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Primäre Ziele des Internets der Dinge sind die Steuerung physischer Gegenstände aus der Distanz und das Erfassen von Informationen aus dem Umfeld dieser Gegenstände. Dazu werden Hardwarekomponenten in Gegenstände des täglichen Lebens und die Umwelt integriert. Mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien entsteht hieraus das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Vor einem Jahr wurde mit Narrowband Internet of Things (NB-IoT) eine Technologie die es ermöglicht, Hardwarekomponenten energieeffizient und unmittelbar über das Mobilfunknetz zu vernetzen. Gegenstände werden dadurch über große Reichweiten eigenständig kommunikationsfähig. Das IoT steht mit NB-IoT vor einem gestiegenen Nutzenpotenzial, da eine zunehmende Anzahl miteinander verbundener Gegenstände und der Austausch größerer Datenmengen realisierbar sind. Damit sind aus wirtschaftlicher Sicht neue, innovative Anwendungsfälle des IoT möglich, die auch bereits in der Praxis diskutiert werden. In diesem Beitrag wird anhand eines konkreten Anwendungsfalls untersucht, welche neuen Geschäfts- bzw. Partnermodelle durch die gemeinsame Nutzung von NB-IoT-Daten und Big Data-Technologien entstehen und welcher qualitative Mehrwert für die an einem Anwendungsfall beteiligten Stakeholder geschaffen wird. Dazu wird – einem konstruktionsorientierten Forschungsansatz folgend – ein Bewertungsrahmen zur qualitativen Wertschöpfungsanalyse von NB-IoT entwickelt, der u.a. auf der Schablone nach Cockburn und dem Business Model Canvas basiert. Anhand dieses Bewertungsrahmens wird ein Anwendungsfall untersucht, der in anonymisierter Form an konkrete Praxisprojekte angelehnt ist. Konkret wird ein Anwendungsfall betrachtet, der einen Fahrradverleih 2.0 basierend auf dem Einsatz von NB-IoT vorschlägt. Aus den Untersuchungsergebnissen gehen beispielsweise Erkenntnisse hervor, wie Geschäftsmodelle auf
Momentan finden in vielen Branchen umfassende Veränderungen von Märkten und Wertschöpfungsketten statt, welche auch als Digitale Transformation bezeichnet werden. In diesem Zusammenhang wird das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) als ein wichtiger technischer Enabler der Veränderungen angesehen. Primäre Ziele des IoT sind die Steuerung physischer Gegen-stände aus der Distanz und das Erfassen von Informationen aus dem Umfeld dieser Gegenstände. Welche neuen Geschäfts-bzw. Partnermodelle entstehen durch die gemeinsame Nutzung von IoT-Daten und Big-Data-Technologien und welcher qualitative Mehrwert wird dadurch geschaffen? Als Antwort wird in diesem Beitrag ein Bewertungsrahmen zur qualitativen Wertschöpfungsanalyse von IoT vorgeschlagen. Anhand dieses Bewertungsrahmens wird ein Anwendungsfall untersucht, der in anonymisierter Form an konkrete Praxisprojekte angelehnt ist. Konkret wird ein Anwendungsfall betrachtet, der eine Abfallwirtschaft 2.0 basierend auf dem Einsatz von IoT vorschlägt. Aus den Untersuchungsergebnissen gehen beispielsweise Erkenntnisse hervor, wie Geschäftsmodelle auf Basis eines unentgeltlichen Informationsaustauschs durch IoT gestaltet werden können.
In this paper, carbon nanotubes (CNTs) were incorporated in penicillinase-phospholipid Langmuir and Langmuir–Blodgett (LB) films to enhance the enzyme catalytic properties. Adsorption of the penicillinase and CNTs at dimyristoylphosphatidic acid (DMPA) monolayers at the air–water interface was investigated by surface pressure–area isotherms, vibrational spectroscopy, and Brewster angle microscopy. The floating monolayers were transferred to solid supports through the LB technique, forming mixed DMPA-CNTs-PEN films, which were investigated by quartz crystal microbalance, vibrational spectroscopy, and atomic force microscopy. Enzyme activity was studied with UV–vis spectroscopy and the feasibility of the supramolecular device nanostructured as ultrathin films were essayed in a capacitive electrolyte–insulator–semiconductor (EIS) sensor device. The presence of CNTs in the enzyme–lipid LB film not only tuned the catalytic activity of penicillinase but also helped conserve its enzyme activity after weeks, showing increased values of activity. Viability as penicillin sensor was demonstrated with capacitance/voltage and constant capacitance measurements, exhibiting regular and distinctive output signals over all concentrations used in this work. These results may be related not only to the nanostructured system provided by the film, but also to the synergism between the compounds on the active layer, leading to a surface morphology that allowed a fast analyte diffusion because of an adequate molecular accommodation, which also preserved the penicillinase activity. This work therefore demonstrates the feasibility of employing LB films composed of lipids, CNTs, and enzymes as EIS devices for biosensing applications.
Research collaborations provide opportunities for both practitioners and researchers: practitioners need solutions for difficult business challenges and researchers are looking for hard problems to solve and publish. Nevertheless, research collaborations carry the risk that practitioners focus on quick solutions too much and that researchers tackle theoretical problems, resulting in products which do not fulfill the project requirements.
In this paper we introduce an approach extending the ideas of agile and lean software development. It helps practitioners and researchers keep track of their common research collaboration goal: a scientifically enriched software product which fulfills the needs of the practitioner’s business model.
This approach gives first-class status to application-oriented metrics that measure progress and success of a research collaboration continuously. Those metrics are derived from the collaboration requirements and help to focus on a commonly defined goal.
An appropriate tool set evaluates and visualizes those metrics with minimal effort, and all participants will be pushed to focus on their tasks with appropriate effort. Thus project status, challenges and progress are transparent to all research collaboration members at any time.
ICSs (Industrial Control Systems) and its subset SCADA systems (Supervisory Control and Data Acquisition) are getting exposed to a constant stream of new threats. The increasing importance of IT security in ICS requires viable methods to assess the security of ICS, its individual components, and its protocols. This paper presents a security analysis with focus on the communication protocols of a single PLC (Programmable Logic Controller). The PLC, a Beckhoff CX2020, is examined and new vulnerabilities of the system are revealed. Based on these findings recommendations are made to improve security of the Beckhoff system and its protocols.
Field-effect EIS (electrolyte-insulator-semiconductor) sensors modified with a positively charged weak polyelectrolyte layer have been applied for the electrical detection of DNA (deoxyribonucleic acid) immobilization and hybridization by the intrinsic molecular charge. The EIS sensors are able to detect the existence of target DNA amplicons in PCR (polymerase chain reaction) samples and thus, can be used as tool for a quick verification of DNA amplification and the successful PCR process. Due to their miniaturized setup, compatibility with advanced micro- and nanotechnologies, and ability to detect biomolecules by their intrinsic molecular charge, those sensors can serve as possible platform for the development of label-free DNA chips. Possible application fields as well as challenges and limitations will be discussed.
The capacitive electrolyte–insulator–semiconductor (EIS) structure is a typical device based on a field-effect sensor platform. With a simple silicon-based structure, EIS have been useful for several sensing applications, especially with incorporation of nanostructured films to modulate the ionic transport and the flat-band potential. In this paper, we report on ion transport and changes in flat-band potential in EIS sensors made with layer-by-layer films containing poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimer and single-walled carbon nanotubes (SWNTs) adsorbed on p-Si/SiO 2 /Ta 2 O 5 chips with an Al ohmic contact. The impedance spectra were fitted using an equivalent circuit model, from which we could determine parameters such as the double-layer capacitance. This capacitance decreased with the number of bilayers owing to space charge accumulated at the electrolyte–insulator interface, up to three PAMAM/SWNTs bilayers, after which it stabilized. The charge-transfer resistance was also minimum for three bilayers, thus indicating that this is the ideal architecture for an optimized EIS performance. The understanding of the influence of nanostructures and the fine control of operation parameters pave the way for optimizing the design and performance of new EIS sensors.