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Hugo Junkers ist Pionier der frühen nationalen und internationalen Luftfahrt. Seit 2002 sticht das Technikmuseum Hugo Junkers inhaltlich hervor mit einer Fülle einzigartiger Ausstellungsstücke wie restaurierte Flugzeuge und originalgetreue Nachbauten. Geleitet wird das Privatmuseum von ehrenamtlichen Mitgliedern, die teils selbst vom Fach sind und mit ihrer Arbeit im Museum für stetigen Wandel sorgen. Doch leider ist von dieser Qualität im jetzigem Corporate Design noch nichts wiederzuerkennen.
Die Arbeit nimmt sich dieser an und greift das für die Junkers Flugzeuge typische Wellblech auf. So wird ein signifikantes Unterscheidungsmerkmal zu anderen Technikmuseen dieser Art geschaffen. Durch die Kombination eines streng geordneten Liniensystems und einer sehr freien Anordnung der Bilder wird ein spannendes visuelles Auftreten geschaffen. Damit wird das Museum attraktiver für Besucher:Innen gestaltet und somit endlich der hochwertigen Arbeit gerecht, die die Mitglieder des Technikmuseums leisten.
bulk : Konzeption und Gestaltung einer mobilen Anwendung eines nachhaltigen Unverpackt-Lieferservice
(2022)
Die Welt wird wortwörtlich von Plastik überschwemmt- und trotzdem ist kein Ende des trivialen Verpackungsmaterials in Sicht. Die, die sich den Konsequenzen ihres Konsumverhaltens bewusst sind, haben immer noch keinen flächendeckenden Zugang zu Unverpacktläden und es mangelt schlicht an praktischen Alternativen.
Hier knüpft die App „bulk“ an und schlägt ausschließlich unverpackte Lebensmittel vor – bequem bis zur Haustür geliefert. Das Angebot ist qualitativ hochwertig und meist regional. Für ein positives Kauferlebnis veranschaulicht „bulk“, wie viel Plastik mit den Produkten im Vergleich zu einem konventionellen Wocheneinkauf eingespart werden kann. Das gibt Nutzer:Innen eine Grundlage, ihre Entscheidungen kritisch zu hinterfragen und schult den Blick für den Impact sich summierender Kleinigkeiten.
Es ist nachweislich gesünder und häufig günstiger selber zu kochen und es gibt dem Menschen mehr Kontrolle über seine Ernährung.
Bis dato wird keine Küchenmaschine angeboten, die von blinden Menschen bedient werden kann, obwohl gerade solche Produkte den Alltag dieser Gruppe enorm vereinfachen könnten. „Clu.“ ist ein modulares Küchensystem, welches von einer App unterstützt wird. Die Basis besteht aus einer Küchenmaschine, die über Sprache und haptische Bedienelemente gesteuert wird. Durch die Anwendung des Mehr-Sinne-Prinzip, der Simplifizierung von Funktionen und der Einbindung von Smart Home Komponenten werden nicht nur Menschen mit Sehbeeinträchtigungen profitieren. Beispielsweise funktioniert das Kochen nach Rezept nun ähnlich wie das Hören eines Hörbuches und die User können sich dem in ihrem favorisierten Tempo annehmen. „Clu.“ ist ein Ansatz für eine neue Kategorie von Produkten, die zeigen, wie attraktiv inklusivere Produktlösungen aussehen können.
Unterhaltungsgegenstände und ihre Add-Ons stellen für viele Menschen ein wichtiger Bestandteil eines ausgewogenen Lebens dar und sind somit nicht mehr aus klassischen Haushalten wegzudenken. Doch nicht jeder Menschen hat überhaupt Zugang zu ihnen, weil die Systeme meistens auf Durchschnittsbürger:Innen abgestimmt sind. Davon betroffen sind beispielsweise Menschen mit Blindheit und Seheinschränkung. Um das Angebot individueller zu gestalten, wurde diesem Projekt ein Home-Entertainment-System entwickelt, das eben genau auf die Bedürfnisse dieser Gruppe zugeschnitten ist. Für die bedienungsfreundliche Gestaltung wurde im gesamten Prozess besonders viel Wert auf die konkrete Lebensrealität von Blinden und Menschen mit Seheinschränkungen gelegt. Hier sollen mögliche Einschränkungen überwunden werden und sich möglichst den tatsächlichen Anforderungen in der Praxis anpassen.
Dazu musste zunächst ein umfassendes Verständnis des Krankheitsbildes geschult werden. Außerdem wurde ein Blick in den Alltag dieser Menschen geworfen. Welche Home-Entertainmentgeräte finden bereits im Wohnzimmer Platz und welche Komplikationen gibt es mit ihnen? Die breite Palette an Produkten gibt einen Eindruck davon, welche Funktionen ersetzt und welche Systeme gegebenenfalls miteinander verknüpft werden können.
Auf der Basis umfassender Recherche ist eine Fernbedienung entstanden, die sowohl per Sprachsteuerung als auch über physische Steuerung steuerbar ist. Zahlreiche taktile Elemente geben Orientierung bei der Nutzung und gewährleisten ein reibungsloses und handliches Nutzungserlebnis. Die Arbeit öffnet den Blick für andere Lebenswelten und plädiert für den Abbau von Barrieren für ein selbstbestimmteres Leben.
Das Thema „Bio“ ist auf dem Markt längst zu einem Mainstream geworden und vor allem bei jüngeren Zielgruppen sehr gefragt. Umso wichtiger ist es für Bio-Marken wie ALNATURA, sich zu definieren, um neben innovativen, nachhaltigen Start-up-Marken noch aufzufallen. Aktuell ist ALNATURA vorwiegend aufgrund der hochwertigen Produkte sowie einer transparenten Kommunikation bekannt. Jedoch fehlt es den Produkten an einheitlichem Design mit Wiedererkennungswert. Diese Arbeit zeigt einen Ansatz für ein neues, zeitgemäßes Gestaltungskonzept. Im Zuge dessen wurde das Unternehmenslogo modifiziert sowie Farben, Schrift und Gestaltungsraster neu definiert. Um das neue Image der Marke bekannt zu machen, wurde zudem eine Plakatkampagne entwickelt. Das Projekt zeigt, wie sich eine Bio-Marke weg vom Öko-Image und hin zu einer modernen Lifestyle-Marke mit Relevanz entwickeln kann.
Die Chance der fiktionalen Literatur : Literatur der Fiktion als Anstoß für Information und Diskurs
(2022)
Der informative Charakter fiktionaler Texte sollte nicht unterschätzt werden. Mit dem Projekt wird durch „Buddenbrooks“ von Thomas Mann gezeigt, wie relevante und redebedürftige Themen in der Literatur angesprochen werden. Dafür gibt es zusätzliche Text- und Info-Impulse als ergänzendes Buch zum Roman. Neben diesen Vertiefungsbüchern gibt es eine Inszenierung des Buches mit Beispielen aus den Büchern. Die Ausstellung kann Teil eines Messestandes sein oder für sich existieren und bietet einen ersten Kontakt mit der Idee des Projektes und mit den Büchern selbst. Zusätzliches Interesse an der Arbeit wird durch Social Media Posts generiert, die den wichtigen Part des Austauschs und der Diskussion fördern, wozu das Projekt auch anregen möchte. „Die Chance der fiktionalen Literatur“ regt Leser:innen an, fiktionale Literatur anders zu betrachten und einen größeren Nutzen aus der Fiktion zu ziehen.
Herzinsuffizienz ist eine der häufigsten Herzerkrankungen in Deutschland. Sie ist fortschreitend und nicht heilbar. Der Krankheitsverlauf ist geprägt von plötzlichen, z.T. lebensbedrohlichen Verschlechterungen und Krankenhauseinweisungen, nach denen die Leistung des Herzen vermindert bleibt. Diese Dekompensationen lassen sich bisher im heimischen Umfeld nicht durch Messwerte vorhersehen.
Dieses Gerät bestimmt die Flüssigkeitsansammlungen in der Lunge, die ein mittelfristiges Symptom einer Dekompensation sind. Außerdem misst es über einen Hautsensor die im Schweiß enthaltene Menge eines Proteins, das bei Überdehnung des Herzmuskels vermehrt im Blutplasma zu finden ist.
So können Dekompensationen bis zu zwei Wochen vor einem akuten Ereignis detektiert und behandelt werden. Außerdem gibt es tagesformabhängige Tipps für die Alltagsgestaltung mit der Erkrankung.
Scriptum ist ein Interface mit Installationscharakter, welches die geschichtliche Entstehung von Schriftsystemen aus einer geochronologischen Perspektive darstellt. Die Installation wurde hauptsächlich für Museumsausstellungen konzipiert und besteht aus einer Wandprojektion, die durch iPads im Raum von mehreren Nutzern gleichzeitig gesteuert werden kann. Auf der Projektion sind alle 145 von Noto Sans unterstützten Schriftsysteme zu finden, die nach ihrer örtlichen Entstehung auf einer Weltkarte platziert wurden. Die Arbeit beruht auf dem wissenschaftlichen Datensatz aus dem Projekt „The World’s Writing Systems“ aufrufbar unter www.worldswritingsystems.org.
Neben dem Informierungszweck dient die Installation auch als ein Ausrufezeichen für die Idee, dass Schrift ein wichtiger Aspekt unseres Kulturerbes ist und als ein Spiegel für die Evolution der Menschheit betrachtet werden kann.
Konzeption und Gestaltung einer mobilen Anwendung eines nachhaltigen Unverpackt-Lieferservice
(2022)
Die Welt wird wortwörtlich von Plastik überschwemmt - und trotzdem ist kein Ende des trivialen Verpackungsmaterials in Sicht. Die, die sich den Konsequenzen ihres Konsumverhaltens bewusst sind, haben immer noch keinen flächendeckenden Zugang zu Unverpacktläden und es mangelt schlicht an praktischen Alternativen.
Hier knüpft die App „bulk“ an und schlägt ausschließlich unverpackte Lebensmittel vor – bequem bis zur Haustür geliefert. Das Angebot ist qualitativ hochwertig und meist regional. Für ein positives Kauferlebnis veranschaulicht „bulk“, wie viel Plastik mit den Produkten im Vergleich zu einem konventionellen Wocheneinkauf eingespart werden kann. Das gibt Nutzer:Innen eine Grundlage, ihre Entscheidungen kritisch zu hinterfragen und schult den Blick für den Impact sich summierender Kleinigkeiten.
Die Arbeit „Modularität im Caravaning“ befasst sich mit der konzeptionellen und gestalterischen Ausarbeitung eines Interior-Systems nach dem Vorbild modularer Bauweise für die Anwendung in mobilen Reisewägen.
Das Projekt steht im Kontext einer Diskrepanz zwischen den unflexiblen Ausstattungen gängiger Reisewägen und den Nutzeranforderungen nach einer anpassungsfähigen Einrichtung.
Die Lebenszeit eines Wohnwagens liegt im Durchschnitt zwischen 25-30 Jahren. In dieser Zeitspanne durchlaufen die Nutzer unterschiedliche Lebensphasen, aus denen sich neue Nutzungsszenarien ergeben können. Die festverklebten und verschraubten Einrichtungen bestehender Caravankonzepte stehen einer flexiblen Umgestaltung des Innenraumes nach den Bedürfnissen der Nutzer jedoch entgegen und erschweren darüber hinaus Reparaturen und das Recycling am Produktlebensende.
Die Covid-19 Pandemie hat den Caravan-Trend weiterhin verstärkt. Die Digitalisierung und eine ortsungebundene Arbeit schafft neue Nutzungsszenarien in dem der Caravan als Office-Camper zum Einsatz kommt.
Das Interior-system „CAMO“ ermöglicht es Nutzern Veränderungen des Innenraumes vorzunehmen, indem Modulkörper gemäß einer Rasterung in dem Innenraum an Boden- und Wandschienen flexibel angeordnet und befestigt werden können.
Die Nutzer gewinnen mehr Autonomie in der Mitgestaltung des Umfeldes, indem er das Interior nach seinen Bedürfnissen anpassen kann. Die trennbaren Modulbaukörper aus recycelfähigen Materialien ermöglichen überdies eine verbesserte Reparierbarkeit und erleichtern die Zurückführung in den Stoffkreislauf am Produktlebensende.
Das modulare Interior-System „CAMO“ beantwortet das Bedürfnis nach einer flexiblen Inneneinrichtung, die sich an die wandelnden Nutzungsszenarien anpasst.
Die Runen wurden in einem Zeitraum vom 2. Jahrhundert bis ins späte Mittelalter und darüber hinaus von den Germanen genutzt, um Sprache in Schrift zu fixieren. Heute bilden die epigraphisch überlieferten Schriftzeichen eine unverzichtbare Informationsquelle für die Entwicklung der germanischen Sprachen. Sie stellen die Grundlage immer umfangreicherer wissenschaftlicher Studien dar.
Die digitale Schriftsippe „Runica“ ist als Universalrunenschrift für das wissenschaftliche Publizieren konzipiert. Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde die erste Schriftfamilie der Runica zur Darstellung der Zeichen der älteren Runenreihe (Futhark) sowie eine begleitende Publikation als Ergebnis einer umfangreichen Recherche entwickelt. Ihr umfangreiches Zeicheninventar und die Einbindung einer Vielzahl alternativer Zeichenformen soll künftig die typografische Wiedergabe komplexer historischer Runeninschriften vereinfachen.
Garderobe- ist ein Möbelstück, dessen Nutzungsbedingungen alleine von den Jahreszeiten und dem Wetter bestimmt werden. Mit dem Wechsel der Saison verändert sich auch unsere Garderobe. Garderobe ist auch erstes Erscheinungsbild eines Zuhauses, welches vieles über deren Bewohner verrät. Goodays ist eine erweiterungsfähige und nach dem Wetter/Zweck veränderbare Station. Es gibt Feuchtigkeit und Schmutz orientierte Flächen und lüftungsfähige Räume, um Gerüche zu vermeiden. Die Dimensionen sind flexibel, was nicht viel Platz und Lichtfang wegnimmt. Die Tiefe des Möbelstückes entspricht den notwendigen Kleidern und Schuhmaßen. Verschiede Bestandteile der Kollektion unterstützen bei der Forderung zur Ruhe und verringern den visuellen Lärm. Geschlossene Stauräume sorgen für mehr Ordnung und Neutralität. Die Station bietet Komfort in der Form von Sitzfläche und ausreichender Ablagefläche.
"I Was Here!"
(2022)
Die Menschheit erlebt aktuell Zeiten drastischen Wandels. Deswegen könnte es wohltun, einen Blick in die Vergangenheit zu werfen und sich darauf zu besinnen, wo die Menschen herkommen, wer sie waren und was seitdem bereits erreicht wurde.
In dieser Grafiknovelle wird ein kleiner Steinzeitjunge namens Muami begleitet, der vor 35.000 Jahren die Vergänglichkeit des Lebens kennenlernt. Im Verlauf des folgenden Jahres erfindet er die Selbstverewigung in der Höhlenmalerei.
Mit seiner Figur soll aufgezeigt werden, dass die frühen Europäer eben keine primitiven Halbaffen, sondern intelligente und außerdem zutiefst kreative Menschen waren. Trotz ihrer rauen Umwelt waren ihre Sorgen und Freuden den unseren gar nicht so unähnlich. „I Was Here!“ ist ein Versuch, ein authentisches Porträt jener Menschen zu schaffen und dabei ihrer Welt, ihrem Leben und ihrer Kunst gerecht zu werden.
Die Graphic Novel „Traumspiel“ erzählt eine kindgerechte Fantasiegeschichte zum Thema Traum. Ansatz des Projektes war die Frage, wie wohl eine Welt aussähe, in der Träume eine greifbare Entität darstellen. Ziel war es, diese Welt und eine dort spielende Geschichte zu erschaffen und beides visuell in einer Graphic Novel zum Leben zu erwecken.
In „Traumspiel“ werden Menschen unwissentlich nachts in ein Traumland entführt, wo ihnen die Träume als Marionettentheater vorgespielt werden. Erzählt wird die Geschichte eines Kindes, das auf diese Weise je einen Traum und Albtraum erlebt.
Die Illustrationen sind mit Tusche gemalt. Durch die Beschränkung auf drei Farben werden verschiedene Aspekte der Geschichte visuell unterschieden.
Entstanden ist eine Graphic Novel, in der alle konzeptionellen und gestalterischen Entscheidungen aufeinander aufbauen, um eine spannende Geschichte zu erzählen.
This dissertation uses in first stage a macroeconomic investigation to examine the dependence, influence and corruption of socio-economic development through effects of sustainability and resource management. The conducted research found that the state's dependence on its citizens decreases when the state's sources of revenue are largely detached and independent of the citizens' financial resources. In this case, financial resources are taxes and duties provided by the citizens. One possible consequence is the restriction of state investment in its citizens. Both the qualitative literature review and the quantitative data analysis revealed a negative correlation between socio-economic development and the resource economy's share of GDP for the period under study. The microeconomic investigation was primarily conducted through an intensive literature review. It was shown that the rebound effect as such is already very well researched. However, it also became clear that avoidance strategies for the rebound effect and links to sustainability initiatives are scarce or non-existent. The need for a redesign of the impact analysis with regard to technological innovations and their influence on resource consumption and resource management has become clear on the basis of the present study. Further, emerging and developing countries in particular, which will be confronted in the foreseeable future not only with the fundamental problems of resource abundance in the overall economic context, but also with the issues of their sustainable use, should be confronted with these problems as early as possible in order to find solutions in a timely manner.
06| Warum es gemeinsam besser geht
10| Interview
14| Wer ist hier der Boss?
18| Schnittstelle zwischen Mensch und Technik
22| Zweite Heimat Jülich
28| Zwischen Angst und Hoffnung
32| Eine Sternstunde für die FH Aachen
36| Gegen alle Widerstände
38| Ein Ort, der bleibt
42| Der Aufblühende
46| Der Computer sitzt am Steuer
52| Da geht das Herz auf
54| Hoch hinaus
58| Beratungsangebote
60| Das alte Schätzchen
This thesis aims at the presentation and discussion of well-accepted and new
imaging techniques applied to different types of flow in common hydraulic
engineering environments. All studies are conducted in laboratory conditions and
focus on flow depth and velocity measurements. Investigated flows cover a wide
range of complexity, e.g. propagation of waves, dam-break flows, slightly and fully
aerated spillway flows as well as highly turbulent hydraulic jumps.
Newimagingmethods are compared to different types of sensorswhich are frequently
employed in contemporary laboratory studies. This classical instrumentation as well
as the general concept of hydraulic modeling is introduced to give an overview on
experimental methods.
Flow depths are commonly measured by means of ultrasonic sensors, also known as
acoustic displacement sensors. These sensors may provide accurate data with high
sample rates in case of simple flow conditions, e.g. low-turbulent clear water flows.
However, with increasing turbulence, higher uncertainty must be considered.
Moreover, ultrasonic sensors can provide point data only, while the relatively large
acoustic beam footprint may lead to another source of uncertainty in case of
relatively short, highly turbulent surface fluctuations (ripples) or free-surface
air-water flows. Analysis of turbulent length and time scales of surface fluctuations
from point measurements is also difficult. Imaging techniques with different
dimensionality, however, may close this gap. It is shown in this thesis that edge
detection methods (known from computer vision) may be used for two-dimensional
free-surface extraction (i.e. from images taken through transparant sidewalls in
laboratory flumes). Another opportunity in hydraulic laboratory studies comes with
the application of stereo vision. Low-cost RGB-D sensors can be used to gather
instantaneous, three-dimensional free-surface elevations, even in flows with very
high complexity (e.g. aerated hydraulic jumps). It will be shown that the uncertainty
of these methods is of similar order as for classical instruments.
Particle Image Velocimetry (PIV) is a well-accepted and widespread imaging
technique for velocity determination in laboratory conditions. In combination with
high-speed cameras, PIV can give time-resolved velocity fields in 2D/3D or even as
volumetric flow fields. PIV is based on a cross-correlation technique applied to small
subimages of seeded flows. The minimum size of these subimages defines the
maximum spatial resolution of resulting velocity fields. A derivative of PIV for
aerated flows is also available, i.e. the so-called Bubble Image Velocimetry (BIV). This
thesis emphasizes the capacities and limitations of both methods, using relatively
simple setups with halogen and LED illuminations. It will be demonstrated that
PIV/BIV images may also be processed by means of Optical Flow (OF) techniques.
OF is another method originating from the computer vision discipline, based on the
assumption of image brightness conservation within a sequence of images. The
Horn-Schunck approach, which has been first employed to hydraulic engineering
problems in the studies presented herein, yields dense velocity fields, i.e. pixelwise
velocity data. As discussed hereinafter, the accuracy of OF competes well with PIV
for clear-water flows and even improves results (compared to BIV) for aerated flow
conditions. In order to independently benchmark the OF approach, synthetic images
with defined turbulence intensitiy are used.
Computer vision offers new opportunities that may help to improve the
understanding of fluid mechanics and fluid-structure interactions in laboratory
investigations. In prototype environments, it can be employed for obstacle detection
(e.g. identification of potential fish migration corridors) and recognition (e.g. fish
species for monitoring in a fishway) or surface reconstruction (e.g. inspection of
hydraulic structures). It can thus be expected that applications to hydraulic
engineering problems will develop rapidly in near future. Current methods have not
been developed for fluids in motion. Systematic future developments are needed to
improve the results in such difficult conditions.
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.
Even the shortest flight through unknown, cluttered environments requires reliable local path planning algorithms to avoid unforeseen obstacles. The algorithm must evaluate alternative flight paths and identify the best path if an obstacle blocks its way. Commonly, weighted sums are used here. This work shows that weighted Chebyshev distances and factorial achievement scalarising functions are suitable alternatives to weighted sums if combined with the 3DVFH* local path planning algorithm. Both methods considerably reduce the failure probability of simulated flights in various environments. The standard 3DVFH* uses a weighted sum and has a failure probability of 50% in the test environments. A factorial achievement scalarising function, which minimises the worst combination of two out of four objective functions, reaches a failure probability of 26%; A weighted Chebyshev distance, which optimises the worst objective, has a failure probability of 30%. These results show promise for further enhancements and to support broader applicability.
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).
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.
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.
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.
Von Zeichentisch und Letraset zu inhaltsbasierter Füllung und OpenType – wie sich die Werkzeuge des Grafikdesigns entwickelt und die Gestaltungsprozesse beeinflusst haben. Die Bachelorarbeit „Toolbar: Werkzeuge des Grafikdesigns“ setzt sich mit der eigenen Disziplin, dem Grafikdesign, auseinander und geht dabei seinen Wurzeln, den Werkzeugen, nach. Im Rahmen dessen werden in Gesprächen mit verschiedenen Gestalter*innen Tools und Technologien des Grafikdesigns untersucht und verglichen – angefangen vom analogen Paste-Up bis hin zu modernen Designmethoden. Dabei wird diskutiert, wie sich die Werkzeuge im Laufe der Zeit entwickelt haben und welche Auswirkungen dies auf das Grafikdesign und die Positionierung von Designer*innen hatte. Außerdem wird die Bedeutung von Werkzeugen im kreativen Prozess und ihre Auswirkungen auf die Gestaltung hinterfragt und aufgezeigt.
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.
Der heutige Alltag vieler Menschen ist durch längere Sitz-Einheiten gekennzeichnet, während die körperliche Bewegung vernachlässigt wird. Diese Entwicklung kann einen negativen Einfluss auf die Haltung von Personen und ihre Gesundheit haben. In diesem Fall ist eine korrekte Haltung nicht nur für die körperliche, sondern auch für die psychische Gesundheit von großer Relevanz. Die Bachelorarbeit „LittleHabit“ ermöglicht es, dass bei Kindern die Bewegung nach langen Sitz-Einheiten durch gezieltes Training zur Gewohnheit wird. Hierbei wird zwischen dem Zuhause- und dem Schulbereich differenziert. Zu Hause soll das Kind beim Erledigen der Hausaufgaben durch Animationen und Lichtsignale dazu motiviert werden, Bewegungspausen einzulegen. In der Schule soll dieses Vorhaben in reduzierter Form aufgegriffen und mithilfe von Licht- und Farbsignalen umgesetzt werden. Darüber hinaus fördert es die intrinsische Motivation, sodass Kinder aus eigenem Antrieb ein Interesse dafür entwickeln, sich nach langen Sitz-Einheiten zu bewegen. LittleHabit setzt einen Baustein für die Entwicklung einer gesunden Sitz-Haltung und zielt darauf ab, Haltungsschwächen zu verhindern.
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.
Antibias training is increasingly demanded and practiced in academia and industry to increase employees’ sensitivity to discrimination, racism, and diversity. Under the heading of “Diversity Management,” antibias trainings are mainly offered as one-off workshops intending to raise awareness of unconscious biases, create a diversity-affirming corporate culture, promote awareness of the potential of
diversity, and ultimately enable the reflection of diversity in development processes. However, coming from childhood education, research and scientific articles on the sustainable effectiveness of antibias in adulthood, especially in academia, are very scarce. In order to fill this research gap, the article aims to explore how sustainable the effects of individual antibias trainings on participants’ behavior are. In order to investigate this, participant observation in a qualitative pre–post setting was conducted, analyzing antibias training in an academic context. Two observers actively participated in the training sessions and documented the activities and reflection processes of the participants. Overall, the results question the effectiveness of single antibias trainings and show that a target-group adaptive approach is mandatory owing to the background of the approach in early childhood education. Therefore, antibias work needs to be adapted to the target group’s needs and realities of life. Furthermore, the study reveals that single antibias trainings must be embedded in a holistic diversity management approach to stimulate sustainable reflection processes among the target group. This article is one of the first to scientifically evaluate antibias training effectiveness, especially in engineering sciences and the university context.
The complex questions of today for a world of tomorrow are characterized by their global impact. Solutions must therefore not only be sustainable in the sense of the three pillars of sustainability (economic, environmental, and social) but must also function globally. This goes hand in hand with the need for intercultural acceptance of developed services and products. To achieve this, engineers, as the problem solvers of the future, must be able to work in intercultural teams on appropriate solutions, and be sensitive to intercultural perspectives. To equip the engineers of the future with the so-called future skills, teaching concepts are needed in which students can acquire these methods and competencies in application-oriented formats. The presented course "Applying Design Thinking - Sustainability, Innovation and Interculturality" was developed to teach future skills from the competency areas Digital Key Competencies, Classical Competencies and Transformative Competencies. The CDIO Standard 3.0, in particular the standards 5, 6, 7 and 8, was used as a guideline. The course aims to prepare engineering students from different disciplines and cultures for their future work in an international environment by combining a digital teaching format with an interdisciplinary, transdisciplinary and intercultural setting for solving sustainability challenges. The innovative moment lies in the digital application of design thinking and the inclusion of intercultural as well as trans- and interdisciplinary perspectives in innovation development processes. In this paper, the concept of the course will be presented in detail and the particularities of a digital implementation of design thinking will be addressed. Subsequently, the potentials and challenges will be reflected and practical advice for integrating design thinking in engineering education will be given.
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.
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.
Stand 01.01.2022 sind in Deutschland 618.460 elektrisch angetriebene KFZ zugelassen. Insgesamt sind derzeit 48.540.878 KFZ zugelassen, was einer Elektromobilitätsquote von ca. 1,2 % entspricht. Derzeit werden Elektromobile über Ladestationen oder Steckdosen mit dem Stromnetz verbunden und üblicherweise mit der vollen Ladekapazität des Anschlusses aufgeladen, bis das Batteriemanagementsystem des Fahrzeugs abhängig vom Ladezustand der Batterie die Ladeleistung reduziert.
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.
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.
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.
This book is based on a multimedia course for biological and chemical engineers, which is designed to trigger students' curiosity and initiative. A solid basic knowledge of thermodynamics and kinetics is necessary for understanding many technical, chemical, and biological processes.
The one-semester basic lecture course was divided into 12 workshops (chapters). Each chapter covers a practically relevant area of physical chemistry and contains the following didactic elements that make this book particularly exciting and understandable:
- Links to Videos at the start of each chapter as preparation for the workshop
- Key terms (in bold) for further research of your own
- Comprehension questions and calculation exercises with solutions as learning checks
- Key illustrations as simple, easy-to-replicate blackboard pictures
Humorous cartoons for each workshop (by Faelis) additionally lighten up the text and facilitate the learning process as a mnemonic. To round out the book, the appendix includes a summary of the most popular experiments in basic physical chemistry courses, as well as suggestions for designing workshops with exhibits, experiments, and "questions of the day."
Suitable for students minoring in chemistry; chemistry majors are sure to find this slimmed-down, didactically valuable book helpful as well. The book is excellent for self-study.
Damit Sie auch in den immer häufiger werdenden Onlineveranstaltungen als Moderator gut bestehen, sollten Sie wissen, was bei der Onlinemoderation im Besonderen zu beachten ist.
In diesem dritten Teil der Beitragsserie erfahren Sie, warum online anders als offline ist. Die technischen Möglichkeiten werden vorgestellt und auch wie diese zu nutzen sind. Schließlich erhalten Sie Tipps, die Sie beim Sprechen online beachten sollten.
Damit Sie auch in den immer häufiger werdenden Onlineveranstaltungen als Moderator gut bestehen, sollten Sie wissen, was bei der Onlinemoderation im Besonderen zu beachten ist.
In diesem dritten Teil der Beitragsserie erfahren Sie, warum online anders als offline ist. Die technischen Möglichkeiten werden vorgestellt und auch wie diese zu nutzen sind. Schließlich erhalten Sie Tipps, die Sie beim Sprechen online beachten sollten.
Experimental determination of the cross sections of proton capture on radioactive nuclei is extremely difficult. Therefore, it is of substantial interest for the understanding of the production of the p-nuclei. For the first time, a direct measurement of proton-capture cross sections on stored, radioactive ions became possible in an energy range of interest for nuclear astrophysics. The experiment was performed at the Experimental Storage Ring (ESR) at GSI by making use of a sensitive method to measure (p,γ) and (p,n) reactions in inverse kinematics. These reaction channels are of high relevance for the nucleosyn-thesis processes in supernovae, which are among the most violent explosions in the universe and are not yet well understood. The cross section of the ¹¹⁸Te(p,γ) reaction has been measured at energies of 6 MeV/u and 7 MeV/u. The heavy ions interacted with a hydrogen gas jet target. The radiative recombination process of the fully stripped ¹¹⁸Te ions and electrons from the hydrogen target was used as a luminosity monitor. An overview of the experimental method and preliminary results from the ongoing analysis will be presented.
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.
Clinical assessment of newly developed sensors is important for ensuring their validity. Comparing recordings of emerging electrocardiography (ECG) systems to a reference ECG system requires accurate synchronization of data from both devices. Current methods can be inefficient and prone to errors. To address this issue, three algorithms are presented to synchronize two ECG time series from different recording systems: Binned R-peak Correlation, R-R Interval Correlation, and Average R-peak Distance. These algorithms reduce ECG data to their cyclic features, mitigating inefficiencies and minimizing discrepancies between different recording systems. We evaluate the performance of these algorithms using high-quality data and then assess their robustness after manipulating the R-peaks. Our results show that R-R Interval Correlation was the most efficient, whereas the Average R-peak Distance and Binned R-peak Correlation were more robust against noisy data.
Due to the decarbonization of the energy sector, the electric distribution grids are undergoing a major transformation, which is expected to increase the load on the operating resources due to new electrical loads and distributed energy resources. Therefore, grid operators need to gradually move to active grid management in order to ensure safe and reliable grid operation. However, this requires knowledge of key grid variables, such as node voltages, which is why the mass integration of measurement technology (smart meters) is necessary. Another problem is the fact that a large part of the topology of the distribution grids is not sufficiently digitized and models are partly faulty, which means that active grid operation management today has to be carried out largely blindly. It is therefore part of current research to develop methods for determining unknown grid topologies based on measurement data. In this paper, different clustering algorithms are presented and their performance of topology detection of low voltage grids is compared. Furthermore, the influence of measurement uncertainties is investigated in the form of a sensitivity analysis.
AI-based systems are nearing ubiquity not only in everyday low-stakes activities but also in medical procedures. To protect patients and physicians alike, explainability requirements have been proposed for the operation of AI-based decision support systems (AI-DSS), which adds hurdles to the productive use of AI in clinical contexts. This raises two questions: Who decides these requirements? And how should access to AI-DSS be provided to communities that reject these standards (particularly when such communities are expert-scarce)? This chapter investigates a dilemma that emerges from the implementation of global AI governance. While rejecting global AI governance limits the ability to help communities in need, global AI governance risks undermining and subjecting health-insecure communities to the force of the neo-colonial world order. For this, this chapter first surveys the current landscape of AI governance and introduces the approach of relational egalitarianism as key to (global health) justice. To discuss the two horns of the referred dilemma, the core power imbalances faced by health-insecure collectives (HICs) are examined. The chapter argues that only strong demands of a dual strategy towards health-secure collectives can both remedy the immediate needs of HICs and enable them to become healthcare independent.
Das vorliegende Buch dient als Grundlage für die Bachelor- und Master-Ausbildung von Studierenden im Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik. Im hier behandelten Teilbereich der inkompressiblen Profile und Tragflügelaerodynamik werden schwerpunktmäßig die folgenden Themen besprochen:
- Profilaerodynamik
- Tragflügelaerodynamik
- Flugzeugpolare
- Methoden zur Flugbereichserweiterung
- Schwebeschub und Schwebeleistung
- Propellerblattaerodynamik
- Numerische Methoden zur Tragflügelberechnung
Modern implementations of driver assistance systems are evolving from a pure driver assistance to a independently acting automation system. Still these systems are not covering the full vehicle usage range, also called operational design domain, which require the human driver as fall-back mechanism. Transition of control and potential minimum risk manoeuvres are currently research topics and will bridge the gap until full autonomous vehicles are available. The authors showed in a demonstration that the transition of control mechanisms can be further improved by usage of communication technology. Receiving the incident type and position information by usage of standardised vehicle to everything (V2X) messages can improve the driver safety and comfort level. The connected and automated vehicle’s software framework can take this information to plan areas where the driver should take back control by initiating a transition of control which can be followed by a minimum risk manoeuvre in case of an unresponsive driver. This transition of control has been implemented in a test vehicle and was presented to the public during the IEEE IV2022 (IEEE Intelligent Vehicle Symposium) in Aachen, Germany.
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.
Selected problems in the field of multivariate statistical analysis are treated. Thereby, one focus is on the paired sample case. Among other things, statistical testing problems of marginal homogeneity are under consideration. In detail, properties of Hotelling‘s T² test in a special parametric situation are obtained. Moreover, the nonparametric problem of marginal homogeneity is discussed on the basis of possibly incomplete data. In the bivariate data case, properties of the Hoeffding-Blum-Kiefer-Rosenblatt independence test statistic on the basis of partly not identically distributed data are investigated. Similar testing problems are treated within the scope of the application of a result for the empirical process of the concomitants for partly categorial data. Furthermore, testing changes in the modeled solvency capital requirement of an insurance company by means of a paired sample from an internal risk model is discussed. Beyond the paired sample case, a new asymptotic relative efficiency concept based on the expected volumes of multidimensional confidence regions is introduced. Besides, a new approach for the treatment of the multi-sample goodness-of-fit problem is presented. Finally, a consistent test for the treatment of the goodness-of-fit problem is developed for the background of huge or infinite dimensional data.
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.