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Institute
- Fachbereich Gestaltung (55)
- Fachbereich Medizintechnik und Technomathematik (31)
- Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (22)
- ECSM European Center for Sustainable Mobility (18)
- Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik (16)
- Fachbereich Wirtschaftswissenschaften (14)
- Fachbereich Energietechnik (11)
- Fachbereich Chemie und Biotechnologie (8)
- Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik (7)
- IfB - Institut für Bioengineering (7)
- MASKOR Institut für Mobile Autonome Systeme und Kognitive Robotik (6)
- INB - Institut für Nano- und Biotechnologien (5)
- Fachbereich Bauingenieurwesen (4)
- Nowum-Energy (4)
- Kommission für Forschung und Entwicklung (3)
- Solar-Institut Jülich (3)
- Institut fuer Angewandte Polymerchemie (2)
- FH Aachen (1)
- Fachbereich Architektur (1)
- IBB - Institut für Baustoffe und Baukonstruktionen (1)
The first and last mile of a railway journey, in both freight and transit applications, constitutes a high effort and is either non-productive (e.g. in the case of depot operations) or highly inefficient (e.g. in industrial railways). These parts are typically managed on-sight, i.e. with no signalling and train protection systems ensuring the freedom of movement. This is possible due to the rather short braking distances of individual vehicles and shunting consists. The present article analyses the braking behaviour of such shunting units. For this purpose, a dedicated model is developed. It is calibrated on published results of brake tests and validated against a high-definition model for low-speed applications. Based on this model, multiple simulations are executed to obtain a Monte Carlo simulation of the resulting braking distances. Based on the distribution properties and established safety levels, the risk of exceeding certain braking distances is evaluated and maximum braking distances are derived. Together with certain parameters of the system, these can serve in the design and safety assessment of driver assistance systems and automation of these processes.
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.
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.
Datenschutz & Datenrecht – ein Ausblick auf 2023: Nationale Entwicklungen, EuGH-Vorlagen & Aufsicht
(2023)
Die Verfasser vermitteln einen Überblick über die nationalen Gesetzgebungsverfahren und wesentliche EuGH-Vorlagefragen betreffend den Datenschutz und das Datenrecht für das Jahr 2023. Zunächst folgen u.a. Hinweise in Bezug auf den Hinweisgeberschutz, die Verabschiedung der Einwilligungsverwaltungs-Verordnung zur Konkretisierung des § 26 TTDSG und das Mobilitätsdatengesetz. Anschließend werden Vorlagefragen deutscher Gerichte, die dem EuGH vorgelegt und bereits am 12.01.2023 beantwortet wurden, wie etwa C-154/21 und C-132/21 und die EuGH-Entscheidung vom 9.2.2023 (C-453/21), thematisiert. Überdies führen die Autoren wesentliche Entscheidungen des EuGH an, die im Jahr 2023 aus dem Bereich Datenrecht und Datenschutz zu erwarten seien. Auch Aktivitäten der Datenschutzaufsicht auf nationaler und europäischer Ebene finden Erwähnung. Die Verfasser machen abschließend auf besonders interessante Entscheidungen, die 2023 erwartet werden, wie etwa das EuGH-Urteil zum Auskunftsanspruch, sowie auf das Verhältnis des der Whistleblowing-RL umzusetzende Hinweisgeberschutzgesetz einerseits und Vorgaben des Datenschutzes andererseits, aufmerksam. Sie empfehlen, die künftige Rechtsprechung des EuGH im Blick zu behalten.
Die Verfasser stellen in ihrem Beitrag die künftig in Kraft tretenden oder schon in Kraft getretenen Gesetzesvorhaben der europäischen Union vor. Vorab werde auf die abgelaufene Frist zur Anpassung von Standardvertragsklausel hingewiesen. Die Anpassung könne ggf. durch den Data Privacy Act der Kommission bewirkt werden, da dieser eine Angemessenheit suggeriere. Neben dem Digital Markets Act, der die Wahrung der Diskriminierungsfreiheit den Gatekeeper-Plattformen bezüglich der Bewerbung von Waren Dritter vorschreibt, sind ebenfalls der Digital Service Act und der Data Governance Act in Kraft getreten und werden künftig wirksam. Letzteres bezweckt den Datenaustausch von nicht-personenbezogenen Daten öffentlich-rechtlicher Datensätze, wobei anders als bei DSA, der die Verbraucherrechte durchsetzen möchte, mangels Verpflichtung die praktische Umsetzung ausbleiben werde. In der Entwurfsphase stecken der Artificial Intelligence Act, der Data Act, sowie der Cyber Resilience Act. Allen drei sei wegen dem weiten Anwendungsspielraum, der Bußgeldandrohung oder der Cyber-Bedrohungslage besondere praktische Relevanz beizumessen. Die Kommission weite durch diese Gesetzesvorhaben ihre Regelungsabsicht auch auf nicht-personenbezogene Daten und dem Datentransfer aus. Im Ergebnis werden die Unternehmen mit mehr Verpflichtungen konfrontiert, zu dessen Umsetzung ein funktionierendes Compliance-Management-System unabdingbar sei.
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.
In times of social climate protection movements, such as Fridays for Future, the priorities of society, industry and higher education are currently changing. The consideration of sustainability challenges is increasing. In the context of sustainable development, social skills are crucial to achieving the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs). In particular, the impact that educational activities have on people, communities and society is therefore coming to the fore. Research has shown that people with high levels of social competence are better able to manage stressful situations, maintain positive relationships and communicate effectively. They are also associated with better academic performance and career success. However, especially in engineering programs, the social pillar is underrepresented compared to the environmental and economic pillars.
In response to these changes, higher education institutions should be more aware of their social impact - from individual forms of teaching to entire modules and degree programs. To specifically determine the potential for improvement and derive resulting change for further development, we present an initial framework for social impact measurement by transferring already established approaches from the business sector to the education sector. To demonstrate the applicability, we measure the key competencies taught in undergraduate engineering programs in Germany.
The aim is to prepare the students for success in the modern world of work and their future contribution to sustainable development. Additionally, the university can include the results in its sustainability report. Our method can be applied to different teaching methods and enables their comparison.
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.
Digital forensics of smartphones is of utmost importance in many criminal cases. As modern smartphones store chats, photos, videos etc. that can be relevant for investigations and as they can have storage capacities of hundreds of gigabytes, they are a primary target for forensic investigators. However, it is exactly this large amount of data that is causing problems: extracting and examining the data from multiple phones seized in the context of a case is taking more and more time. This bears the risk of wasting a lot of time with irrelevant phones while there is not enough time left to analyze a phone which is worth examination. Forensic triage can help in this case: Such a triage is a preselection step based on a subset of data and is performed before fully extracting all the data from the smartphone. Triage can accelerate subsequent investigations and is especially useful in cases where time is essential. The aim of this paper is to determine which and how much data from an Android smartphone can be made directly accessible to the forensic investigator – without tedious investigations. For this purpose, an app has been developed that can be used with extremely limited storage of data in the handset and which outputs the extracted data immediately to the forensic workstation in a human- and machine-readable format.
Coupé Nr. 13
(2023)
Coupé Nr. 13 ist eine kurze Animation über ein Zugcoupé mit 6 individuellen Passagieren und den 5 Stufen der Kommunikationsentwicklung zwischen ihnen. Die Passagiere des "Coupé Nummer 13" werden zu ihrem wahren Ich, wenn sie sich gegenseitig die Kofferklappen öffnen. Doch dieses Offen-Sein ist gar nicht so einfach. Es fühlt sich anfangs verletzlich an, psychologisch nackt und meist ängstlich. Aber diese Verletzlichkeit ist aus psychologischer Sicht der Schlüssel zu engen Beziehungen. Wahre Verbundenheit entsteht nur, wenn man den Weg zur Schattenseite des anderen findet – indem man sie so sieht und annimmt, wie sie wirklich sind. In der Tat bewundern und respektieren wir meistens die Verletzlichkeit anderer Menschen. Wir sehen sie in der Regel als ein Zeichen von Stärke und Mut – nicht von Schwäche.
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.
Lead and nickel, as heavy metals, are still used in industrial processes, and are classified as “environmental health hazards” due to their toxicity and polluting potential. The detection of heavy metals can prevent environmental pollution at toxic levels that are critical to human health. In this sense, the electrolyte–insulator–semiconductor (EIS) field-effect sensor is an attractive sensing platform concerning the fabrication of reusable and robust sensors to detect such substances. This study is aimed to fabricate a sensing unit on an EIS device based on Sn₃O₄ nanobelts embedded in a polyelectrolyte matrix of polyvinylpyrrolidone (PVP) and polyacrylic acid (PAA) using the layer-by-layer (LbL) technique. The EIS-Sn₃O₄ sensor exhibited enhanced electrochemical performance for detecting Pb²⁺ and Ni²⁺ ions, revealing a higher affinity for Pb²⁺ ions, with sensitivities of ca. 25.8 mV/decade and 2.4 mV/decade, respectively. Such results indicate that Sn₃O₄ nanobelts can contemplate a feasible proof-of-concept capacitive field-effect sensor for heavy metal detection, envisaging other future studies focusing on environmental monitoring.
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.
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.
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.
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.
Manufacturing companies across multiple industries face an increasingly dynamic and unpredictable environment. This development can be seen on both the market and supply side. To respond to these challenges, manufacturing companies must implement smart manufacturing systems and become more flexible and agile. The flexibility in operational planning regarding the scheduling and sequencing of customer orders needs to be increased and new structures must be implemented in manufacturing systems’ fundamental design as they constitute much of the operational flexibility available. To this end, smart and more flexible solutions for production planning and control (PPC) are developed. However, scheduling or sequencing is often only considered isolated in a predefined stable environment. Moreover, their orientation on the fundamental logic of the existing IT solutions and their applicability in a dynamic environment is limited. This paper presents a conceptual model for a task-based description logic that can be applied to factory planning, technology planning, and operational control. By using service-oriented architectures, the goal is to generate smart manufacturing systems. The logic is designed to allow for easy and automated maintenance. It is compatible with the existing resource and process allocation logic across operational and strategic factory and production planning.
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.
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.