden eins sind. Das persönliche Empfinden ist unser Portal zur Außenwelt. Die Art wie wir auf äußerliche Reize reagieren, wie achtsam wir im Tun und Denken sind, spiegelt unsere Innenwelt und körperliches Wohlbefinden wieder.
FLOWCEAN QI dient dazu, Stress- und Angststörungen im Alltagsleben für Berufstätige mit hohem Stressfaktor zu reduzieren. Vor allem, um das Gesundheitssystem zu entlasten und die Psyche der Menschen gesund wieder aufzubauen. Sind Berufstätige viel gelassener, steigen auch Leistung und Produktivität. Es ist immer wichtig, die Kernursache von Problemen zu finden und zu lösen. So können auch vielerlei andere auf die Psyche zurückzuführende Probleme der Gesellschaft gelöst werden.
FLOWCEAN QI agiert durch modernste Technologie aktiv mit dem Nutzer. Die KI-Assistenz gestaltet das Lernen der Atemtechniken spaßiger, was wiederum den Lerneffekt verbessert. Der Beamer wird im Innenbereich platziert und der Tracker begleitet einen unterwegs und zeichnet die Datenanalyse auf. Für mehr Datenschutz ist das Armband ein reines offline Produkt. Förmlich sollte es dem Nutzer nah sein, naturverbunden, vertrauenswürdig und beruhigend wirken.
FLOWCEAN QI basiert gestalterisch auf eine antike japanische Philosophie namens „Kintsugi“. Nach der japanischen Philosophie Kintsugi werden zerbrochene Teegläser wiederzusammengeklebt statt weggeworfen. Die in Teile getrennten Elemente werden glatt und geschmeidig wieder zusammengefügt. Sie formen ein neues Ganzes, dass die Schönheit des Originals meist übertrifft. Die Ästhetik hinter „Kintsugi“ nennt man „Wabi-Sabi“. Es bedeutet, die Schönheit im Vergänglichen, Alten oder Fehlerhaften zu verstehen. Die Philosophie dahinter wird metaphorisch auf das Design abgebildet und auf unsere Gesundheit übertragen. Statt letztere zu ignorieren, schenken wir ihr unsere volle Aufmerksamkeit. Ziel der Produkte ist, uns stets an sie zu erinnern, sodass wir täglich an unserem Wohlbefinden arbeiten können.
Supervised machine learning and deep learning require a large amount of labeled data, which data scientists obtain in a manual, and time-consuming annotation process. To mitigate this challenge, Active Learning (AL) proposes promising data points to annotators they annotate next instead of a subsequent or random sample. This method is supposed to save annotation effort while maintaining model performance.
However, practitioners face many AL strategies for different tasks and need an empirical basis to choose between them. Surveys categorize AL strategies into taxonomies without performance indications. Presentations of novel AL strategies compare the performance to a small subset of strategies. Our contribution addresses the empirical basis by introducing a reproducible active learning evaluation (ALE) framework for the comparative evaluation of AL strategies in NLP.
The framework allows the implementation of AL strategies with low effort and a fair data-driven comparison through defining and tracking experiment parameters (e.g., initial dataset size, number of data points per query step, and the budget). ALE helps practitioners to make more informed decisions, and researchers can focus on developing new, effective AL strategies and deriving best practices for specific use cases. With best practices, practitioners can lower their annotation costs. We present a case study to illustrate how to use the framework.
The work in modern open-pit and underground mines requires the transportation of large amounts of resources between fixed points. The navigation to these fixed points is a repetitive task that can be automated. The challenge in automating the navigation of vehicles commonly used in mines is the systemic properties of such vehicles. Many mining vehicles, such as the one we have used in the research for this paper, use steering systems with an articulated joint bending the vehicle’s drive axis to change its course and a hydraulic drive system to actuate axial drive components or the movements of tippers if available. To address the difficulties of controlling such a vehicle, we present a model-predictive approach for controlling the vehicle. While the control optimisation based on a parallel error minimisation of the predicted state has already been established in the past, we provide insight into the design and implementation of an MPC for an articulated mining vehicle and show the results of real-world experiments in an open-pit mine environment.
Extracting workflow nets from textual descriptions can be used to simplify guidelines or formalize textual descriptions of formal processes like business processes and algorithms. The task of manually extracting processes, however, requires domain expertise and effort. While automatic process model extraction is desirable, annotating texts with formalized process models is expensive. Therefore, there are only a few machine-learning-based extraction approaches. Rule-based approaches, in turn, require domain specificity to work well and can rarely distinguish relevant and irrelevant information in textual descriptions. In this paper, we present GUIDO, a hybrid approach to the process model extraction task that first, classifies sentences regarding their relevance to the process model, using a BERT-based sentence classifier, and second, extracts a process model from the sentences classified as relevant, using dependency parsing. The presented approach achieves significantly better resul ts than a pure rule-based approach. GUIDO achieves an average behavioral similarity score of 0.93. Still, in comparison to purely machine-learning-based approaches, the annotation costs stay low.
In recent years, the development of large pretrained language models, such as BERT and GPT, significantly improved information extraction systems on various tasks, including relation classification. State-of-the-art systems are highly accurate on scientific benchmarks. A lack of explainability is currently a complicating factor in many real-world applications. Comprehensible systems are necessary to prevent biased, counterintuitive, or harmful decisions.
We introduce semantic extents, a concept to analyze decision patterns for the relation classification task. Semantic extents are the most influential parts of texts concerning classification decisions. Our definition allows similar procedures to determine semantic extents for humans and models. We provide an annotation tool and a software framework to determine semantic extents for humans and models conveniently and reproducibly. Comparing both reveals that models tend to learn shortcut patterns from data. These patterns are hard to detect with current interpretability methods, such as input reductions. Our approach can help detect and eliminate spurious decision patterns during model development. Semantic extents can increase the reliability and security of natural language processing systems. Semantic extents are an essential step in enabling applications in critical areas like healthcare or finance. Moreover, our work opens new research directions for developing methods to explain deep learning models.