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Ice melting probes
(2023)
The exploration of icy environments in the solar system, such as the poles of Mars and the icy moons (a.k.a. ocean worlds), is a key aspect for understanding their astrobiological potential as well as for extraterrestrial resource inspection. On these worlds, ice melting probes are considered to be well suited for the robotic clean execution of such missions. In this chapter, we describe ice melting probes and their applications, the physics of ice melting and how the melting behavior can be modeled and simulated numerically, the challenges for ice melting, and the required key technologies to deal with those challenges. We also give an overview of existing ice melting probes and report some results and lessons learned from laboratory and field tests.
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.
Like all preceding transformations of the manufacturing industry, the large-scale usage of production data will reshape the role of humans within the sociotechnical production ecosystem. To ensure that this transformation creates work systems in which employees are empowered, productive, healthy, and motivated, the transformation must be guided by principles of and research on human-centered work design. Specifically, measures must be taken at all levels of work design, ranging from (1) the work tasks to (2) the working conditions to (3) the organizational level and (4) the supra-organizational level. We present selected research across all four levels that showcase the opportunities and requirements that surface when striving for human-centered work design for the Internet of Production (IoP). (1) On the work task level, we illustrate the user-centered design of human-robot collaboration (HRC) and process planning in the composite industry as well as user-centered design factors for cognitive assistance systems. (2) On the working conditions level, we present a newly developed framework for the classification of HRC workplaces. (3) Moving to the organizational level, we show how corporate data can be used to facilitate best practice sharing in production networks, and we discuss the implications of the IoP for new leadership models. Finally, (4) on the supra-organizational level, we examine overarching ethical dimensions, investigating, e.g., how the new work contexts affect our understanding of responsibility and normative values such as autonomy and privacy. Overall, these interdisciplinary research perspectives highlight the importance and necessary scope of considering the human factor in the IoP.
Dieses Lehr- und Fachbuch vermittelt anschaulich die Grundlagen der HF-Technik, gibt konkrete Beschreibungen für den Entwurf von linearen Komponenten aus Bauteilen wie auch Leitungen für High-Speed- und HF-Schaltungen. Dem Leser wird vermittelt, wie Bauteile modelliert und Schaltungen synthetisiert und optimiert werden. Mit Hilfe frei verfügbarer Simulationssoftware können GHz-Schaltungen selbst entwickelt werden. Viele Übungsbeispiele ermöglichen die Eigenkontrolle des Wissensstandes. Weiterhin werden komplexe nichtlineare Komponenten wie Hochfrequenzmischer, Oszillatoren und Synthesegeneratoren in ihrer Funktionalität dargestellt. Die neuen Mixed-Mode-Streuparameter sowie deren Leitungs- und Schaltungstechnik für Anwendungen der schnellen Digital- und der modernen HF-Technik sind ausführlich beschrieben. Es wird auf Systeme für folgende Bereiche eingegangen: Streuparametermesstechnik, verschiedene Funktechniken, UHF-RFID und Lokalisierung- und Ortung. Dem Leser wird somit ermöglicht, komplexe GHz-Schaltungen insbesondere mit Halbleiter-, SMD- und LTCC-Schaltungen zu entwickeln.
Hippocampus
(2023)
Hippocampus – Eine Publikation über das Erscheinungsbild und Verhaltensweisen von Seepferdchen, ihre Lebensräume, Bedrohungen und die Schutzmaßnahmen. Seepferdchen gehören zu den wenigen Fischarten, die allgemein bekannt sind. In den meisten Fällen werden Seepferdchen einfach als »süß« beschrieben. Doch Seepferdchen haben weit mehr zu bieten als ihr märchenhaftes Aussehen. Diese Publikation setzt sich mit kuriosen Erkenntnissen, aktuellen Forschungsergebnissen und Mythen rund um Seepferdchen auseinander und dient als Einstieg in die Thematik.
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.
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.
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.
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.
In dem vorliegenden Beitrag setzt sich der Verfasser mit dem Urteil des EuGH vom 4.5.2023 (Az.: C-60/22, DSB 2023, 178) zu den Auswirkungen eines formellen Verstoßes des Verantwortlichen gegen die Pflichten aus Artt. 26, 30 DSGVO (juris: EUV 2016/679) auf die Rechtmäßigkeit der Datenverarbeitung auseinander. Nachdem zunächst der zugrunde liegende Sachverhalt und der Hintergrund des Vorlageverfahrens skizziert wurden, gibt der Verfasser einen Überblick über die wesentlichen Entscheidungsgründe des EuGH. Insbesondere stelle der EuGH hier fest, dass die Rechtmäßigkeit der Verarbeitung in Art. 6 DSGVO geregelt sei und sich eine rechtswidrige Verarbeitung daher nur aus einem Verstoß gegen die Artt. 6 ff. DSGVO ergeben könne; die Pflichten aus Art. 26 und Art. 30 DSGVO würden nicht zu den Gründen für die Rechtmäßigkeit der Verarbeitung zählen. Mit Blick auf die Praxis lasse sich, so der Verfasser abschließend, festhalten, dass die Entscheidung insofern nicht überraschend sei; jedoch sei die Feststellung, dass sich aus Verstößen gegen Art. 26 und Art. 30 DSGVO kein Verstoß gegen das Grundrecht auf den Schutz personenbezogener Daten nachweisen lasse überraschend und bedenklich. Auch überrasche es, dass der EuGH eher in einem Nebensatz feststelle, dass der Verantwortliche im Prozess aufgrund seiner Rechenschaftspflicht gegenüber Betroffenen beweisbelastet ist; ob sich die Kammer hier der möglichen Auswirkungen ihrer Ausführungen bewusst gewesen sei, bleibe fraglich.
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.
In today's ultra-connected world, the significance of audio-visual documentation is rapidly growing. Technological advancements have made it more accessible to obtain powerful and compact audio-visual equipment, thereby reducing the dependency on a larger team for the documentation process. This has favoured the development of what is known as backpack journalism.
This project meets an unmet market need and presents an opportunity for innovative product development. It focuses on backpack journalists working in remote and challenging conditions with unpredictable transportation and working conditions. The proposed backpack design addresses both transport and working setups. Offering a robust and waterproof yet overall lightweight construction for easy equipment carrying, while also providing an extension of the workspace for essential gear.
Melting probes are a proven tool for the exploration of thick ice layers and clean sampling of subglacial water on Earth. Their compact size and ease of operation also make them a key technology for the future exploration of icy moons in our Solar System, most prominently Europa and Enceladus. For both mission planning and hardware engineering, metrics such as efficiency and expected performance in terms of achievable speed, power requirements, and necessary heating power have to be known.
Theoretical studies aim at describing thermal losses on the one hand, while laboratory experiments and field tests allow an empirical investigation of the true performance on the other hand. To investigate the practical value of a performance model for the operational performance in extraterrestrial environments, we first contrast measured data from terrestrial field tests on temperate and polythermal glaciers with results from basic heat loss models and a melt trajectory model. For this purpose, we propose conventions for the determination of two different efficiencies that can be applied to both measured data and models. One definition of efficiency is related to the melting head only, while the other definition considers the melting probe as a whole. We also present methods to combine several sources of heat loss for probes with a circular cross-section, and to translate the geometry of probes with a non-circular cross-section to analyse them in the same way. The models were selected in a way that minimizes the need to make assumptions about unknown parameters of the probe or the ice environment.
The results indicate that currently used models do not yet reliably reproduce the performance of a probe under realistic conditions. Melting velocities and efficiencies are constantly overestimated by 15 to 50 % in the models, but qualitatively agree with the field test data. Hence, losses are observed, that are not yet covered and quantified by the available loss models. We find that the deviation increases with decreasing ice temperature. We suspect that this mismatch is mainly due to the too restrictive idealization of the probe model and the fact that the probe was not operated in an efficiency-optimized manner during the field tests. With respect to space mission engineering, we find that performance and efficiency models must be used with caution in unknown ice environments, as various ice parameters have a significant effect on the melting process. Some of these are difficult to estimate from afar.
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.
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.
Fahrzeugstruktur
(2023)
Um sowohl Treibhausgas-Emissionen zu verringern als auch Kraftstoffressourcen zu schonen, wird zunehmend an einer Transformation konventionell angetriebener Kraftfahrzeuge hin zu elektrifizierten Antriebskonzepten gearbeitet. Basierend auf herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wurde eine Vielzahl neuer Antriebssysteme mit verschiedenem Elektrifizierungsgrad entwickelt. Mitte der 1990er-Jahre kamen erste Fahrzeuge mit einem Hybridantrieb auf den Markt. Die Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor erlaubt eine Verbrauchsreduktion und Bremsenergierückgewinnung sowie lokal emissionsfreies Fahren.
Immunosorbent turnip vein clearing virus (TVCV) particles displaying the IgG-binding domains D and E of Staphylococcus aureus protein A (PA) on every coat protein (CP) subunit (TVCVPA) were purified from plants via optimized and new protocols. The latter used polyethylene glycol (PEG) raw precipitates, from which virions were selectively re-solubilized in reverse PEG concentration gradients. This procedure improved the integrity of both TVCVPA and the wild-type subgroup 3 tobamovirus. TVCVPA could be loaded with more than 500 IgGs per virion, which mediated the immunocapture of fluorescent dyes, GFP, and active enzymes. Bi-enzyme ensembles of cooperating glucose oxidase and horseradish peroxidase were tethered together on the TVCVPA carriers via a single antibody type, with one enzyme conjugated chemically to its Fc region, and the other one bound as a target, yielding synthetic multi-enzyme complexes. In microtiter plates, the TVCVPA-displayed sugar-sensing system possessed a considerably increased reusability upon repeated testing, compared to the IgG-bound enzyme pair in the absence of the virus. A high coverage of the viral adapters was also achieved on Ta2O5 sensor chip surfaces coated with a polyelectrolyte interlayer, as a prerequisite for durable TVCVPA-assisted electrochemical biosensing via modularly IgG-assembled sensor enzymes.
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.
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.