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- Fakultät Medien und Informationswesen (M+I) (bis 21.04.2021) (81)
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Strings
(2020)
This article presents the currently ongoing development of an audiovisual performance work with the title Strings. This work provides an improvisation setting for a violinist, two laptop performers, and two generative systems. At the core of Strings lies an approach that establishes a strong correlation among all participants by means of a shared physical principle. The physical principle is that of a vibrating string. The article discusses how this principle is used in both natural and simulated forms as main interaction layer between all performers and as natural or generative principle for creating audio and video.
Jahresbericht 2020
(2020)
Vulnerabilitätsanalyse "Hitzestress und menschliche Gesundheit" am Beispiel der Stadt Reutlingen
(2020)
In diesem Modellprojekt wird das Schutzgut "Menschliche Gesundheit" insbesondere unter dem Gesichtspunkt der im Rahmen des globalen Klimawandels zu erwartenden Überhitzung der Städte ("städtische Hitzeinseln") betrachtet.
In der Großstadt Reutlingen ("Tor zur Schwäbischen Alb/112.500 EW) mit ihrer Pfortenlage am Rande der Schwäbischen Alb und der Höhenlage (400-800 m) sowie der Bebauungsdichte werden bis 2050 bzw. 2100 (Strategie zur Anpassung an den Klimawandel Baden-Württemberg - Vulnerabilitäten und Klimaanpassungsmaßnahmen, 2015) die massivsten Auswirkungen bezüglich Aufenthaltsbehaglichkeit und Gesundheitsfolgen in Reutlingen erwartet.
Der Untersuchungsschwerpunkt liegt im Wirkungsbereich Mensch-Siedlung, d.h. in der Betrachtung von empfindlichen Bevölkerungspopulationen (z.B. ältere Menschen) und hitzeempfindlichen Nutzungsstrukturen (z.B. verdichteten städtischen Siedlungsflächen). Insbesondere die bereits in der abgeschlossenen Gesamtstädtischen Klimaanalyse ermittelten überwärmten Areale ("hot spots") und die im Rahmen des Klimawandels für 2020-2050 zukünftig zu erwartende Hitzestressbelastung bei empfindlichen Bevölkerungsgruppen in Stadtquartieren und Funktionsbauten, stehen im Zenit der Untersuchung.
Dabei wird über das Kriterium Empfindlichkeit (Basis sind z.B. quartierbezogene Datenstrukturen von Älteren, Einrichtungen wie Krankenhäuser, Kinderpflegeeinrichtungen, Alten- Behinderten- und Pflegeheime) die zukünftige Hitzestress-Belastung für Reutlingen erarbeitet. Weiteres wichtiges Kriterium ist die Betroffenheit nach Standortsituation (Höhenlage, Durchlüftungsverhältnisse, Bioklima/PMV = Maß für die bioklimatische Behaglichkeit) und die Anzahl hitzestressgeplagter Menschen (Kinder, Kranke, Ältere). Insbesondere für das Szenarium 2020 bis 2050 (s. Strategie zur Anpassung an den Klimawandel Baden-Württemberg - Vulnerabilitäten und Klimaanpassungsmaßnahmen, 2015) werden objekt- bzw. einrichtungsbezogen (z.B. Altenpflegeeinrichtungen) sowie quartiersspezifisch (Stadtstrukturtypen) die Auswirkungen bzw. Verwundbarkeiten erarbeitet. Dieser objektspezifische (bauklimatische) Ansatz, die innovative Indikatorenbildung zur situativen kommunalen Anwendbarkeit auch über Reutlingen hinaus sowie der partizipative Ansatz mit Nichtregierungsorganisationen (NGO´s) begründet den Modellcharakter ("Reutlinger Modell") dieser Untersuchung. Das Modellprojekt bildet das zweite Modul in einem dreiteiligen Klimaanpassungskonzept für die Stadt Reutlingen.
In dem durchgeführten Verbundvorhaben arbeiteten zum einen die Fachgebiete Geologie/Geothermie sowie Anlagen- und Systemtechnik von geothermischer Kältegewinnung und Kältenutzung der Projektpartner interdisziplinär zusammen, um den aktuellen Wissensstand der Kühlung mittels oberflächennaher Geothermie fachübergreifend zu erfassen, zu bewerten und Schnittstellenprobleme zu bearbeiten. Aus dieser interdisziplinären Betrachtungsweise wurden ganzheitliche Hinweise zur Optimierung des geothermischen Kühlpotenzials sowie Anstöße für technische und planerische Innovationen für die Praxis entwickelt und in diese transferiert.
Zu folgenden Zielen wurden Beiträge erarbeitet:
- Steigerung der Energieeffizienz der Kühlung und Kältebereitstellung
- Nutzung regenerativer Energien zur Kühlung und Kältebereitstellung
- Begrenzung der thermischen Belastung des Untergrunds und des Grundwassers
- Minimierung der Schäden und Risiken durch den Eingriff in den Untergrund
Editorial
(2020)
Editorial
(2020)
Editorial
(2020)
Editorial
(2020)
Rudolf E. Kaiser
(2020)
Editorial
(2020)
Many different methods, such as screen printing, gravure, flexography, inkjet etc., have been employed to print electronic devices. Depending on the type and performance of the devices, processing is done at low or high temperature using precursor- or particle-based inks. As a result of the processing details, devices can be fabricated on flexible or non-flexible substrates, depending on their temperature stability. Furthermore, in order to reduce the operating voltage, printed devices rely on high-capacitance electrolytes rather than on dielectrics. The printing resolution and speed are two of the major challenging parameters for printed electronics. High-resolution printing produces small-size printed devices and high-integration densities with minimum materials consumption. However, most printing methods have resolutions between 20 and 50 μm. Printing resolutions close to 1 μm have also been achieved with optimized process conditions and better printing technology.
The final physical dimensions of the devices pose severe limitations on their performance. For example, the channel lengths being of this dimension affect the operating frequency of the thin-film transistors (TFTs), which is inversely proportional to the square of channel length. Consequently, short channels are favorable not only for high-frequency applications but also for high-density integration. The need to reduce this dimension to substantially smaller sizes than those possible with today’s printers can be fulfilled either by developing alternative printing or stamping techniques, or alternative transistor geometries. The development of a polymer pen lithography technique allows scaling up parallel printing of a large number of devices in one step, including the successive printing of different materials. The introduction of an alternative transistor geometry, namely the vertical Field Effect Transistor (vFET), is based on the idea to use the film thickness as the channel length, instead of the lateral dimensions of the printed structure, thus reducing the channel length by orders of magnitude. The improvements in printing technologies and the possibilities offered by nanotechnological approaches can result in unprecedented opportunities for the Internet of Things (IoT) and many other applications. The vision of printing functional materials, and not only colors as in conventional paper printing, is attractive to many researchers and industries because of the added opportunities when using flexible substrates such as polymers and textiles. Additionally, the reduction of costs opens new markets. The range of processing techniques covers laterally-structured and large-area printing technologies, thermal, laser and UV-annealing, as well as bonding techniques, etc. Materials, such as conducting, semiconducting, dielectric and sensing materials, rigid and flexible substrates, protective coating, organic, inorganic and polymeric substances, energy conversion and energy storage materials constitute an enormous challenge in their integration into complex devices.
Learning to Walk With Toes
(2020)
This paper explains how a model-free (with respect to the robot model and the behavior to learn) approach can facilitate learning to walk from scratch. It is applied to a simulated Nao robot with toes. Results show an improvement of 30% in speed compared to a model without toes and also compared to our model-based approach, but with less stability.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Hochvolt-Batterie (12) zum Speichern von elektrischer Energie, mit wenigstens einer elektrischen Maschine (14) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, mit einem Stromrichter (16), mittels welchem von der Hochvolt-Batterie (12) bereitstellbare Hochvolt-Gleichspannung in Hochvolt-Wechselspannung zum Betreiben der elektrischen Maschine (14) umwandelbar ist, und mit einem Ladeanschluss (20) zum Bereitstellen von elektrischer Energie zum Laden der Hochvolt-Batterie (12), wobei der Stromrichter (16) als ein Drei-Stufen-Stromrichter ausgebildet ist und wenigstens eine einer Phase (u) der elektrischen Maschine (14) zugeordnete Schaltereinheit (46) aufweist, welche zwei in Reihe geschaltete Schaltergruppen (52, 54) umfasst, die jeweils zwei in Reihe geschaltete IGBTs (T11, T12, T13, T14) aufweisen, wobei zwischen den IGBTs (T11, T12) einer der Schaltergruppen (52, 54) ein Anschluss (64) angeordnet ist, welcher direkt mit einer Leitung (34) des Ladeanschlusses (20) elektrisch verbunden ist.
Das TMKB-Modell beschreibt einen Weg, den persönlichen und unternehmerischen Erfolg im beruflichen Alltag effizient und nachhaltig zu erreichen. Hierbei steht TMKB für den Transfer von Methoden und Kompetenzen in den Beruf. Dieses Modell beachtet die Theorien der Kompetenzentwicklung im Kontext realer Problemstellungen in Unternehmen. Beispielhaft wird das TMKB-Modell in der ersten Stufe mit dem Schwerpunkt Lean- und Projektmanagement erläutert. Die Zielgruppe dieses Ansatzes lässt sich über die der Auszubildenden bis hin zu Studierenden und Berufserfahrenen erweitern.
Supporting the COVID-19 response in Asia and the Pacific—The role of the Asian Development Bank.
(2020)
The COVID-19 pandemic has affected all countries of the Asia Pacific region over the last few months with far reaching economic, health and social consequences. To counter the impact, governments have accelerated their health spending and announced large macroeconomic stabilization and stimulus policy packages. As with past disasters and crises in the region, the Asian Development Bank has reacted with a number of targeted support interventions since the very early stages of the outbreak. In mid- April 2020, the Bank then put forward a comprehensive COVID-19 Response Package totalling $20 billion to support its member countries which rests on four pillars.
The last few months have proven that multilateral development banks like the Asian Development Bank have the ability to respond quickly and to mobilize significant resources for a global emergency like COVID-19. Whilst this financial supported is urgently needed at this point, attention will need to be paid on how debt sustainability for low- and middle-income countries can be ensured in the coming years. Given the unprecedented scale of and uncertainty around the COVID-19 pandemic, it may offer a window of opportunity to redesign the way developmental finance is coordinated and the way it is delivered. This also includes a chance to “build back better” and to focus on a sustainable, resilient and green recovery.
Africa was the last region to witness significant spread of the COVID-19. Nonetheless, it was expected that the continent would be hardest hit due to the fragility of its health and social infrastructure as well as the vulnerability of its economies. While the rates of infection and death were initially relatively low and contained economically, the continent was hard hit early on. Cuts in credit and trade services by international banks, along with a decline in export earnings, tourism receipts, and inward remittances, have severely constrained the ability of African countries to finance imports of essential goods and to service maturing debt obligations.
However, Africa has over time created mechanisms and institutions to help cushion its economies from the adverse consequences of global shocks. Among these institutions is Afreximbank, which emerged out of the debt crisis of the 1980s. This paper presents an overview of the Bank’s support to African countries in dealing with two major derivatives of the COVID-19 pandemic: the trade finance challenges resulting from cuts in international financial flows to the continent, and the health consequences of the pandemic.
In the work at hand, we state that privacy and malleability of data are two aspects highly desired but not easy to associate. On the one hand, we are trying to shape data to make them usable and editable in an intelligible way, namely without losing their initial information. On the other hand, we are looking for effective privacy on data such that no external or non-authorized party could learn about their content. In such a way, we get overlapping requirements by pursuing different goals; it is trivial to be malleable without being secure, and vice versa. We propose four “real-world” use cases identified as scenarios where these two contradictory features are required and taking place in distinct environments. These considered backgrounds consist of firstly, cloud security auditing, then privacy of mobile network users and industry 4.0 and finally, privacy of COVID-19 tracing app users. After presenting useful background material, we propose to employ multiple approaches to design solutions to solve the use cases. We combine homomorphic encryption with searchable encryption and private information retrieval protocol to build an effective construction for the could auditing use case. As a second step, we develop an algorithm to generate the appropriate parameters to use the somewhat homomorphic encryption scheme by considering correctness, performance and security of the respective application. Finally, we propose an alternative use of Bloom filter data structure by adding an HMAC function to allow an outsourced third party to perform set relations in a private manner. By analyzing the overlapping bits occurring on Bloom filters while testing the inclusiveness or disjointness of the sets, we show how these functions maintain privacy and allow operations directly computed on the data structure. Then, we show how these constructions could be applied to the four selected use cases. Our obtained solutions have been implemented and we provide promising results that validate their efficiency and thus relevancy.
Financing trade and development sustainably will be crucial for Africa. Enhanced collaboration between multilateral development banks, development finance institutions and ECAs could greatly enhance intra-regional trade. Furthermore, setting up a ‘level playing field’ on the continent will allow governments to make strategic interventions for successful export credits and trade finance solutions, fostering growth through trade. African trade is already showing signs of rebounding from the coronavirus- induced recession. Through concerted, co-operative and continent-wide efforts, drawing on the knowledge and resources of all types of institutions and policy experts, Africa will continue to grow confidently and quickly into its increasingly important role as an engine of economic growth and global trade.
Schlussbericht IntelliKOMP
(2020)
Im Rahmen des Verbundprojektes IntelliKOMP sollten smarte Werkzeughalter und Spannfutter für Werkzeugmaschinen im Hinblick auf Industrie 4.0 entwickelt werden. Durch eine hochintegrierte Elektronik in den peripheren Maschinenkomponenten soll mittels Sensoren eine Datenerfassung, -verarbeitung und drahtlose -übertragung erfolgen. Durch diese Daten soll bspw. eine prädiktive Wartung ermöglicht werden.
Das Monitoring von Industrieanlagen stellt in der Wirtschaft sicher, dass hoch-automatisierte Prozesse reibungslos ablaufen können. Meistens steht hier das Monitoring der Anlagen selbst im Mittelpunkt, die Kommunikationsleitungen für den Datenaustausch auf Ethernet-Basis (z.B. Profinet) sind gegenwärtig noch nicht Teil einer kontinuierlichen Überwachung. Zwar werden auch hier die physischen Verbindungen überprüft, jedoch geschieht häufig dies nur zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme, wenn die Anlage noch nicht in das Gesamtsystem integriert ist oder während eines Wartungszyklus, wenn die Maschine für die Dauer der Wartung aus dem Betriebsablauf genommen wird. Dies führt dazu, dass insbesondere heute, wo vor allem Ethernet zunehmend als Basis für die industrielle Kommunikation herangezogen wird, Maschinenausfälle aufgrund fehlender Kabelüberwachung immer wahrscheinlicher werden. Um dem entgegenwirken zu können, wurde im Projekt Ko2SiBus ein neues Messverfahren konzipiert, implementiert und validiert, das kostengünstig in neue oder bestehende Systeme integriert werden kann. Um die Tauglichkeit zu zeigen, wurden die Projektergebnisse in Prototypen und Demonstratoren implementiert, die sowohl als Stand-Alone aber auch als Integrationslösungen dienen können.
Modeling of Random Variations in a Switched Capacitor Circuit based Physically Unclonable Function
(2020)
The Internet of Things (IoT) is expanding to a wide range of fields such as home automation, agriculture, environmental monitoring, industrial applications, and many more. Securing tens of billions of interconnected devices in the near future will be one of the biggest challenges. IoT devices are often constrained in terms of computational performance, area, and power, which demand lightweight security solutions. In this context, hardware-intrinsic security, particularly physically unclonable functions (PUFs), can provide lightweight identification and authentication for such devices. In this paper, random capacitor variations in a switched capacitor PUF circuit are used as a source of entropy to generate unique security keys. Furthermore, a mathematical model based on the ordinary least square method is developed to describe the relationship between random variations in capacitors and the resulting output voltages. The model is used to filter out systematic variations in circuit components to improve the quality of the extracted secrets.
Die industrielle Kommunikation war früher von relativ eingeschränkten, geschlossenen Feldbussystemen geprägt. Mit der zunehmenden Öffnung von Automatisierungsnetzen durch die horizontale und vertikale Integration in Produktionsanlagen entstehen gefährliche Angriffsflächen, die zum Diebstahl von Produktionsgeheimnissen, der Manipulation oder dem kompletten Lahmlegen der Produktionsprozesse führen können. Hieraus ergeben sich grundlegend neue Anforderung an die Datensicherheit, denen mit innovativen Lösungsansätzen begegnet werden muss.
Ziel des Forschungsvorhabens „SecureField“ war es, die Umsetzbarkeit und Anwendbarkeit des Ansatzes „(D)TLS-over-Anything“ zu untersuchen und nachzuweisen, sowie einen Werkzeugkasten zur Definition und Implementierung entsprechender Sicherheitslösungen vorzubereiten. Als langjährig etablierter Standard im IT-Umfeld stellte sich das (Datagram) Transport Layer Security ((D)TLS) Protokoll in Kombination mit einer industrie- bzw. automatisierungskompatiblen Public-Key-Infrastruktur (PKI) als äußerst vielversprechende Möglichkeit dar, Datensicherheit auch im OT-Umfeld zu erzielen. Hierbei sollten insbesondere KMU adressiert werden, für welche eigene Entwicklungsarbeiten in diesem Umfeld häufig zu aufwändig und technisch sowie wirtschaftlich zu riskant sind.
Mit „SecureField“ konnten Ergebnisse auf mehreren Ebenen erzielt werden. Zunächst konnte im Projektverlauf ein umfassendes und generisches Konzept zur Ende-zu-Ende-Absicherung von Kommunikationspfaden und -protokollen im industriellen Umfeld erarbeitet werden. Dieses Konzept besteht aus einem generischen Kommunikationsmodell sowie aus einem generischen Authentifikationsmodell.
Datengetriebenes Targeting
(2020)
During the year 2015 almost 1.4 million refugees arrived in Europe (eurostat, 2020). Germany was with 1.1 million individuals the major destination (Statista, 2018). A huge political divide occurred over this influx. While welcoming scenes dominated the media in the advent of the so called ‘refugee crisis’, criticism over the ‘We’ll-make-it policy’ by Angela Merkel increased also among Christian Democrats.1A sudden human influx of such size into a society might not only have political, cultural and social impacts, but may also lead to economic disruptions. Human beings embody consumers as well as labour force. A significant increase in population might thus cause an increase in demand for commodities and in labour supply, which ceteris paribus simultaneously lead to increasing GDP and decreasing wages. Previous literature utilized quasi-natural experiments which can be exploited in social sciences for the detection of causal relations and the usage of methods, not applicable otherwise. The present paper applies the synthetic control methodology to wages, unemployment and economic growth in Germany in order to measure the causal impact of the 2015- refugee influx on these economic key elements. No impact on either of the economic factors has been found.
European Union labour market and welfare policies are concerned with the protection of European citizens from disruptive processes. Falling wages and increasing unemployment, as well as decreasing production and consumption embody highly disruptive political potential. Thus, the findings concerning the impact of refugee migration into the European Union might influence EU-policies in the prospect of increased migration to Europe in the upcoming century due climate change and new crises. The remainder of the article is organized as follows: The lessons from the key literature concerning quasi- natural experiments and the impact of migration on wages, unemployment and economic growth are provided in section 2. Section 3 comprises the theoretical framework concerning the differences between refugees and economic migrants. Section 4 introduces the estimation strategy, while section 5 presents data and descriptive statistics. Section 6 shows the simulation results, followed by the concluding discussion in section 7.
Im Rahmen der weiter voranschreitenden Globalisierung des internationalen Waren- und Handelsverkehrs wächst auch der weltweit virtuelle Zahlungsverkehr. Die Entwicklung eines derartigen Waren- und Zahlungsverkehrs wurde durch den Stand der jeweils vorliegenden Möglichkeiten des Zahlungsverkehrs fundiert, oftmals auch gefördert. Dabei hat gleichzeitig das interregional und international tätige Handelsmanagement selbst nützliche Formen eines Zahlungsverkehrs geschaffen und initiiert. Dieses gilt vor allem auch für das 19. Jahrhundert. Der Beitrag1 verfolgt insbesondere das Ziel, die Entwicklung, Organisation und Technik des vor allem von privaten Bankhäusern getragenen interregionalen und internationalen Zahlungsverkehrs im 19. Jahrhundert zu analysieren.
In den vergangenen Jahren wurden im Rahmen journalistischer Recherchen immer wieder große Datenmengen zu komplexen Firmenkonstruktionen und globalen Finanztransaktionen veröffentlicht, die dem Waschen illegaler Gelder und dem Verschleiern von Vermögenswerten dienten. Als Beispiele seien hierzu die „Panama Papers“ oder „Paradise Papers“ von 2016 genannt, mit denen zahlreiche Briefkastenfirmen und Finanzgeschäfte in Steueroasen gegenüber der Öffentlichkeit aufgedeckt wurden. Die Recherche der Journalisten ordnete den offenbar illegal erworbenen Vermögenswerten auch prominente Namen zu. Als Folge wurden unter anderem Strafverfahren wegen Steuerhinterziehung eingeleitet. Selbst Minister und Regierungschefs mussten zurücktreten. Auch die Europäische Union wurde in den letzten Jahren immer wieder von Geldwäsche-Skandalen erschüttert. Der mit Abstand umfangreichste Fall ereignete sich in der estnischen Filiale der Danske Bank, welche über Jahre massiv die Sorgfaltspflichten missachtet hatte und so in den Jahren 2007 bis 2015 rund 200 Milliarden Euro aus dubiosen russischen Quellen über die Konten der Bank geflossen sein sollen. Es handelt sich derzeit um den weltgrößten Geldwäscheskandal, der bisher aufgedeckt werden konnte. Auch die Deutsche Bank, die als Korrespondenzbank für das dänische Geldhaus tätig war, soll jahrelang verdächtige Transaktionen im Zusammenhang mit der Dankse Bank nicht offengelegt haben. Ferner hatte im Juli 2018 die Berliner Polizei und Staatsanwaltschaft 77 Immobilien einer kurdisch-libanesischen Großfamilie im Wert von zehn Millionen Euro beschlagnahmt. Durch den Kauf der Gebäude sollen illegale Gelder aus Raub und Drogenhandel gewaschen worden sein. Darüber hinaus hat erst im November 2019 das sog. Hawala-Banking in Deutschland Schlagzeilen gemacht. Mehr als 850 Polizeibeamte aus fünf Bundesländern gingen gegen eine vermutlich international agierende kriminelle Vereinigung vor. Die Behörden ermittelten 27 Beschuldigte, die im großen Stil Bargeld ins Ausland transferiert und so über das Hawala-Bankensystem mehr als 200 Millionen Euro aus illegalen Quellen gewaschen haben sollen.
Content Marketing und Customer Journey sind die beiden Themenbereiche, mit denen sich diese Arbeit intensiv auseinandersetzt. Die beiden Begriffe werden in der heutigen Zeit oft als Buzzwords bezeichnet. Es stellt sich die Frage, ob diese neumodischen Schlagwörter ihrer besonderen Beachtung gerecht werden. Der Hype, der um diese Begrifflichkeiten im Laufe der Jahre entstanden ist, ist nach Ansicht der Verfasserin auf jeden Fall gerechtfertigt. Diese Meinung vertreten auch zahlreiche Autoren, die sich mit den Themengebieten in ihrer Literatur auseinandersetzen. Sie unterstreichen die große Bedeutung dieser Kernbereiche für Unternehmen und deren Bestehen in der heutigen Zeit. Viele Autoren betonen zudem die große Relevanz der Auseinandersetzung mit Content Marketing und der Customer Journey bzw. dem Content Marketing entlang der Customer Journey. Florian Schauer-Bieche bezeichnet die heutige Zeit sogar als Beginn einer neuen Ära, der „Content-Ära“.
Infolge des stetigen Wandels auf den Märkten und der heutigen Gesellschaft durch die Digitalisierung verändern sich auch die Maßnahmen im Bereich Marketing (Kaiser 2019). In den Unternehmen befinden sich Marketingaktivitäten stetig in der Umwandlung, um sich den sich verändernden Gegebenheit anzupassen. Die vielfältigen Möglichkeiten, die das Internet heutzutage bietet, sind ein wesentlicher Grund dafür, dass Käufer und Verbraucher der klassischen Werbung immer weniger Vertrauen schenken und stattdessen Empfehlungen von Freunden, Bekannten oder Experte folgen (Kaiser 2019). Diese Entwicklung wird im digitalen Bereich durch die Influencer Kooperationen bedient. Mit der Ausweitung von Onlineangeboten haben sich die Grenzen der Unternehmenskommunikation immer weiter verschoben und umfassen nun neue Kommunikationspartner, die Influencer (Herzmann 2015, S. 9). Influencer sind sogenannte Meinungsführer und Multiplikatoren in den Sozialen Medien. Das Thema der Zusammenarbeit mit Influencern ist schon lange nichts Neues mehr. Wenn man als Unternehmen Aufmerksamkeit erlangen möchte, kann dies mit Hilfe von Meinungsmachern erreicht werden. Denn Influencer haben mehr als nur Reichweite zu bieten, sie haben echte Anhänger und Fans, die auf die Glaubwürdigkeit der Influencer vertrauen, wodurch eine enge Bindung entstehen kann. Infolgedessen, dass es neue Kooperationspartner gibt, müssen die Kommunikationsinhalte und -strukturen im Unternehmen anders aufbereitet werden. Wer sich für Influencer Kooperationen in der Kommunikation entscheidet, muss sich des Stellenwerts erst einmal bewusst werden. Denn insbesondere durch das Beziehungsmanagement zu Influencern kann die digitale Reputation aufgebaut werden und maßgeblich zum Erfolg der Organisation führen (Herzmann 2015, S. 11). Wer sein Produkt oder seine Marke voranbringen will und auf eine genaue Zielgruppe ausrichten möchte, kommt nicht um das Thema Influencer herum. Denn Meinungsmacher haben extrem viele Facetten und kommunizieren über Social Media Kanäle.
Sollen soziale Roboter Teil unserer Gesellschaft werden?
Eingebettet in eine spannende Kriminalgeschichte vermittelt der Wissenschaftscomic von Oliver Korn und Jonas Grund den aktuellen Stand und Ausblick der Wissenschaft auf Social Robots.
Die Geschichte spielt in der nahen Zukunft: In einem internationalen Projekt erforschen Wissenschaftler die Anforderungen an soziale Roboter für den Gesundheitsbereich. Kurz bevor der Prototyp eines Pflegeroboters in einer Feldstudie zum Einsatz kommt, verschwindet er spurlos. In ihrem ersten großen Fall begibt sich die junge Kommissarin Kira auf eine Reise in die Welt der Wissenschaft. Dabei lernt sie viel über soziale Roboter, KI und die Welt internationaler wissenschaftlicher Kooperationen. Immer wieder kommen kritische Stimmen zu Wort: Anti-Roboter-Aktivisten protestieren gegen Automatisierung und ein Schwinden von Menschlichkeit und Empathie. Selbst in der Familie der Kommissarin wird die mögliche Pflege älterer Menschen durch Roboter kontrovers diskutiert.
Übergreifendes Ziel ist es, über alle Altersstufen hinweg Wissen aufzubauen, damit die Vor- und Nachteile dieser neuen Technologien kontrovers, aber kenntnisreich diskutiert werden können. „Soziale Roboter – ein Science Comic“ ist ein Beitrag zu einer informierten Diskussion in den Feldern Robotik, künstliche Intelligenz, Ethik und Politik und damit auch als Lehr- und Lernmittel geeignet.
Der Comic wurde für Jugendliche und Erwachsene konzipiert und gestaltet. Insbesondere aber für jene, die bisher kaum in Berührung mit sozialen Robotern und künstlicher Intelligenz gekommen sind. Eine weitere Zielgruppe sind im Gesundheitswesen tätige Personen, denn die Betreuung und Pflege älterer Menschen gelten als einer der zukünftig wichtigsten Anwendungsbereiche für soziale Roboter.
DINA4 Hochformat, Hardcover Fadenheftung, erschienen in Deutsch und Englisch. Herausgegeben im Selbstverlag Affective & Cognitive Institute (ACI), Hochschule Offenburg
Should social robots become part of our society?
Embedded in an exciting crime story, the science comic by Oliver Korn and Jonas Grund conveys the current state and outlook of science on social robots.
The story takes place in the near future: In an international project, scientists are researching the requirements for social robots for the health sector. Shortly before the prototype of a nursing robot is used in a field study, it disappears without a trace. In her first major case, the young inspector Kira embarks on a journey into the world of science. In the process, she learns a lot about social robots, AI and the world of international scientific cooperation. Again and again, critical voices are heard: anti-robot activists protest against automation and a dwindling of humanity and empathy. Even in the Commissioner's family, the possible care of elderly people by robots is controversially discussed.
The overarching goal is to build knowledge across all age groups so that the advantages and disadvantages of these new technologies can be discussed controversially but knowledgeably. "Social Robots - a Science Comic" is a contribution to an informed discussion in the fields of robotics, artificial intelligence, ethics and politics and is thus also suitable as a teaching and learning tool.
The comic was conceived and designed for young people and adults. In particular, however, for those who have hardly come into contact with social robots and artificial intelligence so far. Another target group are people working in the health care sector, because the care and nursing of elderly people are considered to be one of the most important areas of application for social robots in the future.
DINA4 portrait format, hardcover thread stitching, published in German and English. Self-published by the Affective & Cognitive Institute (ACI), Offenburg University.
Die wichtigste Erfahrung beim Zeichnen ist der Prozess, mit einem Stift Spuren und Zeichen zu setzen, die direkt beim Zeichnen entstehen. Ob mit Stift auf Papier, mit dem Finger oder einem Stock im Sand: Man lässt sich auf diesen Prozess des Entstehens ein. Es ist ein Wechselspiel von Auge und Hand, mal gewollt und kontrolliert, ein anderes Mal als Spiel aus Neugier, Intuition und Zufall. Wenn es gelingt, den Alltag auszuschließen, ist Zeichnen wie Musizieren oder Tanzen, ein Akt der Poiesis, das Hervorbringen von Werken im autotelischen Zustand. Handeln und Sein ist als Qualität und Erkenntnisform eins oder neudeutsch: Ich bin im Flow.
Modern society is more than ever striving for digital connectivity -- everywhere and at any time, giving rise to megatrends such as the Internet of Things (IoT). Already today, 'things' communicate and interact autonomously with each other and are managed in networks. In the future, people, data, and things will be interlinked, which is also referred to as the Internet of Everything (IoE). Billions of devices will be ubiquitously present in our everyday environment and are being connected over the Internet.
As an emerging technology, printed electronics (PE) is a key enabler for the IoE offering novel device types with free form factors, new materials, and a wide range of substrates that can be flexible, transparent, as well as biodegradable. Furthermore, PE enables new degrees of freedom in circuit customizability, cost-efficiency as well as large-area fabrication at the point of use.
These unique features of PE complement conventional silicon-based technologies. Additive manufacturing processes enable the realization of many envisioned applications such as smart objects, flexible displays, wearables in health care, green electronics, to name but a few.
From the perspective of the IoE, interconnecting billions of heterogeneous devices and systems is one of the major challenges to be solved. Complex high-performance devices interact with highly specialized lightweight electronic devices, such as e.g. smartphones and smart sensors. Data is often measured, stored, and shared continuously with neighboring devices or in the cloud. Thereby, the abundance of data being collected and processed raises privacy and security concerns.
Conventional cryptographic operations are typically based on deterministic algorithms requiring high circuit and system complexity, which makes them unsuitable for lightweight devices.
Many applications do exist, where strong cryptographic operations are not required, such as e.g. in device identification and authentication. Thereby, the security level mainly depends on the quality of the entropy source and the trustworthiness of the derived keys. Statistical properties such as the uniqueness of the keys are of great importance to precisely distinguish between single entities.
In the past decades, hardware-intrinsic security, particularly physically unclonable functions (PUFs), gained a lot of attraction to provide security features for IoT devices. PUFs use their inherent variations to derive device-specific unique identifiers, comparable to fingerprints in biometry.
The potentials of this technology include the use of a true source of randomness, on demand key derivation, as well as inherent key storage.
Combining these potentials with the unique features of PE technology opens up new opportunities to bring security to lightweight electronic devices and systems. Although PE is still far from being matured and from being as reliable as silicon technology, in this thesis we show that PE-based PUFs are promising candidates to provide key derivation suitable for device identification in the IoE.
Thereby, this thesis is primarily concerned with the development, investigation, and assessment of PE-based PUFs to provide security functionalities to resource constrained printed devices and systems.
As a first contribution of this thesis, we introduce the scalable PE-based Differential Circuit PUF (DiffC-PUF) design to provide secure keys to be used in security applications for resource constrained printed devices. The DiffC-PUF is designed as a hybrid system architecture incorporating silicon-based and inkjet-printed components. We develop an embedded PUF platform to enable large-scale characterization of silicon and printed PUF cores.
In the second contribution of this thesis, we fabricate silicon PUF cores based on discrete components and perform statistical tests under realistic operating conditions. A comprehensive experimental analysis on the PUF security metrics is carried out. The results show that the silicon-based DiffC-PUF exhibits nearly ideal values for the uniqueness and reliability metrics. Furthermore, the identification capabilities of the DiffC-PUF are investigated and it is shown that additional post-processing can further improve the quality of the identification system.
In the third contribution of this thesis, we firstly introduce an evaluation workflow to simulate PE-based DiffC-PUFs, also called hybrid PUFs. Hereof, we introduce a Python-based simulation environment to investigate the characteristics and variations of printed PUF cores based on Monte Carlo (MC) simulations. The simulation results show, that the security metrics to be expected from the fabricated devices are close to ideal at the best operating point.
Secondly, we employ fabricated printed PUF cores for statistical tests under varying operating conditions including variations in ambient temperature, relative humidity, and supply voltage. The evaluations of the uniqueness, bit aliasing, and uniformity metrics are in good agreement with the simulation results. The experimentally determined mean reliability value is relatively low, which can be explained by the missing passivation and encapsulation of the printed transistors. The investigation of the identification capabilities based on the raw PUF responses shows that the pure hybrid PUF is not suitable for cryptographic applications, but qualifies for device identification tasks.
The final contribution is to switch to the perspective of an attacker. To judge on the security capabilities of the hybrid PUF, a comprehensive security analysis in the manner of a cryptanalysis is performed. The analysis of the entropy of the hybrid PUF shows that its vulnerability against model-based attacks mainly depends on the selected challenge building method. Furthermore, an attack methodology is introduced to assess the performances of different mathematical cloning attacks on the basis of eavesdropped challenge-response pairs (CRPs). To clone the hybrid PUF, a sorting algorithm is introduced and compared with commonly used supervised machine learning (ML) classifiers including logistic regression (LR), random forest (RF), as well as multi-layer perceptron (MLP).
The results show that the hybrid PUF is vulnerable against model-based attacks. The sorting algorithm benefits from shorter training times compared to the ML algorithms. If the eavesdropped CRPs are erroneous, the ML algorithms outperform the sorting algorithm.
PHOTOPUR hat die Entwicklung eines photokatalytischen Prozesses zur Beseitigung von Pflanzenschutzmitteln (PSM) aus dem Reinigungswasser von Spritzgeräten zum Ziel. Am INES wurde eine Energieversorgung für die photokatalytische Reinigung in zwei Bachelorarbeiten entwickelt und als Demosystem aufgebaut. Das Gesamtsystem ist nun als mobile Einheit verfügbar und wurde zuletzt um das Reaktormodul für den photokatalytischen Prozeß erweitert und den Partnern für intensive Tests übergeben.
In this work, we evaluate two different image clustering objectives, k-means clustering and correlation clustering, in the context of Triplet Loss induced feature space embeddings. Specifically, we train a convolutional neural network to learn discriminative features by optimizing two popular versions of the Triplet Loss in order to study their clustering properties under the assumption of noisy labels. Additionally, we propose a new, simple Triplet Loss formulation, which shows desirable properties with respect to formal clustering objectives and outperforms the existing methods. We evaluate all three Triplet loss formulations for K-means and correlation clustering on the CIFAR-10 image classification dataset.
Die angestrebten Klimaschutzziele erfordern, dass Erneuerbare Energien längerfristig zur Hauptenergiequelle der Energieversorgung werden. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, ist es angebracht konventionelle und erneuerbare Energie oder noch besser nachhaltige Einzelprozesse intelligent miteinander zu verknüpfen.
Das Projekt EBIPREP wird von einer interdisziplinären Forschergruppe bestehend aus Chemikern, Prozessingenieuren und Bioprozessingenieuren sowie Physikern, die auf Sensoren und Prozesssteuerung spezialisiert sind durchgeführt. Das Ziel ist es, neue Lösungen für die Nutzungswege von Holzhackschnitzeln und den bei der mechanischen Trocknung anfallenden Holzpresssaft zu entwickeln. Neben der Hackschnitzelvergasung und der katalytischen Reinigung des Holzgases steht die Nutzung des Holzpresssafts in Biogasanlagen und bei der biotechnologischen Wertstofferzeugung, z.B. bei der Enzymherstellung, im Vordergrund.
Was wir tun?
Das EBIPREP-Projekt wird von einer interdisziplinären Forschungsgruppe durchgeführt, die sich aus Chemikern, Prozessingenieuren, Bioprozessingenieuren und Physikern zusammensetzt. Ziel ist es, neue Lösungen für den Einsatz von Hackschnitzeln und Holzpresssaft zu entwickeln, die durch ein innovatives mechanisches Trocknungsverfahren gewonnen werden. Neben der Holzvergasung und katalytischen Reinigung des Holzgases ist der Einsatz von Holzpresssaft in Biogasanlagen und in biotechnologischen Produktionsprozessen von Wertstoffen vorgesehen. Holzhackschnitzel werden thermisch vergast. Es werden Online-Sensoren entwickelt, um die relevanten Parameter der stabilisierten und optimierten Einzelprozesse auszuwerten. Die Verknüpfung von thermischen und biotechnologischer Konversionsprozessen könnte dazu beitragen, die Dimension von Biogasreaktoren erheblich zu reduzieren. Diese Tatsache wird folglich zu einer spürbaren Kostensenkung führen.
Ziele des EBIPREP-Projekts
• die Vorteile der thermischen und biologischen Umwandlung von Biomasse zu kombinieren;
• Entwicklung eines Verfahrens zur Reduzierung von Schadstoffemissionen mit innovativen Sensoren und katalytische Behandlung von Synthesegasen;
• nachhaltige Produktion biotechnologischer wertvoller Produkte
• wirtschaftliche und ökologische Analyse des Gesamtprozesses im Vergleich zu den Einzelprozessen
• Einsatz von Prozessabwässern zur Erzeugung regenerativer Energie oder biotechnologischer Wertstoffe
• Erwerb neuer Kenntnisse auf dem Gebiet der Rückgewinnungstechnik von Rückständen
• und Energieerzeugung;
• Erweiterung neuer Anwendungsfelder für innovative Sensoren und Keramik
• Schäume für Katalysatoren;
• Senkung der Kosten für die Biogasproduktion
Im geplanten Übersichtsvortrag werden die vernetzten Strukturen des Projekts EBIPREP und deren zentralen Ergebnisse vorgestellt.
The term attribute transfer refers to the tasks of altering images in such a way, that the semantic interpretation of a given input image is shifted towards an intended direction, which is quantified by semantic attributes. Prominent example applications are photo realistic changes of facial features and expressions, like changing the hair color, adding a smile, enlarging the nose or altering the entire context of a scene, like transforming a summer landscape into a winter panorama. Recent advances in attribute transfer are mostly based on generative deep neural networks, using various techniques to manipulate images in the latent space of the generator.
In this paper, we present a novel method for the common sub-task of local attribute transfers, where only parts of a face have to be altered in order to achieve semantic changes (e.g. removing a mustache). In contrast to previous methods, where such local changes have been implemented by generating new (global) images, we propose to formulate local attribute transfers as an inpainting problem. Removing and regenerating only parts of images, our Attribute Transfer Inpainting Generative Adversarial Network (ATI-GAN) is able to utilize local context information to focus on the attributes while keeping the background unmodified resulting in visually sound results.
Generative adversarial networks are the state of the art approach towards learned synthetic image generation. Although early successes were mostly unsupervised, bit by bit, this trend has been superseded by approaches based on labelled data. These supervised methods allow a much finer-grained control of the output image, offering more flexibility and stability. Nevertheless, the main drawback of such models is the necessity of annotated data. In this work, we introduce an novel framework that benefits from two popular learning techniques, adversarial training and representation learning, and takes a step towards unsupervised conditional GANs. In particular, our approach exploits the structure of a latent space (learned by the representation learning) and employs it to condition the generative model. In this way, we break the traditional dependency between condition and label, substituting the latter by unsupervised features coming from the latent space. Finally, we show that this new technique is able to produce samples on demand keeping the quality of its supervised counterpart.
Generative adversarial networks (GANs) provide state-of-the-art results in image generation. However, despite being so powerful, they still remain very challenging to train. This is in particular caused by their highly non-convex optimization space leading to a number of instabilities. Among them, mode collapse stands out as one of the most daunting ones. This undesirable event occurs when the model can only fit a few modes of the data distribution, while ignoring the majority of them. In this work, we combat mode collapse using second-order gradient information. To do so, we analyse the loss surface through its Hessian eigenvalues, and show that mode collapse is related to the convergence towards sharp minima. In particular, we observe how the eigenvalues of the G are directly correlated with the occurrence of mode collapse. Finally, motivated by these findings, we design a new optimization algorithm called nudged-Adam (NuGAN) that uses spectral information to overcome mode collapse, leading to empirically more stable convergence properties.
A method for 3D printing of a robot element, more particularly a finger for use in robotics. At least one sensor is concomitantly printed by means of multi-material printing during the printing of the robot element. A gripping element produced by a method of this kind includes a number of printed layers of robot element material and a concomitantly printed sensor.
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a robot component, particularly a gripper, the method being capable of being applied multi-functionally and shortening a mounting time to a robot.
SOLUTION: A method of producing a robot component, particularly a finger 5, applied to robotics by a three-dimensional printing method of this invention comes not to require other production processes such as attachment of a cover, etc. with a separate sensor or a material (soft, in many cases), etc., by simultaneously printing at least one sensor 7 by multi-material printing while printing the robot component.
Do you know that for each banana bunch the complete plant must be cut as well? Only in Brazil 440 million trees are planted annually. With an average weight of 30 kg per banana plant you can estimate about 13,5 million tons of banana residues per year. Although there exist some projects to use these residues for the production of valuable products (e.g fibers for textile and paper production) most of this organic waste material is unused and left for composting on the farmland.
The basic idea of this project is to evaluate this organic waste material for converting it to a renewable and CO2 neutral fuel. Therefore, the different parts of the banana plant (heart, leaves and pseudo stem) were analyzed regarding their biogas potential (specific biogas yield and biogas production kinetics). In further studies the effect of mechanical and enzymatic pretreatments of the different parts of the plants was investigated. This examination could then be the basis for an energetic usage of this organic residue.
The biogas batch experiments were performed according to the german guideline VDI 4630 in 2-L-Batch reactors at 37°C. As biogas substrates, the heart, the leaves and the pseudo stem of the banana plant residue with and without enzymatic/mechanical pretreatment were used.
The different parts of the banana plants result in a specific biogas production yield in the range of 260-470 norm liters per kg organic dry mass.
To determine the influence of the mechanical pretreatment (particle size 1-15 mm) on the biogas production kinetics, the kinetic constants were defined and calculated. The reduction of the particle size leads to an improved biogas production kinetics. Therefore experiments will demonstrate, if the results from the batch experiments can be converted in the continuous fed biogas reactor. The experiments of the enzymatic pretreatment are still under investigation.
Modern Franciscan Leadership
(2020)
This article combines two important areas of practical theology: Monastic rules and leadership in a cloistral organisation, using the Rule of Saint Francis as a prominent example. The aim of this research is to examine how living Christian tradition in a monastic order affects leadership today, discovering how the Rule and Franciscan spirituality impact managing a convent. The research question is answered within this inductive research applying the methodology of the ‘theology in four voices.’ Based on the results, it is possible to build a coherent leadership system based on Biblical and Franciscan sources.
In the modern knowledge-based and digital economy, the value of knowledge is growing relative to other assets and new intellectual property is being created at an ever-increasing rate. Therefore, the ability to find non-trivial solutions, systematically generate new concepts, and create intellectual property rapidly become crucial to achieving competitive advantage and leveraging the intellectual potential of organizations.
Eine kontinuierliche Überwachung von Ethernet-Leitungne beugt Maschinenausfällen in der Industrie vor. Aktuell fehlen jedoch geiegnete Methoden, um diese Überwachung flächendeckend durchzuführen. Im Projekt Ko²SiBus wurde deshalb ein kostengünstiges Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung von Ethernet-Leitungen entwickelt.
With economic weight shifting toward net zero, now is the time for ECAs, Exim-Banks, and PRIs to lead. Despite previous success, aligning global economic governance to climate goals requires additional activities across export finance and investment insurance institutions. The new research project initiated by Oxford University, ClimateWorks Foundation, and Mission 2020 including other practitioners and academics from institutions such as Atradius DSB, Columbia University, EDC, FMO and Offenburg University focuses on reshaping future trade and investment governance in light of climate action. The idea of a ‘Berne Union Net Zero Club’ is an important item in a potential package of reforms. This can include realigning mandates and corporate strategies, principles of intervention, as well as ECA, Exim-Bank and PRI operating models in order to accelerate net zero transformation. Full transparency regarding Berne Union members’ activities would be an excellent starting point. We invite all interested parties in the sector to come together to chart our own path to net zero
Aus Ideen werden Produkte
(2020)
Analysis of Miniaturized Printed Flexible RFID/NFC Antennas Using Different Carrier Substrates
(2020)
Antennas for Radio Frequency Identification (RFID) provide benefits for high frequencies (HF) and wireless data transmission via Near Field Communication (NFC) and many other applications. In this case, various requirements for the design of the reader and transmitter antennas must be met in order to achieve a suitable transmission quality. In this work, a miniaturized cost-effective RFID/NFC antenna for a microelectronic measurement system is designed and printed on different flexible carrier substrates using a new and low-cost Direct Ink Writing (DIW) technology. Various practical aspects such as reflection and impedance magnitude as well as the behavior of the printed RFID/NFC antennas are analyzed and compared to an identical copper-based antenna of the same size. The results are presented in this paper. Furthermore, the problems during the printing process itself on the different substrates are evaluated. The effects of the characteristics on the antenna under kink-free bending tests are examined and subsequently long-term measurements are carried out.
Environmentally-friendly implementation of new technologies and eco-innovative solutions often faces additional secondary ecological problems. On the other hand, existing biological systems show a lesser environmental impact as compared to the human-made products or technologies. The paper defines a research agenda for identification of underlying eco-inventive principles used in the natural systems created through evolution. Finally, the paper proposes a comprehensive method for capturing eco-innovation principles in biological systems in addition and complementary to the existing biomimetic methods and TRIZ methodology and illustrates it with an example.
Cross-industry innovation is commonly understood as identification of analogies and interdisciplinary transfer or copying of technologies, processes, technical solutions, working principles or models between industrial sectors. In general, creative thinking in analogies belongs to the efficient ideation techniques. However, engineering graduates and specialists frequently lack the skills to think across the industry boundaries systematically. To overcome this drawback an easy-to-use method based on five analogies has been evaluated through its applications by students and engineers in numerous experiments and industrial case studies. The proposed analogies help to identify and resolve engineering contradictions and apply approaches of the Theory of Inventive Problem Solving TRIZ and biomimetics. The paper analyses the outcomes of the systematized analogies-based ideation and outlines that its performance continuously grows with the engineering experience. It defines metrics for ideation efficiency and ideation performance function.
This book constitutes the refereed proceedings of the 20th International TRIZ Future Conference, TFC 2020, held online at the University Cluj-Napoca, Romania, in October 2020 and sponsored by the International Federation for Information Processing.
34 chapters were carefully peer reviewed and selected from 91 conference submissions. They are organized in the following thematic sections: computing TRIZ; education and pedagogy; sustainable development; tools and techniques of TRIZ for enhancing design; TRIZ and system engineering; TRIZ and complexity; and cross-fertilization of TRIZ for innovation management.
Sustainable design of equipment for process intensification requires a comprehensive and correct identification of relevant stakeholder requirements, design problems and tasks crucial for innovation success. Combining the principles of the Quality Function Deployment with the Importance-Satisfaction Analysis and Contradiction Analysis of requirements gives an opportunity to define a proper process innovation strategy more reliably and to develop an optimal process intensification technology with less secondary engineering and ecological problems.
Time Sensitive Networking (TSN) provides mechanisms to enable deterministic and real-time networking in industrial networks. Configuration of these mechanisms is key to fully deploy and integrate TSN in the networks. The IEEE 802.1 Qcc standard has proposed different configuration models to implement a TSN configuration. Up until now, TSN and its configuration have been explored mostly for Ethernet-based industrial networks. However, they are still considered “work-in-progress” for wireless networks. This work focuses on the fully centralized model and describes a generic concept to enable the configuration of TSN mechanisms in wireless industrial networks. To this end, a configuration entity is implemented to conFigure the wireless end stations to satisfy their requirements. The proposed solution is then validated with the Digital Enhanced Cordless Telecommunication ultra-low energy (DECT ULE) wireless communication protocol.
The authentication method of electronic devices, based on individual forms of correlograms of their internal electric noises, is well-known. Specific physical differences in the components – for example, caused by variations in production quality – cause specific electrical signals, i.e. electric noise, in the electronic device. It is possible to obtain this information and to identify the specific differences of the individual devices using an embedded analog-to-digital converter (ADC). These investigations confirm the possibility to identify and authenticate electronic devices using bit templates, calculated from the sequence of values of the normalized autocorrelation function of noise. Experiments have been performed using personal computers. The probability of correct identification and authentication increases with increasing noise recording duration. As a result of these experiments, an accuracy of 98.1% was achieved for a 1 second-long registration of EM for a set of investigated computers.
The development of Internet of Things (IoT) embedded devices is proliferating, especially in the smart home automation system. However, the devices unfortunately are imposing overhead on the IoT network. Thus, the Internet Engineering Task Force (IETF) have introduced the IPv6 Low-Power Wireless Personal Area Network (6LoWPAN) to provide a solution to this constraint. 6LoWPAN is an Internet Protocol (IP) based communication where it allows each device to connect to the Internet directly. As a result, the power consumption is reduced. However, the limitation of data transmission frame size of the IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Network’s (RPL’s) had made it to be the running overhead, and thus consequently degrades the performance of the network in terms of Quality of Service (QoS), especially in a large network. Therefore, HRPL was developed to enhance the RPL protocol to minimize redundant retransmission that causes the routing overhead. We introduced the T-Cut Off Delay to set the limit of the delay and the H field to respond to actions taken within the T-Cut Off Delay. Thus, this paper presents the comparison performance assessment of HRPL between simulation and real-world scenarios (6LoWPAN Smart Home System (6LoSH) testbed) in validating the HRPL functionalities. Our results show that HRPL had successfully reduced the routing overhead when implemented in 6LoSH. The observed Control Traffic Overhead (CTO) packet difference between each experiment is 7.1%, and the convergence time is 9.3%. Further research is recommended to be conducted for these metrics: latency, Packet Delivery Ratio (PDR), and throughput.
During the day-to-day exploitation of localization systems in mines, the technical staff tends to incorrectly rearrange radio equipment: positions of devices may not be accurately marked on a map or their positions may not correspond to the truth. This situation may lead to positioning inaccuracies and errors in the operation of the localization system.This paper presents two Bayesian algorithms for the automatic corrections of positions of the equipment on the map using trajectories restored by the inertial measurement units mounted to mobile objects, like pedestrians and vehicles. As a basis, a predefined map of the mine represented as undirected weighted graph was used as input. The algorithms were implemented using the Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) approach.The results prove that both methods are capable to detect misplacement of access points and to provide corresponding corrections. The discrete Bayesian filter outperforms the unscented Kalman filter, which, however, requires more computational power.
RETIS – Real-Time Sensitive Wireless Communication Solution for Industrial Control Applications
(2020)
Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) has been always a vital component of many industrial applications. The paper proposes a new wireless URLLC solution called RETIS, which is suitable for factory automation and fast process control applications, where low latency, low jitter, and high data exchange rates are mandatory. In the paper, we describe the communication protocol as well as the hardware structure of the network nodes for implementing the required functionality. Many techniques enabling fast, reliable wireless transmissions are used – short Transmission Time Interval (TTI), Time-Division Multiple Access (TDMA), MIMO, optional duplicated data transfer, Forward Error Correction (FEC), ACK mechanism. Preliminary tests show that reliable end-to-end latency down to 350 μs and packet exchange rate up to 4 kHz can be reached (using quadruple MIMO and standard IEEE 802.15.4 PHY at 250 kbit/s).
The number of use cases for autonomous vehicles is increasing day by day especially in commercial applications. One important application of autonomous vehicles can be found within the parcel delivery section. Here, autonomous cars can massively help to reduce delivery efforts and time by supporting the courier actively. One important component of course is the autonomous vehicle itself. Nevertheless, beside the autonomous vehicle, a flexible and secure communication architecture also is a crucial key component impacting the overall performance of such system since it is required to allow continuous interactions between the vehicle and the other components of the system. The communication system must provide a reliable and secure architecture that is still flexible enough to remain practical and to address several use cases. In this paper, a robust communication architecture for such autonomous fleet-based systems is proposed. The architecture provides a reliable communication between different system entities while keeping those communications secure. The architecture uses different technologies such as Bluetooth Low Energy (BLE), cellular networks and Low Power Wide Area Network (LPWAN) to achieve its goals.
This paper presents a novel low-jitter interface between a low-cost integrated IEEE802.11 chip and a FPGA. It is designed to be part of system hardware for ultra-precise synchronization between wireless stations. On physical level, it uses Wi-Fi chip coexistence signal lines and UART frame encoding. On its basis, we propose an efficient communication protocol providing precise timestamping of incoming frames and internal diagnostic mechanisms for detecting communication faults. Meanwhile it is simple enough to be implemented both in low-cost FPGA and commodity IEEE802.11 chip firmware. The results of computer simulation shows that developed FPGA implementation of the proposed protocol can precisely timestamp incoming frames as well as detect most of communication errors even in conditions of high interference. The probability of undetected errors was investigated. The results of this analysis are significant for the development of novel wireless synchronization hardware.
With the increasing degree of interconnectivity in industrial factories, security becomes more and more the most important stepping-stone towards wide adoption of the Industrial Internet of Things (IIoT). This paper summarizes the most important aspects of one keynote of DESSERT2020 conference. It highlights the ongoing and open research activities on the different levels, from novel cryptographic algorithms over security protocol integration and testing to security architectures for the full lifetime of devices and systems. It includes an overview of the research activities at the authors' institute.
Das Standardlehrbuch zum internationalen Steuerrecht
Kenntnisse im internationalen Steuerrecht werden in der steuerlichen Ausbildung immer wichtiger. Mit dem „Wilke“ sichern Sie sich einen umfassenden und fundierten Einstieg in diese komplexe Materie. Leicht verständlich und anschaulich vermittelt dieses Standardlehrbuch Ihnen alle relevanten Grundlagen des internationalen Steuerrechts.
Der Aufbau des Buchs orientiert sich dabei sowohl an den Bedürfnissen der Ausbildung als auch denen der Praxis. Als idealer Begleiter unterstützt es Sie in jeder Phase Ihrer beruflichen Entwicklung – von den ersten Schritten in der Steuerberater-Ausbildung bis hin zur erfolgreich abgeschlossenen Weiterbildung zum Fachberater für Internationales Steuerrecht.
Die 15. Auflage berücksichtigt die Entwicklung auf dem Gebiet des internationalen Steuerrechts in Gesetzgebung, Rechtsprechung, Literatur und Verwaltung bis Ende März 2020.
Rechtsstand: 1.4.2020
Gasdynamik
(2020)
Für kompressible Strömungen werden die Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie hergeleitet. Die Eigenschaften der Stoßgleichungen wie Rankine-Hugoniot-Relation und Rayleigh-Gerade werden betrachtet. Zur Berechnung der Kräfte auf umströmte Körper werden die Auftriebs- und Widerstandsbeiwerte ermittelt. Auf der Basis der Stromfadentheorie wird die Auslegung von Lavaldüsen behandelt. Das physikalische Verhalten linearer Unter- und Überschallströmungen und transsonischer Profilumströmungen wird analysiert.
Analysis of Amplitude and Phase Errors in Digital-Beamforming Radars for Automotive Applications
(2020)
Fundamentally, automotive radar sensors with Digital-Beamforming (DBF) use several transmitter and receiver antennas to measure the direction of the target. However, hardware imperfections, tolerances in the feeding lines of the antennas, coupling effects as well as temperature changes and ageing will cause amplitude and phase errors. These errors can lead to misinterpretation of the data and result in hazardous actions of the autonomous system. First, the impact of amplitude and phase errors on angular estimation is discussed and analyzed by simulations. The results are compared with the measured errors of a real radar sensor. Further, a calibration method is implemented and evaluated by measurements.
Alle drei Anträge argumentieren technikdeterministisch, als sei (Digital)Technik mehr als ein mögliches, nicht notwendiges Hilfsmittel im Unterricht. Seit über 30 Jahren wird jede neue Geräte-Generation (PC, Laptops, heute Tablets) mit identischen Argumenten (innovativ, modern, motivationsfördernd) für den Einsatz im Unterricht reklamiert. Doch entscheidend für Lernerfolge und Bildungsprozesse sind die Lehrer-Schülerbeziehung, die direkte Interaktion zwischen Lehrenden und Lernenden und die Sozial- und Klassengemeinschaft, nicht die technische Ausstattung von Schulen. Lernprozesse in Bildungseinrichtungen beruhen auf dem sozialen Miteinander und wechselseitigem Vertrauen. Lernen ist ein individueller und sozialer Prozess, kein technischer Vorgang. Kein Mensch lernt digital.
Keiner der Anträge unterscheidet nach dem Alter der Schülerinnen und Schüler als dem entscheidenden Kriterium für den Einsatz von Medientechnik im Unterricht. Stattdessen wird technikeuphorisch einer zunehmenden Automatisierung des Beschulens und Testens das Wort geredet (Lernsoftware, Lernmanagementsysteme, Lernprofile u.a.). Stand der Wissenschaft (einschließlich der Erfahrungen mit Covid-19 und erzwungenen Schulschließungen) ist aber, dass Präsenzunterricht das oberstes Primat der Schulen sein muss. Schulen sind die Orte des sozialen Miteinander und Schutzraum gerade für sozial Benachteiligte. Das Ziel sind Lern- und Verstehensprozesse der Schülerinnen und Schüler, die Entwicklung ihrer Persönlichkeit und ihre Bildungschancen, nicht quantitative Vergleiche über die technische Ausstattung von Schulen in anderen Bundesländern oder dem Ausland. Pädagogisch argumentierend würde nicht auf digitale Medien(technik) verkürzt; es würden analoge wie technische Medien gleichwertig einbezogen. Ob und ggf. für was man Digitaltechniken altersangemessen und ohne Rückkanal (!) für Nutzerdaten einsetzen kann, ist hingegen erst durch ergebnisoffene Studien zu belegen. Was in allen Anträgen fehlt, ist daher ein klares Verbot der Profilierung Minderjähriger.
Wer darüber hinaus das Ziel der digitalen Transformation der gesamten Gesellschaft mit dem Ziel der digitalen Organisation aller Lebensbereiche kennt, weiß, dass wir IT erst neu denken und alternative Infrastrukturen aufbauen müssen, bevor Digitaltechnik in Schulen einsetzbar wird. Datensparsamkeit und Dezentralisierung, Hoheit über die eigenen Daten und DSGVO-konforme Systeme sind zukunftsweisende Stichworte für IT in Schulen, nicht EdTech als Big Business der Global Education Industries (GEI).
Die entscheidende Frage bei der Konzeption einer möglichen technischen Infrastruktur für Schulen ist keine technische, sondern eine pädagogische: Was soll denn genau gelernt werden, über Rechner und Netzwerke, am Rechner oder mit dem Rechner? Ist diese Frage geklärt, kann man Hard- und Software dafür zusammenstellen.
Partial substitution of Al atoms with Sc in wurtzite AlN crystals increases the piezoelectric constants. This leads to an increased electromechanical coupling, which is required for high bandwidths in piezo-acoustic filters. The crystal bonds in Ah-xScxN (AlScN) are softened as function of Sc atomic percentage x, leading to reduction of phase velocity in the film. Combining high Sc content AlScN films with high velocity substrates favors higher order guided surface acoustic wave (SAW) modes [1]. This study investigates higher order SAW modes in epitaxial AlScN on sapphire (Al2O3). Their dispersion for Pt metallized epitaxial AlScN films on Al2O3was computed for two different propagation directions. Computed phase velocity dispersion branches were experimentally verified by the characterization of fabricated SAW resonators. The results indicated four wave modes for the propagation direction (0°, 0°, 0°), featuring 3D polarized displacement fields. The sensitivity of the wave modes to the elastic constants of AlScN was investigated. It was shown that due to the 3D polarization of the waves, all elastic constants have an influence on the phase velocity and can be measured by suitable weighting functions in material constant extraction procedures.
Laser ultrasound was used to determine dispersion curves of surface acoustic waves on a Si (001) surface covered by AlScN films with a scandium content between 0 and 41%. By including off-symmetry directions for wavevectors, all five independent elastic constants of the film were extracted from the measurements. Results for their dependence on the Sc content are presented and compared to corresponding data in the literature, obtained by alternative experimental methods or by ab-initio calculations.
Experimental Investigation of the Air Exchange Effectiveness of Push-Pull Ventilation Devices
(2020)
The increasing installation numbers of ventilation units in residential buildings are driven by legal objectives to improve their energy efficiency. The dimensioning of a ventilation system for nearly zero energy buildings is usually based on the air flow rate desired by the clients or requested by technical regulations. However, this does not necessarily lead to a system actually able to renew the air volume of the living space effectively. In recent years decentralised systems with an alternating operation mode and fairly good energy efficiencies entered the market and following question was raised: “Does this operation mode allow an efficient air renewal?” This question can be answered experimentally by performing a tracer gas analysis. In the presented study, a total of 15 preliminary tests are carried out in a climatic chamber representing a single room equipped with two push-pull devices. The tests include summer, winter and isothermal supply air conditions since this parameter variation is missing till now for push-pull devices. Further investigations are dedicated to the effect of thermal convection due to human heat dissipation on the room air flow. In dependence on these boundary conditions, the determined air exchange efficiency varies, lagging behind the expected range 0.5 < εa < 1 in almost all cases, indicating insufficient air exchange including short-circuiting. Local air exchange values suggest inhomogeneous air renewal depending on the distance to the indoor apertures as well as the temperature gradients between in- and outdoor. The tested measurement set-up is applicable for field measurements.
In this paper, we describe the PALM model system 6.0. PALM (formerly an abbreviation for Parallelized Large-eddy Simulation Model and now an independent name) is a Fortran-based code and has been applied for studying a variety of atmospheric and oceanic boundary layers for about 20 years. The model is optimized for use on massively parallel computer architectures. This is a follow-up paper to the PALM 4.0 model description in Maronga et al. (2015). During the last years, PALM has been significantly improved and now offers a variety of new components. In particular, much effort was made to enhance the model with components needed for applications in urban environments, like fully interactive land surface and radiation schemes, chemistry, and an indoor model. This paper serves as an overview paper of the PALM 6.0 model system and we describe its current model core. The individual components for urban applications, case studies, validation runs, and issues with suitable input data are presented and discussed in a series of companion papers in this special issue.
„Nichts geschieht ohne Risiko, aber ohne Risiko geschieht auch nichts“, sagte der ehemalige Bundespräsident Walther Scheel. Der Ausspruch sensibilisiert dafür, dass in fast allen Themen und Prozessen Risiken stecken und die Akteure ein kalkulierbares Risiko eingehen sollten, um auch in komplexen Themen einen signifikanten Fortschritt zu erlangen. In unserem Fall sind die Akteure Projektleiter und Projektteammitglieder, die kaum eigene/persönliche Risiken eingehen, sondern Projektrisiken professionell managen müssen. Die Teammitglieder sind dabei von den Projekten selten persönlich bedroht, sondern das Projekt oder das Unternehmen und entsprechend sind die Risiken oft auch deutlich größer, als eine einzelne Person es sich vorstellen oder persönlich verantworten kann.
Ein Windenergieprojekt ist eine hochindividuelle Kraftwerksplanung und das Projektmanagement hierzu ist geprägt von zahlreichen Besonderheiten, die berücksichtigt werden müssen. Die mehrjährigen Planungszeiträume, die Energiewende, der technische Fortschritt, die hohen Kosten, die Internationalisierung der Branche und die Diskussionen über den Klimawandel beeinflussen die Durchführung der Projekte, die Entscheidungen eines Projektmanagers und die der weiteren Projektbeteiligten.
Das Buch richtet sich an alle Projektentwickler, Anlagenhersteller und Gutachter aus der Windenergiebranche und jene, die mit dieser Branche zusammenarbeiten. Es vermittelt bewusst praxisnahe Erfahrungen und Erkenntnisse von Projektmanagementthemen über die gesamte Wertschöpfungskette von Wind Onshore.
Due to the rapidly increasing storage consumption worldwide, as well as the expectation of continuous availability of information, the complexity of administration in today’s data centers is growing permanently. Integrated techniques for monitoring hard disks can increase the reliability of storage systems. However, these techniques often lack intelligent data analysis to perform predictive maintenance. To solve this problem, machine learning algorithms can be used to detect potential failures in advance and prevent them. In this paper, an unsupervised model for predicting hard disk failures based on Isolation Forest is proposed. Consequently, a method is presented that can deal with the highly imbalanced datasets, as the experiment on the Backblaze benchmark dataset demonstrates.
The recent successes and wide spread application of compute intensive machine learning and data analytics methods have been boosting the usage of the Python programming language on HPC systems. While Python provides many advantages for the users, it has not been designed with a focus on multiuser environments or parallel programming - making it quite challenging to maintain stable and secure Python workflows on a HPC system. In this paper, we analyze the key problems induced by the usage of Python on HPC clusters and sketch appropriate workarounds for efficiently maintaining multi-user Python software environments, securing and restricting resources of Python jobs and containing Python processes, while focusing on Deep Learning applications running on GPU clusters.
In this work a method for the estimation of current slopes induced by inverters operating interior permanent magnet synchronous machines is presented. After the derivation of the estimation algorithm, the requirements for a suitable sensor setup in terms of accuracy, dynamic and electromagnetic interference are discussed. The boundary conditions for the estimation algorithm are presented with respect to application within high power traction systems. The estimation algorithm is implemented on a field programmable gateway array. This moving least-square algorithm offers the advantage that it is not dependent on vectors and therefore not every measured value has to be stored. The summation of all measured values leads to a significant reduction of the required storage units and thus decreases the hardware requirements. The algorithm is designed to be calculated within the dead time of the inverter. Appropriate countermeasures for disturbances and hardware restrictions are implemented. The results are discussed afterwards.
JARDIN GLOCAL
(2020)
Der Komplexitätsbeitrag als Kriterium für Entscheidungen zur Bereinigung technischer Produkte
(2020)
Die Bereinigung der Produktpalette wird meistens anhand des Umsatzanteils und des Deckungsbeitrags im Zuge der Einführung von Nachfolgeprodukten entschieden. Im vorliegenden Beitrag wird ein Kriterium eingeführt und hergeleitet, das den Beitrag eines Produkts zur Komplexität auf Basis logistikrelevanter Produkteigenschaften quantifiziert. Die Anwendung des Kriteriums wird anhand der Ergebnisse aus einem Praxisbeispiel aufgezeigt.
Die Coronakrise hat weltweit das Wirtschafts- und Gesellschaftsleben in bisher ungekannter Weise verändert. Die ohnehin bereits komplexen Herausforderungen in Zeiten des Klimawandels sind damit noch gestiegen. Genossenschaftliche Innovationsökosysteme können Lösungsansätze für die gravierenden Veränderungen im unternehmerischen, kommunalen und gesellschaftlichen Umfeld schaffen.
Method for controlling a device, in particular, a prosthetic hand or a robotic arm (US20200327705A1)
(2020)
A method for controlling a device, in particular a prosthetic hand or a robotic arm, includes using an operator-mounted camera to detect at least one marker positioned on or in relation to the device. Starting from the detection of the at least one marker, a predefined movement of the operator together with the camera is detected and is used to trigger a corresponding action of the device. The predefined movement of the operator is detected in the form of a line of sight by means of camera tracking. A system for controlling a device, in particular a prosthetic hand or a robotic arm, includes a pair of AR glasses adapted to detect the at least one marker and to detect the predefined movement of the operator.
Purpose
This work presents a new monocular peer-to-peer tracking concept overcoming the distinction between tracking tools and tracked tools for optical navigation systems. A marker model concept based on marker triplets combined with a fast and robust algorithm for assigning image feature points to the corresponding markers of the tracker is introduced. Also included is a new and fast algorithm for pose estimation.
Methods
A peer-to-peer tracker consists of seven markers, which can be tracked by other peers, and one camera which is used to track the position and orientation of other peers. The special marker layout enables a fast and robust algorithm for assigning image feature points to the correct markers. The iterative pose estimation algorithm is based on point-to-line matching with Lagrange–Newton optimization and does not rely on initial guesses. Uniformly distributed quaternions in 4D (the vertices of a hexacosichora) are used as starting points and always provide the global minimum.
Results
Experiments have shown that the marker assignment algorithm robustly assigns image feature points to the correct markers even under challenging conditions. The pose estimation algorithm works fast, robustly and always finds the correct pose of the trackers. Image processing, marker assignment, and pose estimation for two trackers are handled in less than 18 ms on an Intel i7-6700 desktop computer at 3.4 GHz.
Conclusion
The new peer-to-peer tracking concept is a valuable approach to a decentralized navigation system that offers more freedom in the operating room while providing accurate, fast, and robust results.
Jedes Projektteam braucht engagierte Teammitglieder, der NQSZ 147-04 AA zum Projektmanagement auch
(2020)
… nicht nur in der Energiewirtschaft, sondern auch im positiven und wahrsten Sinne des Wortes in der Fachgruppe PM Windenergie. In über 40 Jahren GPM wurde immer wieder deutlich, dass Projekte und Programme in Wirtschaft und Gesellschaft nicht nur begleitet, sondern auch aus der GPM heraus mitgestaltet werden. Die Entwicklung und die Ergebnisse der Fachgruppe Windenergie machen dies besonders deutlich.
Als Einstieg in den Diskurs über zivile Netzwerktechnologien, mobile Geräte, Onlinedienste und die Frage, wie sich die „Kirche der Zukunft“ (zumindest aus medienwissenschaftlicher Sicht) positionieren kann, dienen drei Zitate. Die Gegenüberstellung der darin vertretenen Positionen soll den Nutzen und die Folgen der zunehmend vollständigen Durchdringung (fast) aller Lebensbereiche mit Digitaltechnik für den Einzelnen wie für die Gesellschaft aufzeigen.
Computer an allen Schulen (1984), Schulen ans Netz (1996), Digitalpakt Schule (2016): Jede neue Rechnergeneration wird für Schule und Unterricht als notwendig reklamiert. Die Argumente wiederholen sich: PCs, Laptops, heute Tablets seien innovativ, motivationsfördernd und ermöglichten „modernen“ Unterricht. Stand der Wissenschaft ist: Weder Nutzen noch Mehrwert von IT in Schulen sind belegt. Die Digitalisierung dient offensichtlich anderen Interessen. Denn ob Kreidetafel oder Whiteboard: Entscheidend für Lernerfolge sind Lehrpersönlichkeiten, ein gut strukturierter Unterricht und der lernförderliche Umgang miteinander, nicht Medientechnik.
Die Diskussionen über die Bedeutung und Folgen der Digitalisierung sind kaum noch überschaubar. Einig sind sich die meisten, dass Digitalisierung und die sogenannte „Künstliche Intelligenz“ (sKI) sowohl „alternativlos“ wie entscheidend für die Zukunft seien. Wer bei diesen Techniken nicht an der Spitze stünde, würde wirtschaftlich abgehängt und letztlich zum Verlierer. Die erste Frage ist aber: Wer steht denn an der Spitze und ist es erstrebenswert, sich dazu zu gesellen? Die zweite Frage ist, was sich konkret an technischen Systemen hinter Schlagworten wie Big Data, Künstlicher Intelligenz und autonomen Systemen verbirgt. Nicht zuletzt steht in Frage, welche Konsequenzen diese Systeme für den Einzelnen haben (können und/oder werden).