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Bachelorzeit
(2023)
Die Bachelorarbeit behandelt die Konzeption und Produktion der Sendung "Bachelorzeit". Ziel ist es, eine innovative Plattform für junge Zuschauer:innen zu schaffen und Einblicke in das Leben und die Themen der Stadt Aachen zu geben. Die Arbeit umfasst den gesamten Produktionsprozess inklusive der Einbindung der Zuschauer:innen und der visuellen Gestaltung. Die erfolgreiche Umsetzung ermöglicht eine ansprechende und nahbare Atmosphäre für ein jüngeres Publikum.
In this work, the effects of carbon sources and culture media on the production and structural properties of bacterial cellulose (BC) synthesized by Medusomyces gisevii have been studied. The culture medium was composed of different initial concentrations of glucose or sucrose dissolved in 0.4% extract of plain green tea. Parameters of the culture media (titratable acidity, substrate conversion degree etc.) were monitored daily for 20 days of cultivation. The BC pellicles produced on different carbon sources were characterized in terms of biomass yield, crystallinity and morphology by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy and X-ray diffraction. Our results showed that Medusomyces gisevii had higher BC yields in media with sugar concentrations close to 10 g L−1 after a 18–20 days incubation period. Glucose in general lead to a higher BC yield (173 g L−1) compared to sucrose (163.5 g L−1). The BC crystallinity degree and surface roughness were higher in the samples synthetized from sucrose. Obtained FE-SEM micrographs show that the BC pellicles synthesized in the sucrose media contained densely packed tangles of cellulose fibrils whereas the BC produced in the glucose media displayed rather linear geometry of the BC fibrils without noticeable aggregates.
"Das Editorial greift die Thematik der aktuellen Klimakrise auf und beleuchtet diese im Bereich des nachhaltigen Bauens. Denn durch das stetige Wachstum der menschlichen Bevölkerung in Kombination mit dem Anstieg des Pro-Kopf-Verbrauchs werden globale Ressourcen immer stärker belastet. Ziel der Arbeit ist es, die aktuelle Situation des Klimawandels aus einer Perspektive zu betrachten, der sich die meisten nicht bewusst sind. Denn besonders das Bauwesen trägt einen erheblichen Anteil zum Klimawandel bei. In der Publikation werden Texte zum Thema Klimawandel und nachhaltiges Bauen behandelt sowie fotografische Anwendungsbeispiele im Bereich der Bambus-Architektur gezeigt. Das Projekt präsentiert Lösungsansätze, wie herkömmliche Rohstoffe durch verarbeiteten Bambus ergänzt bzw. ersetzt werden können. Dadurch kann ein entscheidender Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels geleistet werden. Bambus bietet dahingehend viele Möglichkeiten. Bei richtiger Verarbeitung vereint er viele der geforderten Ansprüche nachhaltigen Bauens. Der Rohstoff ist stark und flexibel zugleich. Er bindet Kohlenstoff, reinigt kontaminierte Böden, beugt Erosionen vor und weist eine nahezu negative CO2-Bilanz auf. Wie kann es gelingen, diesen Rohstoff in westlichen Ländern als Baumaterial zu integrieren?"
Barrierefreies Klettern : ein System zur Inklusion sehbehinderter Menschen in den Klettersport
(2023)
Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Systems, das es Menschen mit starker Sehbehinderung ermöglicht, Klettersport als ein Training für ihren Körper und ihren Orientierungssinn nutzen zu können. Inklusion ist als gesellschaftliches Thema in den letzten Jahren stark in den Fokus gerückt. Dennoch ist es für Menschen mit Behinderung oft schwer, sozialen Anschluss zu finden. Dies wird zusätzlich durch das mangelnde Angebot an inklusiven Freizeitaktivitäten erschwert. Apollon ermöglicht Menschen mit starker Sehbehinderung die Orientierung während des Kletterns, indem es einerseits Informationen vermittelt, die normalerweise nur visuell wahrgenommen werden können und andererseits dabei hilft, sich besser an bereits gekletterte Routen zu erinnern. Das System setzt sich aus 3 Komponenten zusammen. Die Tritthilfen helfen der blinden Person dabei, auch kleine Tritte zu finden. Die taktilen Wegmarken stellen eine Art Checkpoint dar und helfen der blinden Person dabei, die Route in mehrere Abschnitte zu unterteilen. Gleichzeitig weisen sie darauf hin, welches Feature die kletternde Person erwartet. Die taktile Karte ist modular aufgebaut und setzt sich aus einer Legende und den Repräsentanten der Wegmarken einer Route zusammen. Analog zu dem Betrachten der Route ist die blinde Person so vor dem Klettern in der Lage, Informationen über die Route zu erfahren.
Durch das WEMoG (Gesetz v. 16.10.2020, BGBl. I 2187) hat der Gesetzgeber die Regelung des § 20 WEG eingeführt. Demnach ist auch für bauliche Veränderungen an Räumen und Flächen, die einem Sondernutzungsrecht unterliegen, die Zustimmung der Gemeinschaft notwendig. Der BGH hat nun mit Urt. v. 17.3.2023 –V ZR 140/22, MDR 2023, 619 deutlich gemacht, dass bei Fehlen eines entsprechenden Beschlusses, die bauliche Veränderung durch einen einzelnen Wohnungseigentümer nicht vorgenommen werden darf, sondern eine rechtswidrige Eigentumsbeeinträchtigung darstellt. Der folgende Beitrag nimmt die Entscheidung zum Anlass, um die neue Rechtslage durch § 20 WEG eingehend zu erläutern. Gleichzeitig werden die Folgen der aktuellen Entscheidung näher dargestellt.
Academia ist eine berufsbegleitende Bildungsplattform für Designer:innen. Die Mission der Plattform ist es, Designer:innen während ihres kreativen Ausbildungsweges und auch lange nach ihrem Berufseinstieg zu begleiten und zu unterstützen. Durch Videokurse, Online-Lehrveranstaltungen, etwa Gruppenseminare, Design Talks und Challenges sollen Nutzer:innen passend auf ihre Interessen und ihrem Niveau entsprechend gefördert werden. Academias Fokus liegt auf eine nachhaltige Weiterentwicklung der Fähigkeiten und der fachlichen Expertise.
Obstacle avoidance is critical for unmanned aerial vehicles (UAVs) operating autonomously. Obstacle avoidance algorithms either rely on global environment data or local sensor data. Local path planners react to unforeseen objects and plan purely on local sensor information. Similarly, animals need to find feasible paths based on local information about their surroundings. Therefore, their behavior is a valuable source of inspiration for path planning. Bumblebees tend to fly vertically over far-away obstacles and horizontally around close ones, implying two zones for different flight strategies depending on the distance to obstacles. This work enhances the local path planner 3DVFH* with this bio-inspired strategy. The algorithm alters the goal-driven function of the 3DVFH* to climb-preferring if obstacles are far away. Prior experiments with bumblebees led to two definitions of flight zone limits depending on the distance to obstacles, leading to two algorithm variants. Both variants reduce the probability of not reaching the goal of a 3DVFH* implementation in Matlab/Simulink. The best variant, 3DVFH*b-b, reduces this probability from 70.7 to 18.6% in city-like worlds using a strong vertical evasion strategy. Energy consumption is higher, and flight paths are longer compared to the algorithm version with pronounced horizontal evasion tendency. A parameter study analyzes the effect of different weighting factors in the cost function. The best parameter combination shows a failure probability of 6.9% in city-like worlds and reduces energy consumption by 28%. Our findings demonstrate the potential of bio-inspired approaches for improving the performance of local path planning algorithms for UAV.
Subtilisins from microbial sources, especially from the Bacillaceae family, are of particular interest for biotechnological applications and serve the currently growing enzyme market as efficient and novel biocatalysts. Biotechnological applications include use in detergents, cosmetics, leather processing, wastewater treatment and pharmaceuticals. To identify a possible candidate for the enzyme market, here we cloned the gene of the subtilisin SPFA from Fictibacillus arsenicus DSM 15822ᵀ (obtained through a data mining-based search) and expressed it in Bacillus subtilis DB104. After production and purification, the protease showed a molecular mass of 27.57 kDa and a pI of 5.8. SPFA displayed hydrolytic activity at a temperature optimum of 80 °C and a very broad pH optimum between 8.5 and 11.5, with high activity up to pH 12.5. SPFA displayed no NaCl dependence but a high NaCl tolerance, with decreasing activity up to concentrations of 5 m NaCl. The stability enhanced with increasing NaCl concentration. Based on its substrate preference for 10 synthetic peptide 4-nitroanilide substrates with three or four amino acids and its phylogenetic classification, SPFA can be assigned to the subgroup of true subtilisins. Moreover, SPFA exhibited high tolerance to 5% (w/v) SDS and 5% H₂O₂ (v/v). The biochemical properties of SPFA, especially its tolerance of remarkably high pH, SDS and H₂O₂, suggest it has potential for biotechnological applications.
Blind Shopping
(2023)
Das Einkaufen in Einkaufszentren oder Ladenstraßen ist für Menschen ohne Sehbehinderung eine selbstverständliche Tätigkeit. Für Menschen mit Sehbehinderung gibt es bis heute keine Möglichkeit, sich ohne Hilfe von Familienmitgliedern, Freund:innen oder Pflegepersonal in einem Einkaufszentrum zurechtzufinden. Genau dieses Problem löst "NAVON.". Er ist ein intelligenter und smarter Blindenstock, welcher durch Ultraschalldistanzsensoren frühzeitig Hindernisse erkennt und die Möglichkeit bietet, den Betroffenen durch das Einkaufszentrum zu lotsen. Die Logik des Systems liegt innerhalb des Handgriffs, welcher die wichtigsten Einstellungen bzgl. Sprache und haptischer Bedienelemente steuert. Ebenfalls gibt er dem Betroffenen auch ein haptisches Feedback, um Hindernisse frühzeitig umgehen zu können. "NAVON." ist ein wichtiger Ansatz für eine neue Kategorie von Produkten und Blindenstöcken. Darüber hinaus birgt das Konzept auch weitere Potenziale für öffentliche Gebäude (Ämter, Krankenhäuser, etc..).
Eines haben wir alle gemeinsam – Eine Familie. Die Bachelorarbeit „bond(ed)“ ist ein Projekt zum Kontaktabbruch in Familien. Familiäre Kontaktabbrüche sind heute keine Seltenheit mehr. Jede:r kennt jemanden, der davon betroffen ist, und doch wird nur selten darüber gesprochen. Schamgefühl, Angst und das Gefühl von Versagen spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Doch wie kann es so weit kommen? Neun Personen haben sich bereit erklärt, ihre sehr persönlichen und emotionalen Geschichten zu teilen. Im Zuge dessen sind Fotos im jeweiligen Zuhause und in Interviewform niedergeschriebene Gespräche entstanden, welche unabhängig voneinander in zwei Büchern zu betrachten sind. Das Projekt „bond(ed)“ soll familiären Kontaktabbrüchen eine Plattform bieten und mit einem Tabuthema brechen. Es soll mit Vorurteilen aufräumen und ein Gefühl von Zusammengehörigkeit bei den Betroffenen wecken.
Boys will be boys
(2023)
"boys will be boys" erkundet bestehende Meinungen zum Thema Männlichkeit und versucht Alternativen zu finden: Wege, die Männlichkeit gehen und Richtungen, in die sich Männlichkeit verändern kann. Auf 236 Seiten wird das Thema von so vielen Seiten wie irgendwie möglich beleuchtet. Es gibt sowohl sehr persönliche, subjektive Beschäftigung mit dem Thema als auch eine objektive, wissenschaftliche Herangehensweise. Das Buch ist vor allem mit typografischen Elementen gestaltet worden, wobei in Inhalt und Typografie viel Wert auf Niedrigschwelligkeit gelegt wurde. Außen ist ein partieller Relieflack aufgetragen worden, innen hat das Buch bedrucktes Vorsatzpapier. Ziel des Projektes war es, Männlichkeit und die verschiedenen Meinungen dazu möglichst verständlich wiedergeben zu können, um so einen Dialog zum Thema anzuregen.
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.
Breathe
(2023)
Ein nachhaltiges, autonomes Fahrzeug, das in einer extrem schnellen und hektischen Welt, geprägt durch Digitalisierung und Urbanisierung, einen Moment der Ruhe bieten soll; eine Pause von der ständigen Flut von Eindrücken und Informationen. Ein immersives Design, das meditative und kreative Prozesse unterstützt und Mensch-Mensch sowie Mensch-Natur Begegnungen fördert.
In Folge der Globalisierung und der Zuwanderung von verschiedensten ethnischen Gruppen und deren Kulturen entstehen in Deutschland immer mehr sogenannte Transkulturen. Um diesen mehr Aufmerksamkeit zu schenken und zur Verständigung verschiedenster Gruppen beizutragen, wurde das Konzept dieser Bachelorarbeit: „BRIDGE: Ein Magazin über Transkulturen in Deutschland" entwickelt, welches sich mit den Schnittstellen der Deutschen und anderen Kulturen auseinandersetzt. Diese Transkulturen sollen jeweils repräsentativ und aufklärend dargestellt werden. Jede Ausgabe wird eine dieser Transkulturen porträtieren und zeigen, wie diese in Deutschland besteht. Für die erste Ausgabe, welche im Rahmen der Bachelorarbeit ausgearbeitet wurde, fiel die Entscheidung auf die Deutsch-Habesha-Kultur, die eine Völkergruppe aus Äthiopien und Eritrea darstellt.
This study evaluates neuromechanical control and muscle-tendon interaction during energy storage and dissipation tasks in hypergravity. During parabolic flights, while 17 subjects performed drop jumps (DJs) and drop landings (DLs), electromyography (EMG) of the lower limb muscles was combined with in vivo fascicle dynamics of the gastrocnemius medialis, two-dimensional (2D) kinematics, and kinetics to measure and analyze changes in energy management. Comparisons were made between movement modalities executed in hypergravity (1.8 G) and gravity on ground (1 G). In 1.8 G, ankle dorsiflexion, knee joint flexion, and vertical center of mass (COM) displacement are lower in DJs than in DLs; within each movement modality, joint flexion amplitudes and COM displacement demonstrate higher values in 1.8 G than in 1 G. Concomitantly, negative peak ankle joint power, vertical ground reaction forces, and leg stiffness are similar between both movement modalities (1.8 G). In DJs, EMG activity in 1.8 G is lower during the COM deceleration phase than in 1 G, thus impairing quasi-isometric fascicle behavior. In DLs, EMG activity before and during the COM deceleration phase is higher, and fascicles are stretched less in 1.8 G than in 1 G. Compared with the situation in 1 G, highly task-specific neuromuscular activity is diminished in 1.8 G, resulting in fascicle lengthening in both movement modalities. Specifically, in DJs, a high magnitude of neuromuscular activity is impaired, resulting in altered energy storage. In contrast, in DLs, linear stiffening of the system due to higher neuromuscular activity combined with lower fascicle stretch enhances the buffering function of the tendon, and thus the capacity to safely dissipate energy.
Background
Aminoacylases are highly promising enzymes for the green synthesis of acyl-amino acids, potentially replacing the environmentally harmful Schotten-Baumann reaction. Long-chain acyl-amino acids can serve as strong surfactants and emulsifiers, with application in cosmetic industries. Heterologous expression of these enzymes, however, is often hampered, limiting their use in industrial processes.
Results
We identified a novel mycobacterial aminoacylase gene from Mycolicibacterium smegmatis MKD 8, cloned and expressed it in Escherichia coli and Vibrio natriegens using the T7 overexpression system. The recombinant enzyme was prone to aggregate as inclusion bodies, and while V. natriegens Vmax™ could produce soluble aminoacylase upon induction with isopropyl β-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG), E. coli BL21 (DE3) needed autoinduction with lactose to produce soluble recombinant protein. We successfully conducted a chaperone co-expression study in both organisms to further enhance aminoacylase production and found that overexpression of chaperones GroEL/S enhanced aminoacylase activity in the cell-free extract 1.8-fold in V. natriegens and E. coli. Eventually, E. coli ArcticExpress™ (DE3), which co-expresses cold-adapted chaperonins Cpn60/10 from Oleispira antarctica, cultivated at 12 °C, rendered the most suitable expression system for this aminoacylase and exhibited twice the aminoacylase activity in the cell-free extract compared to E. coli BL21 (DE3) with GroEL/S co-expression at 20 °C. The purified aminoacylase was characterized based on hydrolytic activities, being most stable and active at pH 7.0, with a maximum activity at 70 °C, and stability at 40 °C and pH 7.0 for 5 days. The aminoacylase strongly prefers short-chain acyl-amino acids with smaller, hydrophobic amino acid residues. Several long-chain amino acids were fairly accepted in hydrolysis as well, especially N-lauroyl-L-methionine. To initially evaluate the relevance of this aminoacylase for the synthesis of N-acyl-amino acids, we demonstrated that lauroyl-methionine can be synthesized from lauric acid and methionine in an aqueous system.
Conclusion
Our results suggest that the recombinant enzyme is well suited for synthesis reactions and will thus be further investigated.
Die „Commuter Zone“ setzt sich mit dem Zeitverlust Pendelnder auseinander. Berufliche Ziele treiben immer mehr Menschen an, längere Strecken zurückzulegen. Dabei büßen sie den Zeitaufwand an privater Stelle ein. Als Rückzugsort für Alleinreisende schafft die „Commuter Zone“ ein effektiv nutzbares Zeitfenster. Dazu wird die Rücksichtnahme der Routinierten zueinander genutzt und gefördert. Sitz- und Arbeitsflächen lassen sich zurückklappen und erleichtern das Aussteigen. Der begrenzte Raum wird intensiv genutzt. So entsteht Komfort durch die Zuversicht, einen Sitzplatz zu erhalten. Und dank der Zusammensetzung der Sitzkonstellation bleibt das Arbeitsgeschehen privat. Letztlich bietet die „Commuter Zone“ den zunehmend selbstbestimmenden Beschäftigten neue Möglichkeiten zur Arbeitseinteilung und schafft Qualitätszeit im Privaten.
Research on robotic lunar exploration has seen a broad revival, especially since the Google Lunar X-Prize increasingly brought private endeavors into play. This development is supported by national agencies with the aim of enabling long-term lunar infrastructure for in-situ operations and the establishment of a moon village. One challenge for effective exploration missions is developing a compact and lightweight robotic rover to reduce launch costs and open the possibility for secondary payload options. Existing micro rovers for exploration missions are clearly limited by their design for one day of sunlight and their low level of autonomy. For expanding the potential mission applications and range of use, an extension of lifetime could be reached by surviving the lunar night and providing a higher level of autonomy. To address this objective, the paper presents a system design concept for a lightweight micro rover with long-term mission duration capabilities, derived from a multi-day lunar mission scenario at equatorial regions. Technical solution approaches are described, analyzed, and evaluated, with emphasis put on the harmonization of hardware selection due to a strictly limited budget in dimensions and power.
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.
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.
Essen zuzubereiten bedeutet für viele Menschen Normalität, es bestimmt Teile ihrer Identität und ist eng verbunden mit Familie und Kultur. Der Beginn der Alzheimererkrankung erschwert diese Tätigkeit, oft muss sie aus Sicherheitsgründen aufgegeben werden. Kochen als Therapieansatz hat zur Verbesserung der Aktivität und Verringerung von Stress beigetragen. Pila ist ein Küchensystem, das Kochenthusiasten begleitet und Selbstständigkeit sowie Partizipation ermöglicht. Das Kompetenzgefühl, die Autonomie und die Verbundenheit zu betreuenden Personen stärken das Wohlbefinden. Das System führt die Nutzerinnen und Nutzer digital durch alle Phasen von der Vorbereitung bis zum Aufräumen. Aus den Elementen entsteht ein klar organisierter Arbeitsplatz ohne Ablenkungen und mit eindeutigen Aktionspunkten. Die Funktionen der Kocheinheit sind simplifiziert und bedürfnisgerecht angepasst.
Background
Hip fractures are a common and costly health problem, resulting in significant morbidity and mortality, as well as high costs for healthcare systems, especially for the elderly. Implementing surgical preventive strategies has the potential to improve the quality of life and reduce the burden on healthcare resources, particularly in the long term. However, there are currently limited guidelines for standardizing hip fracture prophylaxis practices.
Methods
This study used a cost-effectiveness analysis with a finite-state Markov model and cohort simulation to evaluate the primary and secondary surgical prevention of hip fractures in the elderly. Patients aged 60 to 90 years were simulated in two different models (A and B) to assess prevention at different levels. Model A assumed prophylaxis was performed during the fracture operation on the contralateral side, while Model B included individuals with high fracture risk factors. Costs were obtained from the Centers for Medicare & Medicaid Services, and transition probabilities and health state utilities were derived from available literature. The baseline assumption was a 10% reduction in fracture risk after prophylaxis. A sensitivity analysis was also conducted to assess the reliability and variability of the results.
Results
With a 10% fracture risk reduction, model A costs between $8,850 and $46,940 per quality-adjusted life-year ($/QALY). Additionally, it proved most cost-effective in the age range between 61 and 81 years. The sensitivity analysis established that a reduction of ≥ 2.8% is needed for prophylaxis to be definitely cost-effective. The cost-effectiveness at the secondary prevention level was most sensitive to the cost of the contralateral side’s prophylaxis, the patient’s age, and fracture treatment cost. For high-risk patients with no fracture history, the cost-effectiveness of a preventive strategy depends on their risk profile. In the baseline analysis, the incremental cost-effectiveness ratio at the primary prevention level varied between $11,000/QALY and $74,000/QALY, which is below the defined willingness to pay threshold.
Conclusion
Due to the high cost of hip fracture treatment and its increased morbidity, surgical prophylaxis strategies have demonstrated that they can significantly relieve the healthcare system. Various key assumptions facilitated the modeling, allowing for adequate room for uncertainty. Further research is needed to evaluate health-state-associated risks.
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.
The Cramér-von-Mises distance is applied to the distribution of the excess over a confidence level. Asymptotics of related statistics are investigated, and it is seen that the obtained limit distributions differ from the classical ones. For that reason, quantiles of the new limit distributions are given and new bootstrap techniques for approximation purposes are introduced and justified. The results motivate new one-sample goodness-of-fit tests for the distribution of the excess over a confidence level and a new confidence interval for the related fitting error. Simulation studies investigate size and power of the tests as well as coverage probabilities of the confidence interval in the finite sample case. A practice-oriented application of the Cramér-von-Mises tests is the determination of an appropriate confidence level for the fitting approach. The adoption of the idea to the well-known problem of threshold detection in the context of peaks over threshold modelling is sketched and illustrated by data examples.
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).
Ein neues tragendes, lagenweise aufgebautes Holzbau-Wandsystem und seine ökonomische und statische Entwicklung werden vorgestellt. Randbedingungen wie Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und eine beanspruchungsadaptive Konstruktionsweise sind für diese innovative Bauteilentwicklung von zentraler Bedeutung. Eine wesentliche Herausforderung ist die Herstellung der Verbindung der Lagen untereinander zu einem bauphysikalisch und statisch leistungsfähigen Wandsystem. Die Tragfähigkeit und Steifigkeit verschiedener Verbindungsvarianten wurden ebenso wie die Eigenschaften der Wandelemente analytisch, numerisch und experimentell untersucht.
It has been shown that muscle fascicle curvature increases with increasing contraction level and decreasing muscle–tendon complex length. The analyses were done with limited examination windows concerning contraction level, muscle–tendon complex length, and/or intramuscular position of ultrasound imaging. With this study we aimed to investigate the correlation between fascicle arching and contraction, muscle–tendon complex length and their associated architectural parameters in gastrocnemius muscles to develop hypotheses concerning the fundamental mechanism of fascicle curving. Twelve participants were tested in five different positions (90°/105°*, 90°/90°*, 135°/90°*, 170°/90°*, and 170°/75°*; *knee/ankle angle). They performed isometric contractions at four different contraction levels (5%, 25%, 50%, and 75% of maximum voluntary contraction) in each position. Panoramic ultrasound images of gastrocnemius muscles were collected at rest and during constant contraction. Aponeuroses and fascicles were tracked in all ultrasound images and the parameters fascicle curvature, muscle–tendon complex strain, contraction level, pennation angle, fascicle length, fascicle strain, intramuscular position, sex and age group were analyzed by linear mixed effect models. Mean fascicle curvature of the medial gastrocnemius increased with contraction level (+5 m−1 from 0% to 100%; p = 0.006). Muscle–tendon complex length had no significant impact on mean fascicle curvature. Mean pennation angle (2.2 m−1 per 10°; p < 0.001), inverse mean fascicle length (20 m−1 per cm−1; p = 0.003), and mean fascicle strain (−0.07 m−1 per +10%; p = 0.004) correlated with mean fascicle curvature. Evidence has also been found for intermuscular, intramuscular, and sex-specific intramuscular differences of fascicle curving. Pennation angle and the inverse fascicle length show the highest predictive capacities for fascicle curving. Due to the strong correlations between pennation angle and fascicle curvature and the intramuscular pattern of curving we suggest for future studies to examine correlations between fascicle curvature and intramuscular fluid pressure.
Im Zentrum von Wien befindet sich in einem ehemaligen Flakturm aus dem 2. Weltkrieg, das Haus des Meeres. Auf ca 5000m2 beherbergen sie ca. 10.000 Tiere. Der Fokus liegt dabei auf die Unterwasserwelt und bietet einen ausgiebigen Einblick in die Welt der Meere. Das neue Erscheinungsbild positioniert die private und gemeinnützige Einrichtung sowohl als Ort des Zusammenkommens als auch der Wissensvermittlung. Dabei soll das Designkonzept vor dem Betreten des Zoos seine besondere Baukonstruktion aufzeigen und von Anfang an die Tiefe sowie Tiefenzonen der Meere einbeziehen. Damit distanzieren sie sich entscheidend von ähnlichen Institutionen. Inspiriert von der Teilung zwischen der Oberfläche und dem Meer, entstand eine feine abstrakte Skala. Diese visualisiert den Meeresspiegel mit seiner Tiefe und dient medienübergreifend als Orientierungshilfe.
Das KERAMION beherbergt ein breites Sortiment an historischen Keramikstücken wie auch modernen künstlerischen Keramikarbeiten. Bei der neuen Konzeptionierung des Museums wurde eine Verbindung der historischen Sammlung und der modernen Kunst geschaffen, als Visualisierung dafür steht die eigens für das Museum erstellte Schrift. In dieser Schrift wird eine historische, schwungvolle Kurrentschrift aus dem 16. Jahrhundert mit einer modernen kantigen Serifenschrift verbunden. Daraus entsteht eine Schrift, die die Breite der Keramik widerspiegelt und von Steingut bis Porzellan alle Facetten aufgreift. Gepaart wird die einzigartige Schrift mit einem auf das Zentrum ausgerichteten Layoutprinzip, bei dem 3D Scans der Exponate in den Fokus rücken. Somit können die Besucher*innen auch von zu Hause einen Vorgeschmack auf die einzigartigen Materialien und Keramiktechniken bekommen.
The steel prefabricated family house ›Quelle-Fertighaus‹ designed and constructed by the German company Quelle, is an innovative modular system commercialised in 1962. All aspects of the Quelle-Fertighaus are planned on the principle of minimal effort for maximal flexibility. The clever design of the ground plan based on a 4 m × 7 m module offers the flexibility for either one to three additional modules.
The steel construction is innovative and unique, consisting of load-bearing portal frames acting as braces. The house design is furthermore characterised by a simple metrical grid layout and the practical placement of the foundation and basement, which allowed the very cost-effective production and the lowest price for a prefabricated family house in Germany during the postwar era. Nowadays its portal-frame-construction offers an interesting approach for its renovation and transformation according to present building demands.
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.
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.
Wir werden alle eines Tages sterben. Obwohl – oder gerade weil – der Tod ein unausweichlicher Teil unseres Lebens ist, schreckt uns die Konversation über ihn und all seine Facetten ab, und die Furcht vor unserem eventuellen Ende bleibt bestehen. Jene Ehrfurcht hindert uns daran, das Ableben als mehr als nur den deprimierenden finalen Abschnitt unseres Seins zu betrachten. In ""Death & Decay"" wird sich mit den weniger bekannten Seiten des Todes auseinandergesetzt, denn das Ende unserer Existenz ist nicht gleich das Ende unserer Geschichte. Von kultureller Symbolik bis zu Tod unter unüblichen Umständen – ""Death & Decay"" nimmt Sie mit die Seiten des Todes kennenzulernen, die den meisten verborgen bleiben oder mit denen wir nie rechnen würden.
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.
Density reduction effects on the production of [11C]CO2 in Nb-body targets on a medical cyclotron
(2023)
Medical isotope production of 11C is commonly performed in gaseous targets. The power deposition of the proton beam during the irradiation decreases the target density due to thermodynamic mixing and can cause an increase of penetration depth and divergence of the proton beam. In order to investigate the difference how the target-body length influences the operation conditions and the production yield, a 12 cm and a 22 cm Nb-target body containing N2/O2 gas were irradiated using a 13 MeV proton cyclotron. It was found that the density reduction has a large influence on the pressure rise during irradiation and the achievable radioactive yield. The saturation activity of [11C]CO2 for the long target (0.083 Ci/μA) is about 10% higher than in the short target geometry (0.075 Ci/μA).
The increasing share of renewable electricity in the grid drives the need for sufficient storage capacity. Especially for seasonal storage, power-to-gas can be a promising approach. Biologically produced methane from hydrogen produced from surplus electricity can be used to substitute natural gas in the existing infrastructure. Current reactor types are not or are poorly optimized for flexible methanation. Therefore, this work proposes a new reactor type with a plug flow reactor (PFR) design. Simulations in COMSOL Multiphysics ® showed promising properties for operation in laminar flow. An experiment was conducted to support the simulation results and to determine the gas fraction of the novel reactor, which was measured to be 29%. Based on these simulations and experimental results, the reactor was constructed as a 14 m long, 50 mm diameter tube with a meandering orientation. Data processing was established, and a step experiment was performed. In addition, a kLa of 1 h−1 was determined. The results revealed that the experimental outcomes of the type of flow and gas fractions are in line with the theoretical simulation. The new design shows promising properties for flexible methanation and will be tested.
Die kulturgeschichtlichen Stationen des Spielens vom Beginn der Industrialisierung bis zur Jahrtausendwende werden sowohl aus dem Blickwinkel der Designgeschichte als auch aus dem der Game Studies betrachtet. Die Bandbreite der Themen reicht von der Bauhaus-Wurfpuppe bis zur Barbie, vom Japonismus bis zur Pixelgrafik, von der grafischen Raumillusion zu 3D-Umgebungen und Interaktionsgestaltung, vom Brettspiel bis zum Kriegsspielzeug, von den Utopien der beginnenden Neuzeit bis zu merkantilen Absichten digitaler Spielkonzepte.
Künstliche Intelligenz (KI) hat die Designbranche erreicht, doch die Angst, dass KI Designer:innen die Arbeitsplätze wegnimmt, ist unbegründet. Künstliche Intelligenz kann Designer:innen als Werkzeug dienen. Durch das Zusammenspiel von Designer:innen und KI entstehen innerhalb von kürzester Zeit neuartige Kreationen. Das Projekt „Designexperiments with Artificial Intelligence“ ist eine Sammlung von visuellen Experimenten, welche mit der Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt wurden. Eines dieser Experimente wird in Form einer Installation ausgestellt. Dabei werden die Besucher*innen aufgefordert mit der Maschine zusammen ein Bild zu gestalten. Dieser Input wird anschließend von einer KI verarbeitet. Das Projekt „Designexperimente with Artificial Intelligence“ ist ein Versuch, mittels künstlicher Intelligenz eine neue Ästhetik zu finden.
Krebstherapie bei Kindern ist für alle Beteiligten eine emotional bedrückende Angelegenheit. Besonders die Strahlentherapie stellt Kinder aufgrund der Häufigkeit der Termine, der Isolation während der Bestrahlung und der Fixierung vor Herausforderungen. „nia“ ermöglicht es den Angehörigen, während der Behandlung einen physischen Kontakt zum Kind zu halten. Zwei miteinander verbundene Zwillingsgeräte registrieren die Bewegungen der Hände und übertragen die Berührung an das jeweils andere Gerät. Diese taktile Kommunikation sorgt für innere Ruhe und Verbundenheit. Vor der eigentlichen Therapie liegen die Geräte in einem Koffer, welcher ein Modell des Behandlungsraums beinhaltet. Mithilfe dessen werden die Kinder spielerisch auf die Bestrahlung vorbereitet. So sollen sich in Zukunft weniger Kinder ängstlich und allein einer Strahlentherapie stellen müssen.
A method for detecting and approximating fault lines or surfaces, respectively, or decision curves in two and three dimensions with guaranteed accuracy is presented. Reformulated as a classification problem, our method starts from a set of scattered points along with the corresponding classification algorithm to construct a representation of a decision curve by points with prescribed maximal distance to the true decision curve. Hereby, our algorithm ensures that the representing point set covers the decision curve in its entire extent and features local refinement based on the geometric properties of the decision curve. We demonstrate applications of our method to problems related to the detection of faults, to multi-criteria decision aid and, in combination with Kirsch’s factorization method, to solving an inverse acoustic scattering problem. In all applications we considered in this work, our method requires significantly less pointwise classifications than previously employed algorithms.
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.
In order to reduce energy consumption of homes, it is important to make transparent which devices consume how much energy. However, power consumption is often only monitored aggregated at the house energy meter. Disaggregating this power consumption into the contributions of individual devices can be achieved using Machine Learning. Our work aims at making state of the art disaggregation algorithms accessibe for users of the open source home automation platform Home Assistant.
Juli 2021. Durch starke Regenfälle von bis zu 250 l/m² innerhalb von 24h durch das Sturmtief «Bernd» war es dem bereits von vorherigen Niederschlägen übersättigten Boden nicht mehr möglich, weitere Wassermengen aufzunehmen. Die Folge sind schwerwiegende Überflutungen vor allem in Rheinland-Pfalz und NRW. Dass die Auswirkungen des Klimawandels bereits zu Hause angekommen sind, wird mit dieser Arbeit autobiografisch und illustrativ innerhalb eines Graphic Novels «Die Dinge danach – zum Hochwasser 21» be- und verarbeitet. Denn als das Wasser zu Hause wütete, war die Autorin selbst nicht anwesend. Dafür steckte sie die ersten Tage in Euskirchen fest, eine Stadt, die selbst Land unter war und zu einer Insel wurde. Ohne Strom, Netz und stark erschwertem Kontakt nach außen … und dabei sollte sie ursprünglich für eine Woche nur zwei Kater versorgen.
Die Erbringung einer Leistung in der irrigen Vorstellung einer Bestellung (Zu BGH, MDR 2023, 1439)
(2023)
Seit Jahrhunderten tragen Hebammen die Verantwortung für neues Leben und geben ihre Erfahrungen und ihr Können weiter. Trotz dieser ehrwürdigen Aufgabe gehören sie zu einer kleinen Berufsgruppe, die viel zu oft unterschätzt, überlastet und unterbezahlt wird. Sie sind Begleiter*innen in einer der sensibelsten und emotionalsten Zeiten des Lebens. Die Unterstützung einer Hebamme gewährleistet Aufklärung und Beistand während der Schwangerschaft, der Geburt und der Zeit im Wochenbett.
Das Projekt »Die Hebamme« ist ein Berufsportrait. Die Arbeit gibt Einblicke in die Tätigkeit und seine verschiedenen Bereiche und erzählt dabei hauptsächlich in Bildern. Zusätzlich berichten Hebammen aus unterschiedlichen Blickwinkeln über ihre Arbeit. Dieses Portrait stellt die Realtität der Arbeit dar und soll die Bedeutung der Tätigkeit näher bringen.
Enma ist eine Energiemanagement-Anwendung, die verschiedene Nutzer:innengruppen zusammenführt und damit den Prozess vereinfacht. Die aktuelle Energiekrise betrifft insbesondere Unternehmen, die in der Energieerzeugung tätig sind. Die Digitalisierung wird für Unternehmen in der Zukunft immer wichtiger und sie werden sich ihr nicht entziehen können. Daher benötigen insbesondere Unternehmen, die keinen dedizierten Energiemanager:innen beschäftigen, gezielte Unterstützung von Anwendungen. Auch Vertriebspartner:innen und Hersteller:innen von Produkten wie PV-Anlagen und Stromspeichern, die von solch einer Anwendung profitieren können, wollen ihren Kunden:innen Sicherheit und Unterstützung bieten. Dafür ist eine Anwendung erforderlich, die dies vereint. Das Ziel war es, das Backend von OpenEMS (Energiemanagementsystems) zu nutzen und zusätzlich einen menschenzentrierten und umweltfreundlichen Ansatz zu bieten. Um die Anwendung realistischer zu gestalten, wurde sie in Kooperation mit dem Unternehmen Voltfang entwickelt.
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.
Digitale Medien wollen gelernt sein : Kampagne für die "Medienscouts NRW" zur Kompetenzförderung
(2023)
,,Digitale Medien wollen gelernt sein" ist eine Kampagne für das Projekt Medienscouts. Hier werden im ersten Schritt interessierte Schüler:innen an weiterführenden Schulen zu Medienexpert:innen ausgebildet. Im Zweiten geben sie ihr Wissen an ihre Mitschüler:innen weiter und fungieren in ihren Schulen als gleichaltrige Ansprechpartner:innen bei Fragen oder Problemen. Um weitere Schüler:innen für das Projekt zu werben, konzentriert sich die Kampagne auf eine altersgerechte Social Media-Präsenz. Ebenso wie das Projekt gibt auch die Kampagne den teilnehmenden Medienscouts die Freiheit, ihre Erfahrungen und Tipps zu teilen. Hierzu ist ein praktikables Konzept entworfen worden, mit dem die Scouts fortlaufend ihre offiziellen Kanäle bespielen können.