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- Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik (EMI) (ab 04/2019) (94)
- Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V) (94)
- Fakultät Medien (M) (ab 22.04.2021) (69)
- Fakultät Wirtschaft (W) (57)
- INES - Institut für nachhaltige Energiesysteme (36)
- IMLA - Institute for Machine Learning and Analytics (27)
- IBMS - Institute for Advanced Biomechanics and Motion Studies (ab 16.11.2022) (21)
- ivESK - Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (21)
- POIM - Peter Osypka Institute of Medical Engineering (11)
- IfTI - Institute for Trade and Innovation (9)
In this study, circular economy (CE) relevance in Germany will be discussed based on LinkedIn readily available data. LinkedIn company profiles located in Germany with ‘circular economy’ in their description or any other field were selected and used as a data source to analyze their CE relation. Overall, 514 German companies were analyzed in reference to the 15 German regions they belong. Most companies are located in the federal state of Berlin (126), followed by North Rhine-Westphalia (96) and Bavaria (77). In terms of the industry sector, they are self-classified to environmental services (64), management consulting (50), renewables & environment (33), research (31), and computer software (18) etc. Regarding their employees with LinkedIn profiles, 22,621 people are affiliated with these companies, ranging from one to 7,877. All examined companies have a total of 819,632 followers on LinkedIn, ranging from none to 88,167. An increase in CE-related companies was recorded in 13 of the 16 federal states of Germany over a one-year period. This work provides essential insights into the increasing relevance and trends of the circular economy in German enterprises and will help conduct further national studies with readily available data from LinkedIn.
Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie der Wärmewende. Durch die Nutzbarmachung von Umweltwärme und den Antrieb mit Elektrizität, die zunehmend aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, kann die CO2-Intensität der Wärmeversorgung gesenkt werden. Eine Herausforderung besteht in der Anwendung in größeren Mehrfamilienbestandsgebäuden. Lösungsansätze und beispielhafte Umsetzungen werden hierzu vorgestellt.
Der vorliegende Leitfaden entstand im Rahmen der wissenschaftlichen Querspange »LowEx-Bestand Analyse« des thematischen Projektverbunds »LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von Mehrfamilien-Bestandsgebäuden (LowEx-Bestand)« zusammen. In diesem Verbund arbeiteten die drei Forschungsinstitute Fraunhofer ISE, KIT und Universität Freiburg (INATECH) mit Herstellern von Heizungs- und Lüftungstechnik und mit Unternehmen der Wohnungswirtschaft zusammen. Gemeinsam wurden Lösungen entwickelt, analysiert und demonstriert, die den effizienten Einsatz von Wärmepumpen, Wärmeübergabesystemen und Lüftungssystemen bei der energetischen Modernisierung von Mehrfamiliengebäuden zum Ziel haben.
Elektrische Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie für klimafreundliche Gebäude. In Mehrfamilienhäusern ist ihr Einsatz noch eine Herausforderung und entsprechend wenig verbreitet. Im Rahmen des Verbundprojekts "HEAVEN" haben Forschende nun ein Mehrquellen-Wärmepumpensystem entwickelt, das an die Anforderungen größerer Wohngebäude angepasst ist. Getestet wurde es im Rahmen des Verbundprojekts "Smartes Quartier Durlach" in einem Karlsruher Gebäude. Daten zum ersten Betriebsjahr liegen nun vor.
Diese Metadaten wurden zur Verfügung gestellt von der Literaturdatenbank RSWB®plus
Wirtschaftliche Krisenzeiten implizieren häufig Liquiditätsengpässe und bei kompletter Zahlungsunfähigkeit auch Insolvenzen. Das Instrument des Working Capital Management hilft bei der schnelleren Freisetzung von gebundenem Kapital. Sofern ein datengetriebenes Management unter Einsatz von Business-Analytics-Techniken und mit der dafür notwendigen technisch-organisatorischen Infrastruktur eingesetzt wird, entstehen neue Möglichkeiten von Einsichten in die Prozesslandschaft und die Optimierung von Durchlaufzeiten. Das Ziel ist der Aufbau eines Working-Capital- Analytics-Ansatzes.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung eines smarten Energiekonzepts für ein Bestandsquartier in Karlsruhe
(2023)
Die Transformation der Energieversorgung in Bestandsgebäuden ist für die Erreichung der Klimaziele im Gebäudesektor entscheidend. In einem modellhaften Quartiersprojekt in Karlsruhe-Durlach wird ein ‚smartes Energiekonzept‘, bestehend aus Wärmepumpen, Blockheizkraftwerk und PV-Anlagen mit lokalem Strom- und Wärmenetz umgesetzt und messtechnisch begleitet. Ziel ist dabei eine CO2-effiziente und wirtschaftliche Bereitstellung von Wärme und Strom.
In dem Artikel wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für das Wärme- und Stromcontracting auf Basis der realen Investitionskosten sowie der gemessenen und berechneten Energieflüsse durchgeführt. Die Wärmegestehungskosten hängen neben den Investitionskosten von den energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen ab. Mit ansteigender CO2-Steuer werden mittelfristig Wärmegestehungskosten erreicht, die unter denen konventioneller Energiesysteme liegen. Dadurch bietet das integrierte Energiekonzept ein breites Anwendungspotenzial für städtische Bestandsquartiere außerhalb von Fernwärme-Gebieten.
Projektmanagement und mit ihm die PM-Prozesse, Methoden und Werkzeuge entwickeln sich stetig weiter, in kleinen, kaum spürbaren Schritten oder in großen unübersehbaren Veränderungen. In den letzten Jahren war der Diskurs über das Pro & Contra agiler Vorgehensweisen so allgegenwärtig, dass andere Aspekte nicht immer die notwendige Aufmerksamkeit bekamen. Erkannte Notwendigkeiten der PM-Entwicklung konnten noch nicht in spürbare Fortschritte umgewandelt werden. Einflüsse der Globalisierung und der IT, aber auch die aus der zunehmenden Forderung nach Nachhaltigkeit resultierenden Veränderungen in der Projektarbeit sollen daher genauer betrachtet werden. Ist erst einmal die Sensibilität für relevante Trends beim Projektpersonal geschaffen, rücken ein aktualisiertes Kompetenzprofil und ein erweiterter Methodenkanon in greifbare Nähe.
Design Thinking wird im Wesentlichen als Methode zur Lösung komplexer Probleme und Entwicklung neuer Ideen verstanden.
Doch das mit dem Design Thinking einhergehende Mindset kann für breite und vielfältige Fragestellungen nutzbar sein und geht weit über die Methodik zur Lösung komplexer Probleme und Entwicklung neuer Ideen hinaus. Es besteht aus den Komponenten Empathie, non-lineare und lineare Denkweise, Experimentierfreude und Offenheit.
Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit praktischen Anwendungsbeispielen zeigt, wie durch das Design Thinking Mindset der Denkhorizont in Richtung Zukunft erweitert wird. Der Herausgeber Robert Gücker und fünf Autorinnen geben einen fundierten Einblick in das “Design Thinking Mindset”. In einem breiten Spektrum umfassen die Themen des vorliegenden Sammelbandes den Zusammenhang von Design Thinking und Unternehmenskultur, Arbeitszufriedenheit der Mitarbeitenden und Resilienz, die Möglichkeiten der Erreichung des Design Thinking Mindsets durch Workshops und gezielte Führungsentwicklungsmaßnahmen bis hin zur Betrachtung des Herausgebers, der die Metapher der qualitativen Forschung für Design Thinking vorschlägt.
Die wissenschaftliche Auseinandersetzung der fünf Autorinnen mit der Thematik erfolgt auf Grundlage von umfangreichen Literaturrecherchen und Expertenbefragungen, deren Erkenntnisse auf den Praxiseinsatz übertragen werden. Im Sammelband finden Sie damit in kompakten Beiträgen einen fundierten Überblick an Möglichkeiten und Chancen, wie Unternehmen anhand der Anwendung von Design Thinking bei ihren Mitarbeitenden und Führungskräften einen Mindshift in Richtung Zukunft schaffen und welche Rahmenbedingungen nötig sind, um zu einer resilienten Organisation mit zufriedenen Mitarbeitenden zu werden.
Die Ergebnisse der Beiträge bestätigen eine positive Wirkung in Richtung Zukunftskompetenzen, die sich aus einer Haltung ergeben, welches dem Design Thinking Mindset entspricht.
Mit praktischen Anwendungsbeispielen bietet das Buch nicht nur Personalverantwortlichen sowie Organisationsentwicklern wissenschaftlich fundiert und praxisnah neue Ansätze.
Die meisten Webseiten im World Wide Web werden mit Web-Content-Management-Systemen (WCMS) realisiert. In diesem Beitrag werden Ziele, Prinzipien, Funktionen und Architektur dieser wichtigen Infrastruktursysteme für unser tägliches Online-Leben und -Arbeiten vorgestellt.
Nach der Definition der grundlegenden Begriffe werden die Basisprinzipien Content Life Cycle und Trennung von Inhalt, Struktur und Darstellung erläutert. Es folgt die Vorstellung der wichtigen Komponenten von WCMS und deren Funktionalität, wie etwa Asset Management, Benutzerverwaltung und Workflow-Maschine. Zum Schluss wird ein Einblick in die aktuellen Entwicklungen von WCMS gegeben.
Bei der Vorrichtung zum Verdampfen einer Flüssigkeit ist eine offenporöse Struktur (1) in einem Gehäuse (8) angeordnet, die zumindest bereichsweise als eine Heizvorrichtung ausgebildet oder mittels einer externen Heizvorrichtung oder Bereiche der offenporösen Struktur (1) auf eine Temperatur, die mindestens der Siedetemperatur der jeweiligen Flüssigkeit entspricht, erwärmbar ist. Die Flüssigkeit ist in einem außerhalb des Gehäuses (8) angeordneten Reservoir (4), mit einer Menge aufgenommen, die während des Betriebs eine kontinuierliche Verdampfung von Flüssigkeit ermöglicht. Das Reservoir ist über mindestens eine Leitung (3) für Flüssigkeit mit dem Gehäuse (8) verbunden und in der mindestens einen Leitung (3) ist/sind ein Ventil und/oder eine Pumpe oder ein Verdichter (5) angeordnet. Die Leitung (3) mündet in mindestens eine Öffnung mindestens einer Düse (2) oder mindestens eine Austrittsöffnung und die Düse (2), deren Öffnung(en) und/oder die mindestens eine Austrittsöffnung der Leitung (3) ist/sind so angeordnet, dass Flüssigkeit auf Oberflächenbereiche der offenporösen Struktur (1) auftrifft und/oder in Poren der offenporösen Struktur (1) eintritt, wenn Flüssigkeit durch die eine Leitung (3) strömt.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2mittels methanogener Mikroorganismen durch Umsetzung von H2und CO und/oder CO2, die eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne, jeweils mit einer Bodenseite und einer der Bodenseite gegenüberliegenden oberen Seite, ein in der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne bereitgestelltes Medium mit methanogenen Mikroorganismen, eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines H2enthaltenden Gases in das Medium der Begasungskolonne, eine Abführeinrichtung zum Abführen eines CH4enthaltenden Gases aus der Entgasungskolonne, eine Verbindungsleitung zwischen Begasungskolonne und Entgasungskolonne im Bereich der Bodenseiten, eine Pumpe zum Überführen von Medium über die Verbindungsleitung von der Begasungskolonne in die Entgasungskolonne, und eine Rückführleitung zwischen der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne im Bereich der oberen Seiten zum Rückführen von Medium aus der Entgasungskolonne in die Begasungskolonne aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2in einer Vorrichtung mittels methanogener Mikroorganismen als Teil eines in der Vorrichtung bereitgestellten Mediums, wobei das Medium in einem Kreislauf über eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne geführt wird, wobei die Kolonnen jeweils über eine Verbindungsleitung im Bereich ihrer Bodenseiten und über eine Rückführleitung im Bereich der den Bodenseiten gegenüberliegenden oberen Seiten miteinander verbunden sind, worin das Medium sich in der Begasungskolonne absteigend und in der Entgasungskolonne aufsteigend bewegt, worin dem Medium in der Begasungskolonne ein H2enthaltendes Gas zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2 mittels methanogener Mikroorganismen durch Umsetzung von H2 und CO und/oder CO2, die eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne, jeweils mit
einer Bodenseite und einer der Bodenseite gegenüberliegenden oberen Seite, ein in der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne bereitgestelltes Medium mit methanogenen Mikroorganismen, eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines H2 enthaltenden Gases in das Medium der Begasungskolonne, wobei die Zuführeinrichtung im Bereich der Bodenseite der Begasungskolonne angeordnet ist, eine Abführeinrichtung zum Abführen eines CH4 enthaltenden Gases aus der Entgasungskolonne, eine Verbindungsleitung zwischen Begasungskolonne und Entgasungskolonne im Bereich der Bodenseiten, eine Pumpe zum Überführen von Medium über die Verbindungsleitung von der Begasungskolonne in die Entgasungskolonne, und eine Rückführleitung zwischen der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne im Bereich der oberen Seiten zum Rückführen von Medium
aus der Entgasungskolonne in die Begasungskolonne aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2 in einer Vorrichtung mittels methanogener Mikroorganismen als Teil eines in der Vorrichtung bereitgestellten Mediums, wobei das Medium in einem Kreislauf über eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne geführt wird, wobei die Kolonnen jeweils über eine Verbindungsleitung im Bereich ihrer Bodenseiten und über eine Rückführleitung im Bereich der den Bodenseiten gegenüberliegenden oberen Seiten miteinander verbunden sind, worin das Medium sich in der Begasungskolonne absteigend und in der Entgasungskolonne aufsteigend bewegt, worin dem Medium im Bereich der Bodenseite der Begasungskolonne ein H2 enthaltendes Gas zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Überwachen und Optimieren einer zeitlichen Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung sowie Steuer- und Regeleinheiten zur extrakorporalen Kreislaufunterstützung, umfassend eine solche Vorrichtung und entsprechende Verfahren. Entsprechend wird eine Vorrichtung (10) zum Überwachen einer zeitlichen Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung vorgeschlagen, welche dazu eingerichtet ist, einen ersten Datensatz (14) einer Messung eines EKG-Signals eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum zu empfangen. Die Vorrichtung (10) umfasst eine Auswerteeinheit (16), welche dazu eingerichtet ist, mehrere R-Trigger (26) aus dem ersten Datensatz (14) zu bestimmen oder zu identifizieren, wobei die Auswerteeinheit (16) weiterhin dazu eingerichtet ist, einen zweiten Datensatz (20) mit ausgewerteten EKG-Signalen und mehreren R-Triggern (28) zu empfangen oder bereitzustellen und den zweiten Datensatz (20) selektiv auf dem ersten Datensatz (14) abzubilden. Die Vorrichtung ist weiterhin dazu eingerichtet, ein Signal (22) auszugeben, welches kennzeichnend für einen zeitlichen Abstand sukzessiver R-Trigger (26) aus dem ersten Datensatz (14) und darauf abgebildeten sukzessiven R-Trigger (28) aus dem zweiten Datensatz (20) ist.
Voice User Experience
(2023)
Sprachassistenten wie Alexa, Google Assistant, Siri, Cortana, Magenta und Bixby erfreuen sich dank ihrer intuitiven, schnellen und bequemen Interaktionsmöglichkeiten zunehmender Beliebtheit und bieten deshalb spannende Möglichkeiten für die Weiterentwicklung des digitalen Kundendialogs. Doch ob die Technologie wirklich breite Akzeptanz finden wird, hängt nicht nur mit ihrer technischen Qualität oder Usability zusammen. Auch die User Experience, die neben den Reaktionen der Nutzer*innen während der Anwendung auch ihre Erwartungen und Wahrnehmungen vor und nach der Anwendung umfasst, spielt eine zentrale Rolle. Die Messung der Qualität der Voice User Experience (Voice UX) ist daher von großem Interesse für die Bewertung und Optimierung von Sprachapplikationen. Die Frage, wie die Voice UX von sprachgesteuerten Systemen gemessen werden kann, ist jedoch noch offen. Aktuelle Methoden stützen sich häufig auf UX-Forschung zu grafischen Benutzeroberflächen, obwohl die sprachbasierten Interaktionsformen in der Regel weder visuell noch haptisch greifbar sind. In unserem Beitrag möchten wir den aktuellen Status quo der deutschen Voice User Experience untersuchen. Folgende Fragen stehen dabei im Mittelpunkt: Wie können Sprachanwendungen zu einem erfolgreichen Kundendialog beitragen? Welche Nutzerirritationen treten aktuell bei der Anwendung von Sprachassistenten auf? Mit welchen Methoden lässt sich die Voice User Experience messen?
Bei vielen Schulungen, Unterrichten und Weiterbildungen kommen Präsentationen zum Einsatz, um ausbildungsrelevante Inhalte zu vermitteln. Oft sind diese jedoch nicht interessant und zielführend gestaltet, was sich z. B. durch ein Übermaß an Text auszeichnet. Die Autoren stellen alternativ eine visualisierte Aufbereitung von Inhalten vor. Ziel ist es, komplexe Sachverhalte als einfache Bilder und Skizzen komprimiert darzustellen. Mit Hilfe der vorgestellten Methoden können beispielsweise Übungen effizienter vorbereitet, Einsätze übersichtlich erfasst, aber auch alltägliche Situationen vereinfacht kommuniziert werden.
With the rising necessity of explainable artificial intelligence (XAI), we see an increase in task-dependent XAI methods on varying abstraction levels. XAI techniques on a global level explain model behavior and on a local level explain sample predictions. We propose a visual analytics workflow to support seamless transitions between global and local explanations, focusing on attributions and counterfactuals on time series classification. In particular, we adapt local XAI techniques (attributions) that are developed for traditional datasets (images, text) to analyze time series classification, a data type that is typically less intelligible to humans. To generate a global overview, we apply local attribution methods to the data, creating explanations for the whole dataset. These explanations are projected onto two dimensions, depicting model behavior trends, strategies, and decision boundaries. To further inspect the model decision-making as well as potential data errors, a what-if analysis facilitates hypothesis generation and verification on both the global and local levels. We constantly collected and incorporated expert user feedback, as well as insights based on their domain knowledge, resulting in a tailored analysis workflow and system that tightly integrates time series transformations into explanations. Lastly, we present three use cases, verifying that our technique enables users to (1)~explore data transformations and feature relevance, (2)~identify model behavior and decision boundaries, as well as, (3)~the reason for misclassifications.
Virtual-Reality
(2023)
Die Virtual-Reality (VR) Technologie ermöglicht Unternehmen eine Produktpräsentation, die weit über traditionelle Darstellungsmethoden hinausgeht. Obgleich die Integration der VR-Technologie für Unternehmen viele Chancen eröffnet, ist deren Einsatz auch mit Risiken verbunden. Insbesondere der Mangel an empirisch gesicherten Erkenntnissen zur Kundenakzeptanz, zu den Auswirkungen der Nutzung sowie zu Kannibalisierungseffekten ist ein wesentlicher Grund, der die Verbreitung von VR in der Kundenkommunikation noch hemmt. Das Buch adressiert diese Forschungslücken und identifiziert mittels eines nutzerzentrierten, quantitativen Forschungsdesigns konkrete Chancen und Risiken, die mit dem Einsatz von VR-Produktpräsentationen verbunden sind.
Die Positionierung mobiler Systeme mit hoher Genauigkeit ist eine Voraussetzung für intelligentes autonomes Verhalten, sowohl in der Feldrobotik als auch in industriellen Umgebungen. Dieser Beitrag beschreibt den Aufbau einer Roboterplattform und ihre Verwendung für den Test und die Bewertung von Kalman-Filter-Konfigurationen. Der Aufbau wurde mit einem mobilen Roboter Husky A200 und einem LiDAR-Sensor (Light Detection and Ranging) realisiert. Zur Verifizierung des vorgeschlagenen Aufbaus wurden fünf verschiedene Szenarien ausgearbeitet. Mit denen wurden die Filter auf ihre Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Genauigkeit der Positionsbestimmung getestet.
The importance of machine learning (ML) has been increasing dramatically for years. From assistance systems to production optimisation to healthcare support, almost every area of daily life and industry is coming into contact with machine learning. Besides all the benefits ML brings, the lack of transparency and difficulty in creating traceability pose major risks. While solutions exist to make the training of machine learning models more transparent, traceability is still a major challenge. Ensuring the identity of a model is another challenge, as unnoticed modification of a model is also a danger when using ML. This paper proposes to create an ML Birth Certificate and ML Family Tree secured by blockchain technology. Important information about training and changes to the model through retraining can be stored in a blockchain and accessed by any user to create more security and traceability about an ML model.
Verfassen guter Texte
(2023)
Wer Texte für seinen Internetauftritt schreibt, möchte, dass diese auch gelesen werden. Doch Lesende sind ungeduldig, insbesondere am Monitor. Fasziniert man sie nicht in den ersten Sekunden, springen sie ab. Erfahren Sie hier, welche stilistischen Regeln Journalistinnen und Journalisten nutzen, um die Aufmerksamkeit ihrer Leser- oder Hörerschaft zu gewinnen und Texte mit wenig Aufwand zu perfektionieren. Ein paar Besonderheiten gelten auch für den Aufbau. Ein Schwerpunkt des Kapitels liegt auf dem Teaser, den ersten Zeilen, die in den Text locken sollen, sowie der Headline. Häufig ist es jedoch nicht der Text, der die Aufmerksamkeit der User fesselt, sondern ein Foto, idealerweise mit einer informativen Bildunterschrift. Zahlreiche Beispiele aus dem journalistischen Alltag machen das Beschriebene anschaulich. Als Zugabe informiert die Autorin Sie über die Bedeutung des Nutzwerts und attraktive Anlässe für eine Veröffentlichung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Maximieren der von einer analogen Entropiequelle abgeleiteten Entropie, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:- Bereitstellen von Eingabedaten für die analoge Entropiequelle (2);- Erzeugen von Rückgabewerten durch die analoge Entropiequelle basierend auf den Eingabedaten (3); und- Gruppieren der Rückgabewerte, wobei das Gruppieren der Rückgabewerte ein Anwenden von Versätzen auf Rückgabewerte aufweist (4).
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Bauteile, bei dem aus einem pulverförmigen Ausgangswerkstoff (1), der mit mindestens zwei Komponenten gebildet ist, wobei die Komponenten einen unterschiedlichen Dampfdruck bei gleicher Temperatur aufweisen, durch ein additives Strahlfertigungsverfahren ein Bauteil hergestellt wird. Mindestens ein Prozessparameter zum Betrieb mindestens eines zweidimensional auslenkbaren Energiestrahls wird derart eingestellt, dass sich der Dampfdruck mindestens einer der Komponenten ändert, so dass der Anteil dieses chemischen Elements oder dieser Legierung im Bauteilvolumen lokal definiert im Bauteil variiert wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs und einem Inverter (1) zum Ansteuern der elektrischen Maschine, wobei der Inverter (1) eine dreiphasige Brückenschaltung mit einer Anzahl von als Halbleiter ausgebildeten Schaltern (3) umfasst, wobei im Inverter (1) entstehende Verluste zum Heizen eines Innenraums des Fahrzeugs und/oder zum Temperieren einer Batterie und/oder zum Temperieren von Getriebeöl verwendet werden, wobei der Inverter (1) mittels Raumzeigermodulation gesteuert wird, wobei ein nicht-optimales Schaltverhalten des Inverters (1) herbeigeführt wird, indem nicht optimale Spannungs-Raumzeiger (e, eu, ev, ew, e1, e2, -e1, -e2) eingestellt werden, wobei eine Skalierung der Spannungs-Raumzeiger (e, e1, e2) über die Schaltung von Nullspannungsvektoren, die je nach zeitlichem Anteil die Spannung reduzieren, oder durch Zuhilfenahme eines jeweils gegenüberliegenden Spannungs-Raumzeigers (-e1, - e2) erfolgt, so dass eine Schaltfolge mit einer maximalen Anzahl von Schaltzyklen realisiert wird, wobei in der Mitte einer Schaltperiode (Tp) keine Symmetrie erzeugt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs und einem Inverter (1) zum Ansteuern eine Stators (2) der elektrischen Maschine, wobei der Inverter (1) eine dreiphasige Brückenschaltung mit einer Anzahl von als Halbleiter ausgebildeten Schaltern (3) umfasst, wobei im Inverter (1) und/oder in der elektrischen Maschine entstehende Verluste zum Heizen eines Innenraums des Fahrzeugs und/oder zum Temperieren einer Batterie und/oder zum Temperieren von Getriebeöl verwendet werden, wobei während des Stillstands des Fahrzeugs ein von einem Permanentmagneten der elektrischen Maschine verursachter Permanentmagnetfluss durch Einstellen einer nichtdrehmomentbildenden Statorstromkomponente (Id) in Höhe des negativen Quotienten aus einem Statorfluss (&psgr;PM) und einer d-Komponente einer Statorinduktivität (Ld) so stark geschwächt wird, dass der magnetische Fluss kompensiert wird, wobei ein sehr hochfrequenter Wechselstrom als drehmomentbildende Statorstromkomponente (Iq) eingestellt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs und einem Inverter (1) zum Ansteuern eines Stators (2) der elektrischen Maschine, wobei der Inverter (1) eine dreiphasige Brückenschaltung mit einer Anzahl von als Halbleiter ausgebildeten Schaltern (3) umfasst, wobei im Inverter (1) und/oder in der elektrischen Maschine entstehende Verluste zum Heizen eines Innenraums des Fahrzeugs und/oder zum Temperieren einer Batterie und/oder zum Temperieren von Getriebeöl verwendet werden, wobei eine als Wechselstrom ausgebildete nichtdrehmomentbildende Statorstromkomponente (Id) in die elektrische Maschine eingeprägt wird, wobei im Stillstand eine drehmomentbildende Statorstromkomponente (Iq) zu Null geregelt wird, wobei im Fahrbetrieb ein Kompensationsstrom als drehmomentbildende Statorstromkomponente (Iq) eingeprägt wird, der ein durch die Variation der nichtdrehmomentbildenden Statorstromkomponente (Id) entstehendes Drehmoment kompensiert.
Marketing and sales have high expectations of new methods such as Big Data, artificial intelligence, machine learning, and predictive analytics. But following the “garbage in—garbage out” principle, the results leave much to be desired. The reason is often insufficient quality in the underlying customer data. This article sheds light on this problem using the data quality and value pyramid as an example. The higher up the value-added pyramid the data is located, the higher its quality and the more value it generates for a company. In addition, we show how the use of monitoring systems, such as a data quality scorecard, makes data quality visible and improvements measurable. In this way, the actual value of data for companies becomes obvious and manageable.
This textbook helps use regenerative systems for heating and cooling effectively. Integration and automation schemes provide a quick overview. Practical examples clearly show standard solutions for the integration of regenerative energy sources. For the 2nd edition, improvements have been made to the text and illustrations, and references to standards have been updated. Control questions at the end of the main chapters serve to consolidate the understanding of the content.
A method for evaluating skin cancer detection based on millimeter-wave technologies is presented. For this purpose, the relative permittivities are calculated using the effective medium theory for the benign and cancerous lesion, considering the change in water content between them. These calculated relative permittivities are further used for the simulation and evaluation of skin cancer detection using a substrate-integrated waveguide probe. A difference in the simulated scattering parameters S 11 of up to 13dB between healthy and cancerous skin can be determined in the best-case.
Unterschiedliche Stimulationszeitpunkte bei bimodaler Versorgung mit Hörgerät und Cochleaimplantat
(2023)
Die bimodale Versorgung von Patienten mit Hörgerät (HG) ipsilateral und Cochleaimplantat (CI) kontralateral bei asymmetrischem Hörverlust ist aufgrund vieler inhärenter Variablen die komplizierteste Versorgungsart im Kontext der Versorgung mit CI. Im vorliegenden Übersichtsartikel werden alle systematischen interauralen Unterschiede zwischen elektrischer und akustischer Stimulation dargestellt, die bei dieser Versorgungsart auftreten können. Darüber hinaus werden Methoden zur Quantifizierung des interauralen Latenzoffsets, also des Zeitunterschieds zwischen der akustischen und elektrischen Stimulation des Hörnervs, mittels Registrierung auditorisch evozierter Potenziale – erzeugt durch akustische bzw. elektrische Stimulation – und Messungen an den Sprachprozessoren und Hörgeräten vorgestellt. Die technische Kompensation des interauralen Latenzoffsets und ihre positive Auswirkung auf die Schalllokalisationsfähigkeit bimodal mit CI und HG versorgter Patienten wird ebenfalls beschrieben. Zuletzt werden neueste Erkenntnisse diskutiert, die Gründe dafür aufzeigen, warum die Kompensation des interauralen Latenzoffsets das Sprachverstehen im Störgeräusch bei bimodal versorgten CI-/HG-Trägern nicht verbessert.
Covid-19 war mit Schulschließungen, Fernunterricht und Kontaktsperren ein bislang unbekannter Einschnitt für Bildungseinrichtungen. Zugleich wurden mit Laptops und Tablets, Web und App flächendeckend digitale Medien im Unterricht etabliert. Wird daraus jetzt das »neue Normal« oder müssen auf Basis aktueller Studien womöglich andere Schlüsse gezogen werden? Dieser Band versammelt Beiträge von Vertretern aus Wissenschaft, Schulpraxis und Kinderheilkunde. So entsteht ein faktenbasiertes und praxistaugliches Fundament für die Frage, was die zentralen Parameter für Schule und gelingenden Unterricht sind.
Ausreißer in Datenreihen geben einen Hinweis auf mögliche Risiken. Die empirischen Daten bestimmen weitestgehend die anzuwendenden Methoden. Dabei helfen Klassifikationssysteme, um zielorientiert zu einer Auswahl gelangen zu können. Die einfachste Form bilden univariate Datenreihen, deren Ausreißer mittels Häufigkeitsverteilungen, Konfidenzintervalle um den Mittelwert und Boxplots bestimmt werden.
The COVID19 pandemic, a unique and devastating respiratory disease outbreak, has affected global populations as the disease spreads rapidly. Recent Deep Learning breakthroughs may improve COVID19 prediction and forecasting as a tool of precise and fast detection, however, current methods are still being examined to achieve higher accuracy and precision. This study analyzed the collection contained 8055 CT image samples, 5427 of which were COVID cases and 2628 non COVID. The 9544 Xray samples included 4044 COVID patients and 5500 non COVID cases. The most accurate models are MobileNet V3 (97.872 percent), DenseNet201 (97.567 percent), and GoogleNet Inception V1 (97.643 percent). High accuracy indicates that these models can make many accurate predictions, as well as others, are also high for MobileNetV3 and DenseNet201. An extensive evaluation using accuracy, precision, and recall allows a comprehensive comparison to improve predictive models by combining loss optimization with scalable batch normalization in this study. Our analysis shows that these tactics improve model performance and resilience for advancing COVID19 prediction and detection and shows how Deep Learning can improve disease handling. The methods we suggest would strengthen healthcare systems, policymakers, and researchers to make educated decisions to reduce COVID19 and other contagious diseases.
Convolutional neural networks (CNN) define the state-of-the-art solution on many perceptual tasks. However, current CNN approaches largely remain vulnerable against adversarial perturbations of the input that have been crafted specifically to fool the system while being quasi-imperceptible to the human eye. In recent years, various approaches have been proposed to defend CNNs against such attacks, for example by model hardening or by adding explicit defence mechanisms. Thereby, a small “detector” is included in the network and trained on the binary classification task of distinguishing genuine data from data containing adversarial perturbations. In this work, we propose a simple and light-weight detector, which leverages recent findings on the relation between networks’ local intrinsic dimensionality (LID) and adversarial attacks. Based on a re-interpretation of the LID measure and several simple adaptations, we surpass the state-of-the-art on adversarial detection by a significant m argin and reach almost perfect results in terms of F1-score for several networks and datasets. Sources available at: https://github.com/adverML/multiLID
As industrial networks continue to expand and connect more devices and users, they face growing security challenges such as unauthorized access and data breaches. This paper delves into the crucial role of security and trust in industrial networks and how trust management systems (TMS) can mitigate malicious access to these networks.The TMS presented in this paper leverages distributed ledger technology (blockchain) to evaluate the trustworthiness of blockchain nodes, including devices and users, and make access decisions accordingly. While this approach is applicable to blockchain, it can also be extended to other areas. This approach can help prevent malicious actors from penetrating industrial networks and causing harm. The paper also presents the results of a simulation to demonstrate the behavior of the TMS and provide insights into its effectiveness.
TRIZ Innovationstechnologie
(2023)
With recent developments in the Ukrainian-Russian conflict, many are discussing about Germany’s dependency on fossil fuel imports in its energy system, and how can the country proceed with reducing that dependency. With its wide-ranging consumption sectors, the electricity sector comes as the perfect choice to start with. Recent reports showed that the German federal government is already intending to have a fully renewable electricity by 2035 while exploiting all possible clean power options. This was published in the federal government’s climate emergency program (Easter Package) in early 2022. The aim of this package is to initiate a rapid transition and decarbonization of the electricity sector. The Easter Package expects an enormous growth of renewable energies to a completely new level, with already at least 80% renewable gross energy consumption, with extensive and broad deployment of different generation technologies on various scales. This paper will discuss this ambitious plan and outline some insights into this huge and rapidly increasing step, and show how much will Germany need in order to achieve this huge milestone towards a fully green supply of the electricity sector. Different scenarios and shares of renewables will be investigated in order to elaborate on preponed climate-neutral goal of the electricity sector by 2035. The results pointed out some promising aspects in achieving a 100% renewable power, with massive investments in both generation and storage technologies.
Artificial Intelligence (AI) can potentially transform many aspects of modern society in various ways, including automation of tasks, personalization of products and services, diagnosis of diseases and their treatment, transportation, safety, and security in public spaces, etc. Recently, AI technology has been transforming the financial industry, offering new ways to analyse data and automate processes, reduce costs, increase efficiency, and provide more personalized services to customers. However, it also raised important ethical and regulatory questions that need to be addressed by the industry and society as a whole. The aim of the Erasmus+ project Transversal Skills in Applied Artificial Intelligence - TSAAI (KA220-HED - Cooperation Partnerships in higher education) has been to establish a training platform that will incorporate teaching guidelines based on a curriculum covering different areas of application of AI technology. In this work, we will focus on applying AI models in the financial and insurance sectors.
Deep learning approaches are becoming increasingly important for the estimation of the Remaining Useful Life (RUL) of mechanical elements such as bearings. This paper proposes and evaluates a novel transfer learning-based approach for RUL estimations of different bearing types with small datasets and low sampling rates. The approach is based on an intermediate domain that abstracts features of the bearings based on their fault frequencies. The features are processed by convolutional layers. Finally, the RUL estimation is performed using a Long Short-Term Memory (LSTM) network. The transfer learning relies on a fixed-feature extraction. This novel deep learning approach successfully uses data of a low-frequency range, which is a precondition to use low-cost sensors. It is validated against the IEEE PHM 2012 Data Challenge, where it outperforms the winning approach. The results show its suitability for low-frequency sensor data and for efficient and effective transfer learning between different bearing types.
Injury prevention is essential in running due to the risk of overuse injury development. Tailoring running shoes to individual needs may be a promising strategy to reduce this risk. Novel manufacturing processes allow the production of individualised running shoes that incorporate features that meet individual biomechanical and experiential needs. However, specific ways to individualise footwear to reduce injury risk are poorly understood. Therefore, this scoping review provides an overview of (1) footwear design features that have the potential for individualisation; and (2) the literature on the differential responses to footwear design features between selected groups of individuals. These purposes focus exclusively on reducing the risk of overuse injuries. We included studies in the English language on adults that analysed: (1) potential interaction effects between footwear design features and subgroups of runners or covariates (e.g., age, sex) for running-related biomechanical risk factors or injury incidences; (2) footwear comfort perception for a systematically modified footwear design feature. Most of the included articles (n = 107) analysed male runners. Female runners may be more susceptible to footwear-induced changes and overuse injury development; future research should target more heterogonous sampling. Several footwear design features (e.g., midsole characteristics, upper, outsole profile) show potential for individualisation. However, the literature addressing individualised footwear solutions and the potential to reduce biomechanical risk factors is limited. Future studies should leverage more extensive data collections considering relevant covariates and subgroups while systematically modifying isolated footwear design features to inform footwear individualisation.
This book constitutes the proceedings of the 23rd International TRIZ Future Conference on Towards AI-Aided Invention and Innovation, TFC 2023, which was held in Offenburg, Germany, during September 12–14, 2023. The event was sponsored by IFIP WG 5.4.
The 43 full papers presented in this book were carefully reviewed and selected from 80 submissions. The papers are divided into the following topical sections: AI and TRIZ; sustainable development; general vision of TRIZ; TRIZ impact in society; and TRIZ case studies.
Training deep neural networks using backpropagation is very memory and computationally intensive. This makes it difficult to run on-device learning or fine-tune neural networks on tiny, embedded devices such as low-power micro-controller units (MCUs). Sparse backpropagation algorithms try to reduce the computational load of on-device learning by training only a subset of the weights and biases. Existing approaches use a static number of weights to train. A poor choice of this so-called backpropagation ratio limits either the computational gain or can lead to severe accuracy losses. In this paper we present TinyProp, the first sparse backpropagation method that dynamically adapts the back-propagation ratio during on-device training for each training step. TinyProp induces a small calculation overhead to sort the elements of the gradient, which does not significantly impact the computational gains. TinyProp works particularly well on fine-tuning trained networks on MCUs, which is a typical use case for embedded applications. For typical datasets from three datasets MNIST, DCASE2020 and CIFAR10, we are 5 times faster compared to non-sparse training with an accuracy loss of on average 1%. On average, TinyProp is 2.9 times faster than existing, static sparse backpropagation algorithms and the accuracy loss is reduced on average by 6 % compared to a typical static setting of the back-propagation ratio.
In this paper, the J-integral is derived for temperature-dependent elastic–plastic materials described by incremental plasticity. It is implemented using the equivalent domain integral method for assessment of three-dimensional cracks based on results of finite-element calculations. The J-integral considers contributions from inhomogeneous temperature fields and temperature-dependent elastic and plastic material properties as well as from gradients in the plastic strains and the hardening variables. Different energy densities are considered, the Helmholtz free energy and the stress-working density, providing a physical meaning of the J-integral as a fracture criteria for crack growth. Results obtained for a plate with two different crack configurations each loaded by a cool-down thermal shock show domain-independence of the incremental J-integral for different energy densities even for high temperature gradients and significant temperature-dependence of the yield stress and the hardening exponent in the presence of large scale yielding. Hence, the derived J-integral is an appropriate parameter for the assessment of cracks in thermomechanically loaded components.
Turbocharger housings in internal combustion engines are subjected to severe mechanical and thermal cyclic loads throughout their life-time or during engine testing. The combination of thermal transients and mechanical load cycling results in a complex evolution of damage, leading to thermo-mechanical fatigue (TMF) of the material. For the computational TMF life assessment of high temperature components, the DTMF model can provide reliable TMF life predictions. The model is based on a short fatigue crack growth law and uses local finite-element (FE) results to predict the number of cycles to failure for a technical crack. In engine applications, it is nowadays often acceptable to have short cracks as long as they do not propagate and cause loss of function of the component. Thus, it is necessary to predict not only potential crack locations and the corresponding number of cycles for a technical crack, but also to determine subsequent crack growth or even a possible crack arrest. In this work, a method is proposed that allows the simulation of TMF crack growth in high temperature components using FE simulations and non-linear fracture mechanics (NLFM).
A NLFM based crack growth simulation method is described. This method starts with the FE analysis of a component. In this paper, the method is demonstrated for an automotive turbocharger housing subjected to TMF loading. A transient elastic-viscoplastic FE analysis is used to simulate four heating and cooling cycles of an engine test. The stresses, inelastic strains, and temperature histories from the FEA are then used to perform TMF life predictions using the standard DTMF model. The crack position and the crack plane of critical hotspots are then identified. Simulated cracks are inserted at the hotspots. For the model demonstrated, cracks were inserted at two hotspot locations. The ΔJ integral is computed as a fracture mechanics parameter at each point along the crack-front, and the crack extension of each point is then evaluated, allowing the crack to grow iteratively. The paper concludes with a comparison of the crack growth curves for both hotspots with experimental results.
Lithium-ion battery cells exhibit a complex and nonlinear coupling of thermal, electrochemical,and mechanical behavior. In order to increase insight into these processes, we report the development of a pseudo-three-dimensional (P3D) thermo-electro-mechanical model of a commercial lithium-ion pouch cell with graphite negative electrode and lithium nickel cobalt aluminum oxide/lithium cobalt oxide blend positive electrode. Nonlinear molar volumes of the active materials as function of lithium stoichiometry are taken from literature and implemented into the open-source software Cantera for convenient coupling to battery simulation codes. The model is parameterized and validated using electrical, thermal and thickness measurements over a wide range of C-rates from 0.05 C to 10 C. The combined experimental and simulated analyses show that thickness change during cycling is dominated by intercalation-induced swelling of graphite, while swelling of the two blend components partially cancel each other. At C-rates above 2 C, electrochemistry-induced temperature increase significantly contributes to cell swelling due to thermal expansion. The thickness changes are nonlinearly distributed over the thickness of the electrode pair due to gradients in the local lithiation, which may accelerate local degradation. Remaining discrepancies between simulation and experiment at high C-rates might be attributed to lithium plating, which is not considered in the model at present.
The main focus of this chapter is the theoretical and instrumental processes that underpin densitometric methods widely used in thin-layer chromatography (TLC). Densitometric methods include UV–vis, luminescence, and fluorescence optical measurements as well as infrared and Raman spectroscopic measurements. The chapter is divided in two general parts: a theoretical part and a practical part. The systems for direct radioactivity measurements and the combination of TLC with mass spectrometry are also discussed. All these systems allow measuring an intensity distribution directly on a TLC plate. We call this “in situ detection” because no analyte is removed from the plate.
In this contribution, we present a novel 3D printed multi-material, electromagnetic vibration harvester. The harvester is based on a cantilever design and utilizes an embedded constantan wire within a matrix of polyethylene terephthalate glycol (PETG). A prototype has been manufactured with a combination of a fused filament fabrication (FFF) printer and a robot with a custom-made tool.
Currently, immersive technologies are enjoying great popularity. This trend is reflected in technological advances and the emergence of new products for the mass market, such as augmented reality glasses. The range of applications for immersive technologies is growing with more efficient and affordable technologies and student adoption. Especially in education, the use will improve existing learning methods. Immersive application use visual, audio and haptic sensors to fully engage the user in a virtual environment. This impression is reinforced with the help of realistic visualizations and the opportunity for interaction. In particular, Augmented reality is characterized by a high degree of integration between reality and the inserted virtual objects. An augmented interactive simulation for the determination of the specific charge of an electron will be used as an example to demonstrate how such immersion can be created for users. A virtual Helmholtz coil is used to measure and calculate the e/m constant. The voltage at the cathode for generating the electron beam, but also the voltage of the homogeneous magnetic field for deflecting the electron beam, can be variably controlled by haptic user input. Based on these voltages, an immersive virtual electron beam is calculated and visualized. In this paper, the authors present the conceptual steps of this immersive application and address the challenges associated with designing and developing an augmented and interactive simulation.
Sweaty has already participated several times in RoboCup soccer competitions (Adult Size). Now the work is focused coordinating the play of two robots. Moreover, we are working on stabilizing the gait by adding additional sensor information. An ongoing work is the optimization of the control strategy by balancing between impedance and position control. By minimizing the jerk, gait and overall gameplay should improve significantly.
During pyrolysis, biomass is carbonised in the absence of oxygen to produce biochar with heat and/or electricity as co-products making pyrolysis one of the promising negative emission technologies to reach climate goals worldwide. This paper presents a simplified representation of pyrolysis and analyses the impact of this technology on the energy system. Results show that the use of pyrolysis can allow getting zero emissions with lower costs by making changes in the unit commitment of the power plants, e.g. conventional power plants are used differently, as the emissions will be compensated by biochar. Additionally, the process of pyrolysis can enhance the flexibility of energy systems, as it shows a correlation between the electricity generated by pyrolysis and the hydrogen installation capacity, being hydrogen used less when pyrolysis appears. The results indicate that pyrolysis, which is available on the market, integrates well into the energy system with a promising potential to sequester carbon.
Following the traditional paradigm of convolutional neural networks (CNNs), modern CNNs manage to keep pace with more recent, for example transformer-based, models by not only increasing model depth and width but also the kernel size. This results in large amounts of learnable model parameters that need to be handled during training. While following the convolutional paradigm with the according spatial inductive bias, we question the significance of \emph{learned} convolution filters. In fact, our findings demonstrate that many contemporary CNN architectures can achieve high test accuracies without ever updating randomly initialized (spatial) convolution filters. Instead, simple linear combinations (implemented through efficient 1×1 convolutions) suffice to effectively recombine even random filters into expressive network operators. Furthermore, these combinations of random filters can implicitly regularize the resulting operations, mitigating overfitting and enhancing overall performance and robustness. Conversely, retaining the ability to learn filter updates can impair network performance. Lastly, although we only observe relatively small gains from learning 3×3 convolutions, the learning gains increase proportionally with kernel size, owing to the non-idealities of the independent and identically distributed (\textit{i.i.d.}) nature of default initialization techniques.
Public export credits and trade insurance require a global framework of institutions, rules and regulations to avoid subsidies and a race to the bottom. The extensive modernisation of the Arrangement on Officially Supported Export Credits (Arrangement) of the Organisation for Economic Co-operation and Development intends to re-level the playing field. This Practitioner Commentary describes the demand for adequate government interventions, considers the need for the reform and discusses key aspects of the new Arrangement. We argue that there is a breakthrough in several important areas such as tenors, repayment terms and green finance. However, we also find that the modernisation falls short in areas such as the interplay between different rulebooks, pre-shipment instruments' regulations and climate action.
Purpose
To summarize the mechanical loading of the spine in different activities of daily living and sports.
Methods
Since the direct measurement is not feasible in sports activities, a mathematical model was applied to quantify spinal loading of more than 600 physical tasks in more than 200 athletes from several sports disciplines. The outcome is compression and torque (normalized to body weight/mass) at L4/L5.
Results
The data demonstrate high compressive forces on the lumbar spine in sport-related activities, which are much higher than forces reported in normal daily activities and work tasks. Especially ballistic jumping and landing skills yield high estimated compression at L4/L5 of more than ten times body weight. Jumping, landing, heavy lifting and weight training in sports demonstrate compression forces significantly higher than guideline recommendations for working tasks.
Conclusion
These results may help to identify acute and long-term risks of low back pain and, thus, may guide the development of preventive interventions for low back pain or injury in athletes.
Team description papers of magmaOffenburg are incremental in the sense that each year we address a different topic of our team and the tools around our team. In this year’s team description paper we focus on the architecture of the software. It is a main factor for being able to keep the code maintainable even after 15 years of development. We also describe how we make sure that the code follows this architecture.
The paper will focus on the activities of the International Year of Light and Optical Technologies 2015 (IYL) with their impact in life, science, art, culture, education and outreach as well as the importance in promoting the objectives for sustainable development. It describes our activities carried out in the run-up to or during the IYL, as well as reports on the generic projects that led to the success of the IYL. The success of the IYL is illustrated by examples and statistics. Relating to the potential and success of the IYL, the impact and the genesis of the International Day of Light (IDL) is presented. Impressions from the opening ceremony of the IYL in Paris at UNESCO headquarters and the Inaugural Ceremony of the IDL will then be covered. A second focus is placed on the interdisciplinary media projects realized by the students of our university dedicated to these events. Finally, an analysis of the impact and legacy of IYL and IDL will be presented.
Footwear plays a critical role in our daily lives, affecting our performance, health and overall well-being. Well-designed footwear can provide protection, comfort and improved foot functionality, while poorly designed footwear can lead to mobility problems and declines in physical activity. The overall goal of footwear research is to provide a scientific basis for professionals in the field to provide an optimal footwear solution for a given person, for a given task, in a given environment, while using sustainable manufacturing processes. This article suggests potential directions for future research with a focus on athletic footwear biomechanics. Directions include the evidence-based individualisation of footwear, the interaction between design and prolonged use, and improving the sustainability of footwear. The authors also provide a speculative outlook on methodological developments that may provide greater insight into these areas. These developments may include: (1) the use of larger scale, real-world and representative data, (2) the use of 3D printing to create experimental footwear, (3) the advancement of in silico research methods, and (4) furthering multidisciplinary collaboration. If successfully applied in the future, footwear research will contribute to active and healthy lifestyles across the lifespan.
In der Studie "Technisch-wissenschaftliche Analyse zur Energieeffizienz unterschiedlicher Trinkwasser-Erwärmungssysteme im Vergleich" im Auftrag der Viega GmbH & Co. KG werden verschiedene Trinkwasser-Erwärmungssysteme hinsichtlich ihrer Energieeffizienz in Wärmepumpensystemen vergleichend untersucht. Neben Aufbau und Parametrierung eines Simulationsmodells sowie Integration von Lastreihen nach Norm umfasst die Studie eine detaillierte Abbildung aller untersuchten Systeme. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf der Einordnung des Energieeinsparpotenzials durch eine Warmwassertemperaturreduktion mit dem Viega AVS Trinkwasser Management System. Die untersuchten Varianten sind: Referenzsystem 1: Durchflusstrinkwassererwärmer DTE (1 stufig) mit Rücklaufeinschichtung. System 2: Viega DTE (2 stufig). System 3: Viega AVS Trinkwasser Management System mit DTE (2 stufig) und Ultrafiltrationsmodul im Zirkulationsrücklauf UFC. System 4: Wohnungsstation, 4-Leiter-System. System 5: Wohnungsstation, 2-Leiter-System. System 6: Elektrischer Durchlauferhitzer. Die Studie ergab, dass sich bei Einsatz einer Niedertemperatur-Wärmepumpe mit maximaler Vorlauftemperatur von 58 °C das Viega AVS System mit DTE und UFC, dezentrale elektrische Durchlauferhitzer sowie das 4-Leiter-System bei einer Trinkwassertemperatur von 45°C im Vergleich als energetisch am besten erweisen. Bei einer Wärmepumpe mit einer höheren maximalen Vorlauftemperatur von 64 °C kann auch das 4-Leiter-System bei einer Trinkwassertemperatur von 50°C sinnvoll eingesetzt werden. Die Ergebnisse zeigten auch, dass je höher die durch die Wärmepumpe bereitgestellte Temperatur (maximale Vorlauftemperatur), desto besser lassen sich auch die anderen Systeme einsetzen, da sich dadurch der Einsatz des Backup-Systems minimieren lässt. Das Viega Aqua VIP System mit Temperaturabsenkung schneidet im Vergleich sehr gut hinsichtlich des Einsatzes der Endenergie und der zu erreichenden Jahresarbeitszahl ab. Der Einsatz dieses Systems in Kombination mit einer Wärmepumpe bietet Potenzial für den Einsatz erneuerbarer Energien.
Visual programming languages (VPL) let users develop software programs by combining visual program elements, like lists of objects, loops or conditional statements rather than by specifying them textually.
Humanoid robots programming is a very attractive and motivating application domain for students, especially for programming beginners. Humanoid robots are constructed in such a way that they mimic the human body by using actuators that perform like muscles. Typically, a humanoid robot consists of sensors and actuators, i.e. torso, a head, two arms, and two legs, though some humanoid robots may replicate only part of the body, for example, from the waist up. In some cases, humanoid robots are equipped with heads designed to replicate additional human facial features such as eyes. Additional sensors are needed by a robot to gather information about the conditions of the environment to allow the robot to make necessary decisions about its position or certain actions that the situation requires, e.g. an arm movement or an open/close hand action. Other examples for sensor are reflective infrared sensors used to detect objects in proximity.
In this work, we introduce a use-case centered approach based on sensors and actors of a robot and a workflow model to visually describe the sequence of actions including conditional actions or concurrent actions. We provide an in-depth discussion of a new VPL based teaching method for programming humanoid robots based on VPLs. Open research challenges, limits and perspectives for further development of our teaching approach are discussed as well.
Sustainable Production
(2023)
Aktuelle Forschungsstudien betrachten im Kontext von Suffizienz und Marketing aktuell vor allem den Einsatz in Unternehmen selbst und weniger die Wirkung von Marketingmaßnahmen auf die Konsumenten. So gibt es etwa erste Studien dazu warum und wie kommerzielles Marketing suffizienzfördernden Konsum fördern sollte oder zum Einsatz von Suffizienz in der Unternehmenskommunikation. Untersuchungen im Bereich der Kommunikationspolitik und deren Auswirkungen auf das Konsumentenverhalten fokussieren sich vor allem auf die Wahrnehmung des Unternehmens oder die Auswirkungen auf suffizientes Verhalten. Die Art der Kommunikation wird noch als Nischenphänomen in der Praxis angesehen. Ein Ziel dieses Beitrags ist es daher die bestehende Forschung zu erweitern und Implikationen für die Marketingpraxis zu erarbeiten.
Purpose
Although recent literature has examined diverse measures adopted by SMEs to navigate the COVID-19 turbulence, there is a shortage of evidence on how crisis-time strategy creation behaviour and digitalization activities increase (1) sales and (2) cash flow. Thus, predicated on a novel strategy creation perspective, this inquiry aims to investigate the crisis behaviour, sales and cash flow performance of 528 SMEs in Morocco.
Design/methodology/approach
Novel links between (1) aggregate wage cuts, (2) variable operating hours, (3) deferred payment to suppliers, (4) deferred payment to tax authorities and (5) sales performance are developed and tested. A further link between sales performance and cash flow is also examined and the analysis is conducted using a non-linear structural equation modelling technique.
Findings
While there is a significant association between strategy creation behaviours and sales performance, only variable operating hours have a positive effect. Also, sales performance increases cash flow and this relationship is substantially strengthened by e-commerce digitalization and innovation.
Originality/value
Theoretically, to the best of the authors’ knowledge, this is one of the first inquiries to espouse the strategy creation view to explain SMEs' crisis-time behaviour and digitalization. For practical purposes, to supplement Moroccan SMEs' propensity to seek tax deferrals, it is argued that debt and equity support measures are also needed to boost sales performance and cash flow.
Die Verwendung von markenbezogenen nutzer-generierten Inhalten auf den unternehmenseigenen Social-Media-Kanälen ist ein äußerst vielversprechender Ansatz im Content-Marketing. Dabei können durch die authentischen, vom Nutzer bereitgestellten Inhalte zahlreiche Kommunikationsziele erreicht werden. Hierzu gehören etwa die Verstärkung des Nutzerengagements oder aber auch die Förderung von Verkäufen. Daneben müssen allerdings auch Risiken, wie etwa rechtliche Aspekte, beachtet werden. Damit Unternehmen die Potentiale von markenbezogenen nutzer-generierten Inhalten für sich nutzen können, wird im nachstehenden Beitrag ein Strukturierungsrahmen vorgestellt. Dieser fasst die wesentlichen Aspekte dieser durchaus komplexen Thematik strukturiert zusammen. Der hier entwickelte Strukturierungsrahmen wurde durch Experteninterviews überprüft.
Background
Internal tibial loading is influenced by modifiable factors with implications for the risk of stress injury. Runners encounter varied surface steepness (gradients) when running outdoors and may adapt their speed according to the gradient. This study aimed to quantify tibial bending moments and stress at the anterior and posterior peripheries when running at different speeds on surfaces of different gradients.
Methods
Twenty recreational runners ran on a treadmill at 3 different speeds (2.5 m/s, 3.0 m/s, and 3.5 m/s) and gradients (level: 0%; uphill: +5%, +10%, and +15%; downhill: –5%, –10%, and –15%). Force and marker data were collected synchronously throughout. Bending moments were estimated at the distal third centroid of the tibia about the medial–lateral axis by ensuring static equilibrium at each 1% of stance. Stress was derived from bending moments at the anterior and posterior peripheries by modeling the tibia as a hollow ellipse. Two-way repeated-measures analysis of variance were conducted using both functional and discrete statistical analyses.
Results
There were significant main effects for running speed and gradient on peak bending moments and peak anterior and posterior stress. Higher running speeds resulted in greater tibial loading. Running uphill at +10% and +15% resulted in greater tibial loading than level running. Running downhill at –10% and –15% resulted in reduced tibial loading compared to level running. There was no difference between +5% or –5% and level running.
Conclusion
Running at faster speeds and uphill on gradients ≥+10% increased internal tibial loading, whereas slower running and downhill running on gradients ≥–10% reduced internal loading. Adapting running speed according to the gradient could be a protective mechanism, providing runners with a strategy to minimize the risk of tibial stress injuries.
Social-Media-Content - Auswirkungen auf Fear of Missing Out und den Selbstwert junger Nutzer*innen
(2023)
Social-Media-Marketing ist ein wichtiger Baustein einer erfolgreichen Content-Strategie. Insbesondere jüngere Zielgruppen sind auf Social Media anzutreffen – und das oftmals über viele Stunden täglich. Neben den Vorteilen, die Social Media den Nutzer*innen bietet, gibt es aber auch Schattenseiten. Zwei negative Aspekte, die sogenannte Fear of Missing Out und ein verminderter Selbstwert, wurden im Frühjahr 2022 in einer empirischen Befragung von 1338 Personen zwischen 14 und 30 Jahren untersucht. Daneben wurden auch Daten zum grundsätzlichen Social-Media-Nutzungsverhalten erhoben. Die zentralen Erkenntnisse, die sich aus der Studie ableiten, werden in diesem Kapitel vorgestellt und mit Bezug auf ihre Relevanz für das Content-Marketing hin eingeordnet.
Sofern ein Rahmenwerk für den risikoorientierten Umgang mit Ransomware-Angriffen existiert, sollten die Verantwortlichen in Unternehmen darauf zurückgreifen und in die unternehmensweite Systematik einbetten. Das ermöglicht die Steuerung und das Management von Risiken, die zuvor von hoher Unsicherheit geprägt waren und Organisationen unerwartet treffen. Ferner ist zu berücksichtigen, dass das Social Engineering eine bedeutende Rolle bei der Lieferung von schadhafter Software spielt und frühzeitig in den Analyseprozess einzubeziehen ist.
Die moderne Erpressung von Unternehmen nach erfolgreichen Ransomware-Attacken ist sowohl ein monetäres als auch nicht-monetäres Problem. Angreifende erhalten über einen initialen, häufig menschlichen Endpunkt Zugang zur Organisation und können die Schadsoftware platzieren. Die beiden Angriffsvektoren Social Engineering und Ransomware nutzen die organisatorischen und technischen Schwachstellen, um auf diverse Vermögensgegenstände zuzugreifen. In diesem ersten Beitrag der zweiteiligen Serie wird das Verständnis für dieses Vorgehen entwickelt.
Hot forging dies are subjected to high cyclic thermo-mechanical loads. In critical areas, the occurring stresses can exceed the material’s yield limit. Additionally, loading at high temperatures leads to thermal softening of the used martensitic materials. These effects can result in an early crack initiation and unexpected failure of the dies, usually described as thermo-mechanical fatigue (TMF). In previous works, a temperature-dependent cyclic plasticity model for the martensitic hot forging tool steel 1.2367 (X38CrMoV5-3) was developed and implemented in the finite element (FE)-software Abaqus. However, in the forging industry, application-specific software is usually used to ensure cost-efficient numerical process design. Therefore, a new implementation for the FE-software Simufact Forming 16.0 is presented in this work. The results are compared and validated with the original implementation by means of a numerical compression test and a cyclic simulation is calculated with Simufact Forming.
Erlang is a functional programming language with dynamic typing. The language offers great flexibility for destructing values through pattern matching and dynamic type tests. Erlang also comes with a type language supporting parametric polymorphism, equi-recursive types, as well as union and a limited form of intersection types. However, type signatures only serve as documentation; there is no check that a function body conforms to its signature.
Set-theoretic types and semantic subtyping fit Erlang’s feature set very well. They allow expressing nearly all constructs of its type language and provide means for statically checking type signatures. This article brings set-theoretic types to Erlang and demonstrates how existing Erlang code can be statically type checked without or with only minor modifications to the code. Further, the article formalizes the main ingredients of the type system in a small core calculus, reports on an implementation of the system, and compares it with other static type checkers for Erlang.
Seismic data processing relies on multiples attenuation to improve inversion and interpretation. Radon-based algorithms are often used for multiples and primaries discrimination. Deep learning, based on convolutional neural networks (CNNs), has shown encouraging applications for demultiple that could mitigate Radon-based challenges. In this work, we investigate new strategies to train a CNN for multiples removal based on different loss functions. We propose combined primaries and multiples labels in the loss for training a CNN to predict primaries, multiples, or both simultaneously. Moreover, we investigate two distinctive training methods for all the strategies: UNet based on minimum absolute error (L1) training, and adversarial training (GAN-UNet). We test the trained models with the different strategies and methods on 400 synthetic data. We found that training to predict multiples, including the primaries …
Printed electronics can add value to existing products by providing new smart functionalities, such as sensing elements over large-areas on flexible or non-conformal surfaces. Here we present a hardware concept and prototype for a thinned ASIC integrated with an inkjet-printed temperature sensor alongside in-built additional security and unique identification features. The hybrid system exploits the advantages of inkjet-printable platinum-based sensors, physically unclonable function circuits and a fluorescent particle-based coating as a tamper protection layer.
One of the most important questions about smart metering systems for the end users is their data privacy and security. Indeed, smart metering systems provide a lot of advantages for distribution system operators (DSO), but functionalities offered to users of existing smart meters are still limited and society is becoming increasingly critical. Smart metering systems are accused of interfering with personal rights and privacy, providing unclear tariff regulations which not sufficiently encourage households to manage their electricity consumption in advance. In the specific field of smart grids, data security appears to be a necessary condition for consumer confidence without which they will not be able to give their consent to the collection and use of personal data concerning them.
Scheinselbständigkeit
(2023)
Im Rahmen dieser Untersuchung sollen Maßnahmen zur Reduzierung des Risikos von Scheinselbständigkeit für Unternehmen identifiziert und analysiert werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Erstellung einer zweiteiligen Checkliste für Unternehmen, die als Hilfsmittel bei der Beauftragung externer Drittdienstleister herangezogen werden kann.
With the function RooTri(), we present a simple and robust calculation method for the approximation of the intersection points of a scalar field given as an unstructured point cloud with a plane oriented arbitrarily in space. The point cloud is approximated to a surface consisting of triangles whose edges are used for computing the intersection points. The function contourc() of Matlab is taken as a reference. Our experiments show that the function contourc() produces outliers that deviate significantly from the defined nominal value, while the quality of the results produced by the function RooTri() increases with finer resolution of the examined grid.
Maintaining stability while walking on arbitrary surfaces or dealing with external perturbations is of great interest in humanoid robotics research. Increasing the system’s autonomous robustness to a variety of postural threats during locomotion is the key despite the need to evaluate noisy sensor signals. The equations of motion are the foundation of all published approaches. In contrast, we propose a more adequate evaluation of the equations of motion with respect to an arbitrary moving reference point in a non-inertial reference frame. Conceptual advantages are, e.g., getting independent of global position and velocity vectors estimated by sensor fusions or calculating the imaginary zero-moment point walking on different inclined ground surfaces. Further, we improve the calculation results by reducing noise-amplifying methods in our algorithm and using specific characteristics of physical robots. We use simulation results to compare our algorithm with established approaches and test it with experimental robot data.
This paper presents the new Deep Reinforcement Learning (DRL) library RL-X and its application to the RoboCup Soccer Simulation 3D League and classic DRL benchmarks. RL-X provides a flexible and easy-to-extend codebase with self-contained single directory algorithms. Through the fast JAX-based implementations, RL-X can reach up to 4.5x speedups compared to well-known frameworks like Stable-Baselines3.
Due to globalization and the resulting increase in competition on the market, products must be produced more and more cheaply, especially in series production, because buyers expect new variants or even completely new products in ever shorter cycles. Injection molding is the most important production process for manufacturing plastic components in large quantities. However, the conventional production of a mold is extremely time-consuming and costly, which creates a contradiction to the fast pace of the market. Additive tooling is an area of application of additive manufacturing, which in the field of injection molding is preferably used for the prototype production of mold inserts. This allows injection molding tools to be produced faster and more cheaply than through the subtractive manufacturing of metal tools. Material Jetting processes using polymers (MJT-UV/P), also called Polyjet Modeling (PJM), have a great potential for use in additive tooling. Due to the poorer mechanical and thermal properties compared to conventional mold insert materials, e.g. steel or aluminum, the previously used design principles cannot be applied. Accordingly, new design guidelines are necessary, which are developed in this paper. The necessary information is obtained with the help of a systematic literature research. The design guidelines are mapped in a uniform design guide, which is structured according to the design process of injection molds. The guidelines do not only refer to the constructive design of the injection mold or the polymer mold insert, but to the entire design process and describe the four phases of planning, conception, development and realization. Particular attention is paid to the special geometric designs of a polymer mold insert and the thermomechanical properties of the mold insert materials. As a result, design guidelines are available that are adapted to the special requirements of additive tooling of molds inserts made of plastics for injection molding.
Modern CNNs are learning the weights of vast numbers of convolutional operators. In this paper, we raise the fundamental question if this is actually necessary. We show that even in the extreme case of only randomly initializing and never updating spatial filters, certain CNN architectures can be trained to surpass the accuracy of standard training. By reinterpreting the notion of pointwise ($1\times 1$) convolutions as an operator to learn linear combinations (LC) of frozen (random) spatial filters, we are able to analyze these effects and propose a generic LC convolution block that allows tuning of the linear combination rate. Empirically, we show that this approach not only allows us to reach high test accuracies on CIFAR and ImageNet but also has favorable properties regarding model robustness, generalization, sparsity, and the total number of necessary weights. Additionally, we propose a novel weight sharing mechanism, which allows sharing of a single weight tensor between all spatial convolution layers to massively reduce the number of weights.
Entity Matching (EM) defines the task of learning to group objects by transferring semantic concepts from example groups (=entities) to unseen data. Despite the general availability of image data in the context of many EM-problems, most currently available EM-algorithms solely rely on (textual) meta data. In this paper, we introduce the first publicly available large-scale dataset for "visual entity matching", based on a production level use case in the retail domain. Using scanned advertisement leaflets, collected over several years from different European retailers, we provide a total of ~786k manually annotated, high resolution product images containing ~18k different individual retail products which are grouped into ~3k entities. The annotation of these product entities is based on a price comparison task, where each entity forms an equivalence class of comparable products. Following on a first baseline evaluation, we show that the proposed "visual entity matching" constitutes a novel learning problem which can not sufficiently be solved using standard image based classification and retrieval algorithms. Instead, novel approaches which allow to transfer example based visual equivalent classes to new data are needed to address the proposed problem. The aim of this paper is to provide a benchmark for such algorithms.
Information about the dataset, evaluation code and download instructions are provided under https://www.retail-786k.org/.
While most ultrafast time-resolved optical pump-probe experiments in magnetic materials reveal the spatially homogeneous magnetization dynamics of ferromagnetic resonance (FMR), here we explore the magneto-elastic generation of GHz-to-THz frequency spin waves (exchange magnons). Using analytical magnon oscillator equations, we apply time-domain and frequency-domain approaches to quantify the results of ultrafast time-resolved optical pump-probe experiments in free-standing ferromagnetic thin films. Simulations show excellent agreement with the experiment, provide acoustic and magnetic (Gilbert) damping constants and highlight the role of symmetry-based selection rules in phonon-magnon interactions. The analysis is extended to hybrid multilayer structures to explore the limits of resonant phonon-magnon interactions up to THz frequencies.
Running stability is the ability to withstand naturally occurring minor perturbations during running. It is susceptible to external and internal running conditions such as footwear or fatigue. However, both its reliable measurability and the extent to which laboratory measurements reflect outdoor running remain unclear. This study aimed to evaluate the intra- and inter-day reliability of the running stability as well as the comparability of different laboratory and outdoor conditions. Competitive runners completed runs on a motorized treadmill in a research laboratory and overground both indoors and outdoors. Running stability was determined as the maximum short-term divergence exponent from the raw gyroscope signals of wearable sensors mounted to four different body locations (sternum, sacrum, tibia, and foot). Sacrum sensor measurements demonstrated the highest reliabilities (good to excellent; ICC = 0.85 to 0.91), while those of the tibia measurements showed the lowest (moderate to good; ICC = 0.55 to 0.89). Treadmill measurements depicted systematically lower values than both overground conditions for all sensor locations (relative bias = -9.8% to -2.9%). The two overground conditions, however, showed high agreement (relative bias = -0.3% to 0.5%; relative limits of agreement = 9.2% to 15.4%). Our results imply moderate to excellent reliability for both overground and treadmill running, which is the foundation of further research on running stability.
Relationships between External, Wearable Sensor-Based, and Internal Parameters: A Systematic Review
(2023)
Micro electro-mechanical systems (MEMS) are used to record training and match play of intermittent team sport athletes. Paired with estimates of internal responses or adaptations to exercise, practitioners gain insight into players’ dose–response relationship which facilitates the prescription of the training stimuli to optimize performance, prevent injuries, and to guide rehabilitation processes. A systematic review on the relationship between external, wearable-based, and internal parameters in team sport athletes, compliant with the PRISMA guidelines, was conducted. The literature research was performed from earliest record to 1 September 2020 using the databases PubMed, Web of Science, CINAHL, and SportDISCUS. A total of 66 full-text articles were reviewed encompassing 1541 athletes. About 109 different relationships between variables have been reviewed. The most investigated relationship across sports was found between (session) rating of perceived exertion ((session-)RPE) and PlayerLoad™ (PL) with, predominantly, moderate to strong associations (r = 0.49–0.84). Relationships between internal parameters and highly dynamic, anaerobic movements were heterogenous. Relationships between average heart rate (HR), Edward’s and Banister’s training impulse (TRIMP) seem to be reflected in parameters of overall activity such as PL and TD for running-intensive team sports. PL may further be suitable to estimate the overall subjective perception. To identify high fine-structured loading—relative to a certain type of sport—more specific measures and devices are needed. Individualization of parameters could be helpful to enhance practicality.
Background/Purpose
Several methods are used to evaluate the outcome of total hip arthroplasty (THA), however, their relationship at different time points after surgery is unclear. The purpose of this exploratory study was to investigate correlations between self-report function, performance-based tests (PBTs) and biomechanical parameters in patients 12 months after THA.
Methods
Eleven patients were included in this preliminary cross-sectional study. Hip disability and Osteoarthritis Outcome Score (HOOS) was completed for self-reported function. As PBTs, the Timed-up-and-Go test (TUG) and 30-Second-Chair-Stand test (30CST) were used. Biomechanical parameters were derived from analyses of hip strength, gait and balance. Potential correlations were calculated using Spearman correlation coefficient r.
Results
HOOS scores and parameters of PBTs showed moderate to strong correlations (0.3 < r < 0.7). Correlation analysis between HOOS scores and biomechanical parameters revealed moderate to strong correlations for hip strength whereas correlations with gait parameters and balance were rather weak (r < 0.3). Moderate to strong correlations were also found between parameters of hip strength and 30CST.
Conclusion
For THA outcome assessment 12 months after surgery, our first results indicate that self-report measures or PBTs could be used. Analysis of hip strength also appears to be reflected in HOOS and PBT parameters and may be considered as an adjunct. Given the weak correlations with gait and balance parameters, we suggest that gait analysis and balance testing should be performed in addition to PROMs and PBTs as they may provide supplementary information, especially for THA patients that are at risk for falls.