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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.
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.
The aim of the present study was the characterisation of three true subtilisins and one phylogenetically intermediate subtilisin from halotolerant and halophilic microorganisms. Considering the currently growing enzyme market for efficient and novel biocatalysts, data mining is a promising source for novel, as yet uncharacterised enzymes, especially from halophilic or halotolerant Bacillaceae, which offer great potential to meet industrial needs. Both halophilic bacteria Pontibacillus marinus DSM 16465ᵀ and Alkalibacillus haloalkaliphilus DSM 5271ᵀ and both halotolerant bacteria Metabacillus indicus DSM 16189 and Litchfieldia alkalitelluris DSM 16976ᵀ served as a source for the four new subtilisins SPPM, SPAH, SPMI and SPLA. The protease genes were cloned and expressed in Bacillus subtilis DB104. Purification to apparent homogeneity was achieved by ethanol precipitation, desalting and ion-exchange chromatography. Enzyme activity could be observed between pH 5.0–12.0 with an optimum for SPPM, SPMI and SPLA around pH 9.0 and for SPAH at pH 10.0. The optimal temperature for SPMI and SPLA was 70 °C and for SPPM and SPAH 55 °C and 50 °C, respectively. All proteases showed high stability towards 5% (w/v) SDS and were active even at NaCl concentrations of 5 M. The four proteases demonstrate potential for future biotechnological applications.
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).
The connective tissues such as tendons contain an extracellular matrix (ECM) comprising collagen fibrils scattered within the ground substance. These fibrils are instrumental in lending mechanical stability to tissues. Unfortunately, our understanding of how collagen fibrils reinforce the ECM remains limited, with no direct experimental evidence substantiating current theories. Earlier theoretical studies on collagen fibril reinforcement in the ECM have relied predominantly on the assumption of uniform cylindrical fibers, which is inadequate for modelling collagen fibrils, which possessed tapered ends. Recently, Topçu and colleagues published a paper in the International Journal of Solids and Structures, presenting a generalized shear-lag theory for the transfer of elastic stress between the matrix and fibers with tapered ends. This paper is a positive step towards comprehending the mechanics of the ECM and makes a valuable contribution to formulating a complete theory of collagen fibril reinforcement in the ECM.
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.
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.
Das Multimar Wattforum ist das größte Informationszentrum zum Thema Wattenmeer in Deutschland. Auf über 3000 Quadratmetern können große und kleine Besucher:innen eine interaktive Ausstellung über Wale, Watt und Weltnaturerbe bestaunen. Das Wattenmeer ist ein ganz besonderer Lebensraum und bietet vielen Lebewesen Zuflucht. Es wird durch die Gezeiten geprägt, bei Ebbe trocken und der Sonne ausgesetzt, bei Flut nass und salzig. Das neue Erscheinungsbild für das Multimar Wattforum soll die zentralen Werte und Alleinstellungsmerkmale hervorheben und dem Informationszentrum helfen, seiner Aufgabe als bildende, wissenschaftliche und schützende Einrichtung gerecht zu werden. So wurde ein einheitliches und skalierbares Erscheinungsbild und eine flexible Bild- und Wortmarke entwickel
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.
Elektronische Musik umgibt uns alle. Der Einfluss elektronischer Musikproduktion auf moderne Popularmusik ist nicht von der Hand zu weisen und ihre Produktionstechniken für heutige Standards unverzichtbar. Über die Jahre ihrer Entwicklung und den dabei entstandenen Musikrichtungen verschwanden die individuellen Charakteristika der verschiedenen Subgenres allerdings oft einfach unter der Sammelbezeichnung elektronischer Musik.
»Electrovisuals« stellt die auditiven Eigenschaften elektronischer Musik in Form von klaren Infografiken dar und sorgt damit für ein besseres Verständnis von Rhythmus und Struktur der Songs. Die verschiedenen Subgenres werden multimedial inszeniert und einander gegenübergestellt, um Ähnlichkeiten und Unterschiede zu betonen.
Mithilfe seiner Aufbereitung stellt das Projekt die hohe Diversität elektronischer Musik heraus und bereitet sie eindrucksvoll und greifbar auf.
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.
Zan, Zendegi, Azadi
(2023)
Das Projekt „Zan, Zendegi, Azadi" (Frau, Leben, Freiheit) setzt sich mit der aktuellen Situation im Iran auseinander. Bereits nach der Machtübernahme der islamischen Republik im Jahr 1979 wird die iranische Bevölkerung durch das brutale Regime unterdrückt und zum Schweigen gezwungen. Dieser Druck hat sich lange aufgestaut und nun gibt es seit Jahren in größeren Abständen Proteste gegen die Regierung. Der gewaltsame Tod der kurdischen Iranerin Mahsā Jîna Amīnī in Polizeigewahrsam am 16.09.2022 hat eine beispiellose Welle des Protests in allen Landesteilen Irans ausgelöst. Ihr Protest wird von Frauen angeführt und hat sich in eine beeindruckende Welle des Widerstands und der Rebellion entwickelt. Die unterschiedlichen Medien in diesem Projekt wie Dokumentarfotografie, Illustration, Projektion und Texte geben Betrachter:innen einen Eindruck der unmittelbaren Wirkung der revolutionären Ereignisse und der Reaktion des totalitären Regimes auf die Betroffenen.
Roverandom : eine illustrative Aufarbeitung und Neuinterpretation des Kinderbuches von J.R.R Tolkien
(2023)
Die Geschichte „Roverandom“ von J.R.R Tolkien lädt auf eine spannende Reise an der Seite des kleinen Hundes Rover ein, welche zum Mond und in die Tiefsee, vorbei an Zauberern und Drachen führt. Um das Abenteuer Tolkiens neu aufleben zu lassen, befasst sich dieses Projekt mit der illustrativen Aufarbeitung der Geschichte. Auf Grundlage der Betrachtung von Inspirationen und eigenen Illustrationen des englischen Schriftstellers entwickelte sich eine einheitliche Gestaltung innerhalb des Projekts. Durch die Kombination analoger und digitaler Medien entstanden über 40 Illustrationen, welche verschiedenste Szenen visualisieren und so die Welt des kleinen Hundes Rover auf eine anschauliche Art und Weise darstellen. Die Geschichte „Roverandom“ wird so durch eine ganz eigene Bildsprache visuell begleitet und für interessierte Leser:innen neu geöffnet.
Der Uni-Cup ist ein Amateur Eishockey Turnier der RWTH Aachen. Es treten Studierende und Professor:innen gegeneinander an. Ausgetragen wurde das Turnier vor etwa 2.500 Zuschauern in der 100,5 Arena am Tivoli. Um das Event einer breiteren Masse zugänglich zu machen, wurde dort im Rahmen der Bachelorarbeit erstmals eine Live Übertragung produziert. Das Ziel dabei war es, eine möglichst professionelle und unterhaltsame Show zu kreieren.
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.
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.
Dass der Stress im Krankenhaus eine Belastung für das Klinikpersonal darstellt, ist eine allseits bekannte Tatsache. Das liegt an dem anstrengenden Klinikalltag, welcher die Mitarbeiter:innen auf Belastungsprobe stellt. Lange Dienste und Überstunden, wenig Pausen und hohe Arbeitsverdichtung, Nacht- und Schichtdienst, zudem auch die aufwendige Dokumentation und ̈Bürokratie. Timewise behandelt die Thematik der Dienstplanerstellung im Krankenhaus unter der Berücksichtigung der psychischen und physischen Gesundheit des Klinikpersonals im Nacht- und Schichtdienst. Essenzielle Funktionen sind kürzere Kommunikationswege und eine gute Übersicht über den Soll-Ist-Abgleich inklusive Überstunden, Minusstunden, Abwesenheiten und den monatlichen Lohn. Der einfache Schichttausch und die Option der Berücksichtigung individueller Präferenzen und Wünsche ermöglicht es dem Personal, die Arbeit und das private Leben besser miteinander vereinen zu können, was sich positiv auf die Arbeitszufriedenheit auswirkt.
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.