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本发明涉及一种用于生物阻抗测量和/或用于神经刺激的食道电极探针(10);用于经食道心脏病治疗和/或心脏病诊断的设备(100);以及一种用于控制或调节用于心脏导管消融装置和/或心脏、循环和/或肺支持装置的方法。食道电极探针包括生物阻抗测量装置,用于测量围绕食道电极探针的组织中的至少一部分组织的生物阻抗。生物阻抗装置包括至少一个第一电极和至少一个第二电极,其中至少一个第一电极(12A)布置在食道电极探针的面向心脏的一侧(14)上,并且至少一个第二电极(12B)布置在食道电极探针背离心脏的一侧(16)上。装置(100)包括食道电极探针(10)和控制和/或评估装置(30),其被配置用于从至少一个第一电极(12A)接收第一生物阻抗测量信号并从至少一个第二电极(12B)接收第二生物阻抗测量信号,并对这些信号进行比较,并且在比较的基础上产生控制信号。该控制信号可以是用于控制或调节心脏导管消融装置和/或心脏、循环和/或肺支持装置的信号。
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Biomechanik der Halswirbelsäule (HWS) beim Umgang mit dem Smartphone. Die Kräfte, die auf Wirbelkörper, Wirbelgelenke, Bandscheiben, Muskeln und Bänder wirken, werden mit steigendem Flexionswinkel der HWS größer. Die Beschwerden hingegen, welche der Smartphone-Nacken hervorruft, sind meist akut und mit regelmäßiger Bewegung und der Stärkung der Nackenmuskulatur gut zu behandeln. Eine Therapie ist somit auch zur Vorbeugung geeignet. Doch die Langzeitauswirkungen sind nicht außer Acht zu lassen, denn durch die steigenden Nutzungsmöglichkeiten der Smartphones steigt auch der durchschnittliche tägliche Gebrauch stärker an. So wird vor allem die tägliche Bildschirmzeit bei Jugendlichen immer länger. Das aktuell noch akute Krankheitsbild des Smartphone-Nackens, das nur selten einen chronischen Verlauf nimmt und Langzeitschäden verursacht, könnte sich durch fehlende oder zu späte Maßnahmen zu einem größeren chronischen Krankheitsbild entwickeln.
Anmerkung zu ArbG Düsseldorf v. 5.3.2020 – 9 Ca 6557/18 – nicht rechtskräftig
Das ArbG Düsseldorf hat einem ehemaligen Arbeitnehmer einen immateriellen Schadensersatz von 5 000 Euro wegen einer verspäteten und teilweise unrichtigen datenschutzrechtlichen Auskunft seitens seines vormaligen Arbeitgebers zugesprochen. Der Beitrag setzt sich mit dieser Entscheidung grundsätzlich auseinander.
Das vorliegende Buch behandelt lineare zeitdiskrete Regelverfahren und gliedert sich in zwei Teile mit ganz unterschiedlichen thematischen Schwerpunkten. In den ersten sechs Kapiteln steht die Analyse und Synthese von zeitdiskreten Regelungen im Bildbereich im Vordergrund. Im zweiten Teil des Buchs werden im Zeitbereich angesiedelte zeitdiskrete Reglerentwurfsverfahren behandelt. Dort dominieren Zustandsraumverfahren die Erläuterungen.
Diese Bachelorarbeit analysiert das Medienkonsumverhalten der deutschen Bevölkerung und die vielfältigen Nutzungen von YouTube. Mit dieser Abhandlung sollte es möglich sein, wichtige Punkte für die Erstellung eines eigenen YouTube-Kanals zu sammeln. Dies gilt sowohl für Ersteller von Inhalten als auch für Unternehmen.
Zu Beginn wird analysiert, welche Funktionen YouTube für Content Creator, Unternehmen und Konsumenten bietet. Des Weiteren werden die verschiedenen Finanzierungsmöglichkeiten aufgezeigt, welche die Videoplattform anbietet.
Die für die Analyse erforderlichen Daten stammen aus verschiedenen Studien zum Verhalten des Medienkonsums. Darüber hinaus werden auf sozialen Plattformen eigene Umfragen durchgeführt, um einen spezifischen Überblick über die Nutzung von YouTube und seinen Alternativen zu erhalten.
Mit dem Ergebnis der Analyse wird ein Prozess entwickelt, der dazu beitragen soll, Fehler beim Erstellen eines YouTube-Kanals zu vermeiden und einen positiven Effekt für den Kanal zu erzielen. Dieser Prozess enthält wichtige Punkte, die beim Ausführen eines Kanals zu beachten sind.
Wow, You Are Terrible at This!: An Intercultural Study on Virtual Agents Giving Mixed Feedback
(2020)
While the effects of virtual agents in terms of likeability, uncanniness, etc. are well explored, it is unclear how their appearance and the feedback they give affects people's reactions. Is critical feedback from an agent embodied as a mouse or a robot taken less serious than from a human agent? In an intercultural study with 120 participants from Germany and the US, participants had to find hidden objects in a game and received feedback on their performance by virtual agents with different appearances. As some levels were designed to be unsolvable, critical feedback was unavoidable. We hypothesized that feedback would be taken more serious, the more human the agent looked. Also, we expected the subjects from the US to react more sensitively to criticism. Surprisingly, our results showed that the agents' appearance did not significantly change the participants' perception. Also, while we found highly significant differences in inspirational and motivational effects as well as in perceived task load between the two cultures, the reactions to criticism were contrary to expectations based on established cultural models. This work improves our understanding on how affective virtual agents are to be designed, both with respect to culture and to dialogue strategies.
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
Additive manufacturing (AM) or 3D printing (3DP) has become a widespread new technology in recent years and is now used in many areas of industry. At the same time, there is an increasing need for training courses that impart the knowledge required for product development in 3D printing. In this article, a workshop on “Rapid Prototyping” is presented, which is intended to provide students with the technical and creative knowledge for product development in the field of AM. Today, additive manufacturing is an important part of teaching for the training of future engineers. In a detailed literature review, the advantages and disadvantages of previous approaches to training students are examined and analyzed. On this basis, a new approach is developed in which the students analyze and optimize a given product in terms of additivie manufacturing. The students use two different 3D printers to complete this task. In this way, the students acquire the skills to work independently with different processes and materials. With this new approach, the students learn to adapt the design to different manufacturing processes and to observe the restrictions of different materials. The results of these courses are evaluated through feedback in a presentation and a questionnaire.
Künstliche Intelligenz gilt immer noch als eine der zukunftsweisenden Technologien, die viele Bereiche wie etwa Medizin, Handel, Verkehr und öffentliche Verwaltung revolutioniert. So scheint es nicht verwunderlich, dass bereits knapp jedes fünfte Unternehmen in Deutschland zurzeit KI-Systeme implementiert oder zumindest ihren Einsatz plant. Besonders hoch im Kurs stehen KI-Projekte, um Daten zu analysieren. Ganze 70 Prozent der Unternehmen sehen hier das größte Potenzial, so die Ergebnisse einer Umfrage von PWC [1]. Dennoch lauern einige Stolpersteine, wollen Unternehmen intelligente Datenprojekte umsetzen. Welche Hürden auftauchen können und wie sich diese meistern lassen, erläutert dieser Artikel anhand eines KI-Projektes zur Analyse von Geschäftspartnerdaten [2].
This paper describes a comparative study of two tactile systems supporting navigation for persons with little or no visual and auditory perception. The efficacy of a tactile head-mounted device (HMD) was compared to that of a wearable device, a tactile belt. A study with twenty participants showed that the participants took significantly less time to complete a course when navigating with the HMD, as compared to the belt.
Generative convolutional deep neural networks, e.g. popular GAN architectures, are relying on convolution based up-sampling methods to produce non-scalar outputs like images or video sequences. In this paper, we show that common up-sampling methods, i.e. known as up-convolution or transposed convolution, are causing the inability of such models to reproduce spectral distributions of natural training data correctly. This effect is independent of the underlying architecture and we show that it can be used to easily detect generated data like deepfakes with up to 100% accuracy on public benchmarks. To overcome this drawback of current generative models, we propose to add a novel spectral regularization term to the training optimization objective. We show that this approach not only allows to train spectral consistent GANs that are avoiding high frequency errors. Also, we show that a correct approximation of the frequency spectrum has positive effects on the training stability and output quality of generative networks.
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.
VR als Chance für Museen
(2020)
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Methanisierung von Kohlenstoffdioxid mittels methanogener Mikroorganismen durch Umsetzung von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid die Folgendes aufweist: (a) einen Reaktor; (b) ein in dem Reaktor bereitgestelltes Medium mit methanogenen Mikroorganismen; (c) eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines H2-enthaltenden Gases in das Medium; wobei (d) die Zuführeinrichtung eine Mehrzahl an Gasführungseinheiten umfasst, wobei jede der Gasführungseinheiten eine Mehrzahl an Begasungseinheiten aufweist, die jeweils eine Vielzahl an Auslassöffnungen zum Zuführen des H2-enthaltenden Gases in das Medium aufweist, wobei die Zuführeinrichtung derart ausgestaltet ist, dass das Zuführen des H2-enthaltenden Gases durch sukzessive Beaufschlagung der Gasführungseinheiten erfolgen kann. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur biologischen Methanisierung von Kohlenstoffdioxid in einer Reaktorvorrichtung mittels methanogener Mikroorganismen als Teil eines in einem Reaktor bereitgestellten Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass ein H2-enthaltendes Gas über eine Mehrzahl an Gasführungseinheiten dem Medium zugeführt wird, wobei jede der Gasführungseinheiten eine Mehrzahl an Begasungseinheiten aufweist, die jeweils eine Vielzahl an Auslassöffnungen aufweisen, wobei das Zuführen des H2-enthaltenden Gases durch sukzessive Beaufschlagung der Gasführungseinheiten erfolgt. Dem H2-enthaltenden Medium kann nach Bedarf Kohlenstoffdioxid beigemischt werden.
Mit der Implementierung sowie einer anschließenden aussagekräftigen Evaluierung, soll das, visuelle-inertiale Kartierungs- und Lokalisierungssystem maplab analysiert werden. Hierbei basiert die Kartierung bzw. Lokalisierung auf der Detektion von Umgebungsmerkmalen. Neben der Möglichkeit der Kartenerstellung besteht ferner die Option, mehrere Karten zu fusionieren und somit weitreichende Gebiete zu kartieren sowie für weitere Datenauswertungen zu nutzen. Aufgrund der Durchführung und Bewertung der Ergebnisse in unterschiedlichen Anwendungsszenarien zeigt sich, dass maplab besonders zur Kartierung von Räumen bzw. kleinen Gebäudekomplexen geeignet ist. Die Möglichkeit der Kartenfusionierung bietet weiterhin die Option, den Informationsgehalt von Karten zu erhöhen, welches die Effektivität für eine anschließende Lokalisierung steigert. Bei wachsender Kartierungsgröße hingegen zeigt sich jedoch eine Vergrößerung geometrischer Inkonsistenzen.
Konstrukteure im Maschinenbau stehen häufig vor der Problemstellung, hochfest vorgespannte Schraubenverbindungen und einen durchgehenden Korrosionsschutz zu vereinen. Die Normen und Richtlinien bieten hierzu Stand heute keine ausreichenden Antworten. Die Hochschule Offenburg befasst sich im Rahmen einer industriellen Gemeinschaftsforschung mit der Fragestellung, welchen Einfluss organische Beschichtungen auf die Vorspannkraft insbesondere bei erhöhten Umgebungstemperaturen haben. In dieser Arbeit werden die ersten Ergebnisse zum Einfluss der Einzelschichtstärke des Beschichtungssystems präsentiert.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Geräts, insbesondere einer Handprothese oder eines Roboterarms, wobei wenigstens ein an oder im Bezug zu dem Gerät positionierter Marker von einer an einer Bedienperson angeordneten Kamera erkannt wird, wobei ab dem Erkennen des wenigstens einen Markers eine vordefinierte Bewegung der Bedienperson zusammen mit der Kamera erkannt wird und zum Auslösen einer entsprechenden Aktion des Geräts verwendet wird, wobei die vordefinierte Bewegung einer Bedienperson in Form eines Sehstrahls mittels Kamera-Tracking erkannt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung aus einem Gerät, insbesondere einer Handprothese oder eines Roboterarms, und einer AR-Brille zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
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.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum 3D-Druck eines Roboterelements, insbesondere eines Fingers 5, zum Einsatz in der Robotik, bei dem mittels Multimaterialdruck wenigstens ein Sensor 7 während des Drucks des Roboterelements mitgedruckt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Betätigungs- oder Greifelement, insbesondere Finger 5 für einen Roboter, das durch ein derartiges Verfahren hergestellt wurde.
In Unternehmen entstehen beim Prozess der digitalen Transformation stetig neue Anwendungen und Auswertungen. Es wird viel Zeit und Geld in digitale Lösungen investiert, die das Arbeitsumfeld verbessern. Die Plattformen zur Verwaltung und Verteilung dieser werden dabei jedoch häufig vernachlässigt.
Ziel dieser Arbeit ist es eine solche Plattform in Form eines App-Stores für den Standort zu entwickeln. Dabei liegt der Fokus auf der Verbesserung der App-Nutzung, was durch eine nutzerfreundliche Oberfläche für Endanwender und Entwickler erreicht werden soll. Weiterhin ist eine hohe Wartbarkeit der Plattform notwendig, damit sie auch von einem kleinen Team betrieben werden kann.
Zunächst wurde analysiert, welche Architektur und Technologien für die Umsetzung gut geeignet und welche vom Unternehmen vorgegeben sind. Dabei stellte sich heraus, dass eine Microservice-Architektur am besten geeignet ist. Als Technologie stand lediglich das Framework zur Frontendimplementierung zur Wahl, hier war Angular am besten geeignet.
Durch die Verwendung eines iterativen Prozesses konnten bereits zu Beginn die späteren Nutzer in die Entwicklung eingebunden werden. Dies ermöglichte das Ermitteln aller Anforderungen und Entwerfen einer nutzerfreundlichen Oberfläche. Dieses iterative Vorgehen wurde auch während der Implementierung eingesetzt. Dazu wurden mit Testdaten befüllte Versionen bereitgestellt, damit Nutzer frühzeitig Rückmeldung geben konnten.
To reach customers by dialog marketing campaigns is more and more difficult. This is a common problem of companies and marketing agencies worldwide: information overload, multi-channel-communication and a confusing variety of offers make it hard to gain the attention of the target group. The contribution of this paper is four-fold: we provide an overview of the current state of print dialog marketing activities and trends (I). Based on this corpus we identify the main key performance indicators of dialog marketing customer interaction (II). A qualitative user experience study identifies the customer wishes and needs, focusing on lottery offers for senior citizens (III). Finally, we evaluate the success of two different dialog marketing campaigns with 20,000 clients and compare the key performance indicators of the original hands-on experience-based print mailings with user experience tested and optimized mailings (IV).
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Usability-Analyse der Websites der Deutschen Bahn AG (bahn.de) und der FlixMobility GmbH (flixbus.de). Das Ziel dieser Forschung ist es, durch eine expertenbasierte Usability-Evaluation Probleme und Schwierigkeiten bei der Nutzung des Webangebots zu identifizieren und beide Websites einem direkten Vergleich zu unterziehen. Auf Basis der gewonnenen Untersuchungsergebnisse sollen Handlungsempfehlungen aufgestellt werden.
Um potenzielle Nutzungsschwierigkeiten zu identifizieren, wird eine expertenbasierte Usability-Evaluation durchgeführt. Dabei werden die Websites entlang der genormten Richtlinien der DIN EN ISO 9241 sowie weiterer eigens festgelegter Usability-Kriterien beurteilt.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass beide Websites noch Einschränkungen in ihrer Usability aufweisen und dass auch Websites etablierter Unternehmen noch Optimierungspotenzial besitzen. Aufgrund dessen ist es empfehlenswert, dass die Unternehmen der untersuchten Websites ihren Webauftritt entlang der entwickelten Handlungsempfehlungen optimieren, um den Bedürfnissen der Nutzenden gerecht zu werden und somit weitere Hürden im deutschen Fernverkehr zu beseitigen.
In der Hüftendoprothetik ist der Einsatz von modularen Schäften für künstliche Hüftgelenke Standard. Obwohl sehr korrosionsresistente Materialien verwendet werden, kann an den modularen Schnittstellen Korrosion auftreten, die wiederum klinische Probleme zur Folge haben kann. Da Korrosionstests in physiologischen Salzlösungen nicht zu den in der klinischen Anwendung gesehenen Schadensbildern führen, ist es Ziel dieser Bachelor-Arbeit verschiedene Fluide auf ihren korrosiven Einfluss auf Titan-6Aluminium-4Vanadium und Cobalt-28Chrom-6Molybdän, zwei gängige Metalllegierungen in der Hüftendoprothetik, zu untersuchen.
Dazu wird für beide Legierungen sowohl ohne als auch mit angelegter Spannung in den sechs verschiedenen Fluiden der Materialabtrag gravimetrisch betrachtet. Als Basisfluid wurde Ringer Lösung verwendet, die mit 0,19 g/l und 10 g/l FeCl3, 30 mM H2O2 und 0,19 g/l FeCl3 + 30 mM H2O2 modifiziert wurde. Zusätzlich wurden die Legierungen in Kälberserum mit Hyaluronsäure (0,5 g/l Natriumhyaluronat) getestet. Mit Hilfe eines Potentiostaten wurden die Proben polarisiert und Stromdichte-Potential-Kurven (SPK) zur Charakterisierung der Metall-Fluid-Systeme erstellt.
In den Versuchen ohne angelegte Spannung ließ sich bei keiner der Proben, trotz beobachteter Oberflächenveränderungen, eine Gewichtsveränderung feststellen. In den Ergebnissen der Messungen mit dem Potentiostaten wurde ein ausgeprägter Einfluss von H2O2 auf die Ausbildung des Passivstromplateaus, insbesondere für die Kobalt-Chrom-Legierung deutlich. Sowohl für die Titan- als auch für die Kobalt-Chrom-Legierung bewirkt FeCl3 eine konzentrationsabhängige Erhöhung der Passivstromdichte. Die Kombination von FeCl3 und H2O2 zeigt eine Zusammenführung der in den einzelnen Fluiden gesehenen Variationen der Stromdichte-Potential-Kurven. Für Serum + HA konnte, über die kurze Testdauer von einigen Stunden, keine erhöhte Korrosivität im Vergleich zu Ringer festgestellt werden. Einen gesteigerten korrosiven Einfluss von Serum + HA auf die Legierungen über längere Zeiträume von Monaten bis Jahre ist aber nicht auszuschließen.
Ohne einen zusätzlichen Faktor, der die Passivschicht der Legierungen stört, zeigt sich kein gravimetrisch messbarer Einfluss der Fluide. Zukünftige Versuche, sollten deshalb eine mechanische Komponente beinhalten, die Mikrobewegungen an den Schnittstellen des Implantates induziert und so die Passivschicht realistischer stört als es in den Polarisationsversuchen der Fall ist.
Multiple Object Tracking (MOT) is a long-standing task in computer vision. Current approaches based on the tracking by detection paradigm either require some sort of domain knowledge or supervision to associate data correctly into tracks. In this work, we present an unsupervised multiple object tracking approach based on visual features and minimum cost lifted multicuts. Our method is based on straight-forward spatio-temporal cues that can be extracted from neighboring frames in an image sequences without superivison. Clustering based on these cues enables us to learn the required appearance invariances for the tracking task at hand and train an autoencoder to generate suitable latent representation. Thus, the resulting latent representations can serve as robust appearance cues for tracking even over large temporal distances where no reliable spatio-temporal features could be extracted. We show that, despite being trained without using the provided annotations, our model provides competitive results on the challenging MOT Benchmark for pedestrian tracking.
Time-of-Flight Cameras Enabling Collaborative Robots for Improved Safety in Medical Applications
(2020)
Human-robot collaboration is being used more and more in industry applications and is finding its way into medical applications. Industrial robots that are used for human-robot collaboration, cannot detect obstacles from a distance. This paper introduced the idea of using wireless technology to connect a Time-of-Flight camera to off-the-shelf industrial robots. This way, the robot can detect obstacles up to a distance of five meters. Connecting Time-of-Flight cameras to robots increases the safety in human-robot collaboration by detecting obstacles before a collision. After looking at the state of the art, the authors elaborated the different requirements for such a system. The Time-of-Flight camera from Heptagon is able to work in a range of up to five meters and can connect to the control unit of the robot via a wireless connection.
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.
One of the main requirements of spatially distributed Internet of Things (IoT) solutions is to have networks with wider coverage to connect many low-power devices. Low-Power Wide-Area Networks (LPWAN) and Cellular IoT(cIOT) networks are promising candidates in this space. LPWAN approaches are based on enhanced physical layer (PHY) implementations to achieve long range such as LoRaWAN, SigFox, MIOTY. Narrowband versions of cellular network offer reduced bandwidth and, simplified node and network management mechanisms, such as Narrow Band IoT (NB-IoT) and Long-Term Evolution for Machines (LTE-M). Since the underlying use cases come with various requirements it is essential to perform a comparative analysis of competing technologies. This article provides systematic performance measurement and comparison of LPWAN and NB-IoT technologies in a unified testbed, also discusses the necessity of future fifth generation (5G) LPWAN solutions.
Bei vielen Marketingthemen geht es nicht nur um die Vermittlung eines konkreten Kundennutzens, mit dem aufgezeigt wird, welches Problem mit dem beworbenen Produkt – seien es nun Sachgüter oder Dienstleistungen – gelöst werden kann, sondern um die emotionale Ansprache der Zielgruppen. Dabei ist es keineswegs nur eine Kommunikationsaufgabe, sondern die Produktkonzeption und die Gesamtausrichtung des Marketings verändern sich so, dass eine Teilhabe am Produkt, der Produktentwicklung und der Produktidee möglich wird.
Machine learning (ML) has become highly relevant in applications across all industries, and specialists in the field are sought urgently. As it is a highly interdisciplinary field, requiring knowledge in computer science, statistics and the relevant application domain, experts are hard to find. Large corporations can sweep the job market by offering high salaries, which makes the situation for small and medium enterprises (SME) even worse, as they usually lack the capacities both for attracting specialists and for qualifying their own personnel. In order to meet the enormous demand in ML specialists, universities now teach ML in specifically designed degree programs as well as within established programs in science and engineering. While the teaching almost always uses practical examples, these are somewhat artificial or outdated, as real data from real companies is usually not available. The approach reported in this contribution aims to tackle the above challenges in an integrated course, combining three independent aspects: first, teaching key ML concepts to graduate students from a variety of existing degree programs; second, qualifying working professionals from SME for ML; and third, applying ML to real-world problems faced by those SME. The course was carried out in two trial periods within a government-funded project at a university of applied sciences in south-west Germany. The region is dominated by SME many of which are world leaders in their industries. Participants were students from different graduate programs as well as working professionals from several SME based in the region. The first phase of the course (one semester) consists of the fundamental concepts of ML, such as exploratory data analysis, regression, classification, clustering, and deep learning. In this phase, student participants and working professionals were taught in separate tracks. Students attended regular classes and lab sessions (but were also given access to e-learning materials), whereas the professionals learned exclusively in a flipped classroom scenario: they were given access to e-learning units (video lectures and accompanying quizzes) for preparation, while face-to-face sessions were dominated by lab experiments applying the concepts. Prior to the start of the second phase, participating companies were invited to submit real-world problems that they wanted to solve with the help of ML. The second phase consisted of practical ML projects, each tackling one of the problems and worked on by a mixed team of both students and professionals for the period of one semester. The teams were self-organized in the ways they preferred to work (e.g. remote vs. face-to-face collaboration), but also coached by one of the teaching staff. In several plenary meetings, the teams reported on their status as well as challenges and solutions. In both periods, the course was monitored and extensive surveys were carried out. We report on the findings as well as the lessons learned. For instance, while the program was very well-received, professional participants wished for more detailed coverage of theoretical concepts. A challenge faced by several teams during the second phase was a dropout of student members due to upcoming exams in other subjects.
Silicon (Si) has turned out to be a promising active material for next‐generation lithium‐ion battery anodes. Nevertheless, the issues known from Si as electrode material (pulverization effects, volume change etc.) are impeding the development of Si anodes to reach market maturity. In this study, we are investigating a possible application of Si anodes in low‐power printed electronic applications. Tailored Si inks are produced and the impact of carbon coating on the printability and their electrochemical behavior as printed Si anodes is investigated. The printed Si anodes contain active material loadings that are practical for powering printed electronic devices, like electrolyte gated transistors, and are able to show high capacity retentions. A capacity of 1754 mAh/gSi is achieved for a printed Si anode after 100 cycles. Additionally, the direct applicability of the printed Si anodes is shown by successfully powering an ink‐jet printed transistor.
Tactile Navigation with Checkpoints as Progress Indicators?: Only when Walking Longer Straight Paths
(2020)
Persons with both vision and hearing impairments have to rely primarily on tactile feedback, which is frequently used in assistive devices. We explore the use of checkpoints as a way to give them feedback during navigation tasks. Particularly, we investigate how checkpoints can impact performance and user experience. We hypothesized that individuals receiving checkpoint feedback would take less time and perceive the navigation experience as superior to those who did not receive such feedback. Our contribution is two-fold: a detailed report on the implementation of a smart wearable with tactile feedback (1), and a user study analyzing its effects (2). The results show that in contrast to our assumptions, individuals took considerably more time to complete routes with checkpoints. Also, they perceived navigating with checkpoints as inferior to navigating without checkpoints. While the quantitative data leave little room for doubt, the qualitative data open new aspects: when walking straight and not being "overwhelmed" by various forms of feedback in succession, several participants actually appreciated the checkpoint feedback.
Deafblindness, also known as dual sensory loss, is the combination of sight and hearing impairments of such extent that it becomes difficult for one sense to compensate for the other. Communication issues are a key concern for the Deafblind community. We present the design and technical implementation of the Tactile Board: a mobile Augmentative and Alternative Communication (AAC) device for individuals with deafblindness. The Tactile Board allows text and speech to be translated into vibrotactile signs that are displayed real-time to the user via a haptic wearable. Our aim is to facilitate communication for the deafblind community, creating opportunities for these individuals to initiate and engage in social interactions with other people without the direct need of an intervener.
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.
A novel approach for synchronization and calibration of a camera and an inertial measurement unit (IMU) in the research-oriented visual-inertial mapping-and localization-framework maplab is presented. Mapping and localization are based on detecting different features in the environment. In addition to the possibility of creating single-case maps, the included algorithms allow merging maps to increase mapping accuracy and obtain large-scale maps. Furthermore, the algorithms can be used to optimize the collected data. The preliminary results show that after appropriate calibration and synchronization maplab can be used efficiently for mapping, especially in rooms and small building environments.
Diffracted waves carry high resolution information that can help interpreting fine structural details at a scale smaller than the seismic wavelength. Because of the low signal-to-noise ratio of diffracted waves, it is challenging to preserve them during processing and to identify them in the final data. It is, therefore, a traditional approach to pick manually the diffractions. However, such task is tedious and often prohibitive, thus, current attention is given to domain adaptation. Those methods aim to transfer knowledge from a labeled domain to train the model, and then infer on the real unlabeled data. In this regard, it is common practice to create a synthetic labeled training dataset, followed by testing on unlabeled real data. Unfortunately, such procedure may fail due to the existing gap between the synthetic and the real distribution since quite often synthetic data oversimplifies the problem, and consequently the transfer learning becomes a hard and non-trivial procedure. Furthermore, deep neural networks are characterized by their high sensitivity towards cross-domain distribution shift. In this work, we present deep learning model that builds a bridge between both distributions creating a semi-synthetic datatset that fills in the gap between synthetic and real domains. More specifically, our proposal is a feed-forward, fully convolutional neural network for imageto-image translation that allows to insert synthetic diffractions while preserving the original reflection signal. A series of experiments validate that our approach produces convincing seismic data containing the desired synthetic diffractions.
The coronavirus affects the strongly export-oriented Swiss economy in a situation where political and economic developments are already making the cross-border exchange of goods and services difficult. For this reason, the question arises of how Switzerland can maintain or strengthen its position in global competition in the export business during an unprecedented period of crisis such as the current one.
In order to find an answer to this question, this paper critically examines the existing government support measures for Swiss exporters in times of COVID-19. The fact that Switzerland has so far not taken any specific support measures for exporters raises the actual research question of whether there is a specific necessity and demand for a special export promotion. To answer this research question, various expert opinions are compared and overall conclusions are drawn. By rapidly introducing and adapting the already existing instruments – liquidity assistance and an expansion of short-time work benefits – the federal government was able to ensure the survival of many companies. According to the authors of this paper, this focus of government support in times of crisis is just right for a small national economy in the short term and therefore preferable to a specific support of exporters. Nevertheless, given the high relative importance of foreign trade for Switzerland’s overall economic performance, there can be no recovery of national economy without a recovery of foreign trade.
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.
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.
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).
Innovationen sind wichtige Treiber für ökonomisches Wachstum und sind für erfolgreiche Volkswirtschaften von zentraler Bedeutung. In Ländern wie Deutschland, Finnland oder Großbritannien sorgen ein innovationsfreundliches gesellschaftliches Klima, die Entwicklung von Spitzentechnologien an Universitäten und Hochschulen sowie privatwirtschaftliche Innovationstätigkeit für langfristigen Wohlstand. Neben multinationalen Konzernen sind kleine und mittlere Unternehmen (KMU) häufig Treiber von innovativen Ideen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Themengebiet des Sportsponsorings. Dafür wird der Begriff Sportsponsoring zunächst definiert und eingegrenzt, sowie grundsätzliche Theorie, Erkenntnisse und Gegebenheiten erläutert. Außerdem wird das in der Theorie idealtypische Vorgehen für ein Unternehmens erklärt, welches sich im Sportsponsoring engagieren möchte.
Hiermit wird für Interessierte am Thema Sportsponsoring eine Grundlage geschaffen, auf Basis derer eine Orientierung über das Themengebiet mit dessen Besonderheiten möglich ist.
Zusätzlich wird durch eine Analyse des Sportsponsoringvorgehens der beiden Unternehmen Red Bull und Coca-Cola aufgezeigt, wie das Vorgehen im Sportsponsoring in der Praxis tatsächlich aussehen kann. Hieraus resultierend werden Erfolgsfaktoren für ein Sportsponsoring vorgestellt, an denen sich beim Engagement im Sport orientiert werden kann.
This essay deals with the Spanish economy and especially with the Spanish governmental measures for SME exporters in times of COVID-19. The focus was set on SMEs, as they are an essential part of trade for the government and are particularly affected by the pandemic. Since the financial crisis, the Spanish economy has become highly diversified, with a greater focus on exports. Competitiveness, productivity and efficiency have increased significantly. The Spanish government measures largely affect the areas liquidity and financing, taxes and protection of the employment. One of the most important measures is the 100-billion-euro credit line and the policies on unemployment. The Spanish government is dependent on further aid packages and is criticized for the measures.
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
We propose in this work to solve privacy preserving set relations performed by a third party in an outsourced configuration. We argue that solving the disjointness relation based on Bloom filters is a new contribution in particular by having another layer of privacy on the sets cardinality. We propose to compose the set relations in a slightly different way by applying a keyed hash function. Besides discussing the correctness of the set relations, we analyze how this impacts the privacy of the sets content as well as providing privacy on the sets cardinality. We are in particular interested in how having bits overlapping in the Bloom filters impacts the privacy level of our approach. Finally, we present our results with real-world parameters in two concrete scenarios.
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.
Social Media Marketing
(2020)
In diesem Beitrag wird ein Planungsprozess mit seinen einzelnen Phasen für ein Social Media Marketing vorgestellt. Darüber hinaus werden zentrale Implementierungsoptionen beschrieben. Hierzu gehören Werbung (über Plattformen und Influencer), Kundenservice, Community Management, Social Recruitment, interne Nutzung und Business Profile.
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 COVID-19 pandemic has led to an economic downturn in the Slovak Republic. To bridge corporate liquidity problems the Slovakian Government has introduced several support measures. The investigation discusses the effectiveness of the measures imposed. Based on theoretical foundations, the research question is empirically examined by using a qualitative expert survey. As the automotive industry plays a leading role in Slovakia, the research conducted is oriented towards the financing phases, a typical automotive exporter is undergoing. As a result of the research, bridging loans and government grants were identified as the most important measures. Additionally, tendencies towards political recommendations for action were identified. The research explored, that the Slovakian Government should focus on meeting the short-term liquidity needs, boosting exports and promoting innovation as well as considering a support package for the automotive industry.
Die transösophageale Neurostimulation ist eine neue Therapieform und könnte unter anderem zur Schmerzlinderung während einer transösophagealen Linksherzstimulation angewendet werden. Sie ist in die Kategorie der Rückenmarksstimulation (SCS) einzuordnen, die die meist verwendete Technik der Neurostimulation ist. Die derzeit auf dem Markt vorhandenen Ösophaguskatheter werden bei einer elektrophysiologischen Untersuchung mit Ablation und transösophagealer Echokardiographie zur Temperaturüberwachung eingesetzt. Das Ziel dieser Arbeit war, das vorhandene Offenburger Herzrhythmusmodell, um die Wirbelsäule zu erweitern, einen neuen Ösophagus-Elektroden- Katheter für die transösophageale elektrische Stimulation des Rückenmarks zu modellieren und mittels 3D-Computer-Simulationen auf Ihre Wirksamkeit zu untersuchen.
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.
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.
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.
Rudolf E. Kaiser
(2020)
„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.
Unternehmerische Entscheidungen sind im Regelfall riskant. Um das Ausmaß des Risikos deutlich zu machen, hat sich in der Praxis die Anfertigung von Szenarioanalysen durchgesetzt. Damit jedoch werden vorliegende Risiken systematisch unterschätzt. Bei wichtigen Entscheidungen sollte besser eine Sensitivitätsanalyse oder eine Simulation durchgeführt werden.
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).
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.
Ecological concerns on the climatic effects of the emissions from electricity production stipulate the remuneration of electricity grids to accept growing amounts of intermittent regenerative electricity feed-in from wind and solar power. Germany’s eager political target to double regenerative electricity production by 2030 puts pressure on grid operators to adapt and restructure their transmission and distribution grids. The ability of local distribution grids to operate autonomous of transmission grid supply is essential to stabilize electricity supply at the level of German federal states. Although congestion management and collaboration at the distribution system operator (DSO) level are promising approaches, relatively few studies address this issue. This study presents a methodology to assess the electric energy balance for the low-voltage grids in the German federal state of Baden-Württemberg, assuming the typical load curves and the interchange potential among local distribution grids by means of linear programming of the supply function and for typical seasonal electricity demands. The model can make a statement about the performance and development requirements for grid architecture for scenarios in 2035 and 2050 when regenerative energies will—according to present legislation—account for more than half of Germany’s electricity supply. The study details the amendment to Baden-Württemberg’s electricity grid required to fit the system to the requirements of regenerative electricity production. The suggested model for grid analysis can be used in further German regions and internationally to systematically remunerate electricity grids for the acceptance of larger amounts of regenerative electricity inflows. This empirical study closes the research gap of assessing the interchange potential among DSO and considers usual power loads and simultaneously usual electricity inflows.
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.
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.
This paper explains the realization of a concept for research-oriented photonics education. Using the example of the integration of an actual PhD project, it is shown how students are familiarized with the topic of research and scientific work in the first semesters. Typical research activities are included as essential parts of the learning process. Research should be made visible and tangible for the students. The authors will present all aspects of the learning environment, their impressions and experiences with the implemented scenario, as well as first evaluation results of the students.
Short-term load forecasting (STLF) has been playing a key role in the electricity sector for several decades, due to the need for aligning energy generation with the demand and the financial risk connected with forecasting errors. Following the top-down approach, forecasts are calculated for aggregated load profiles, meaning the sum of singular loads from consumers belonging to a balancing group. Due to the emerging flexible loads, there is an increasing relevance for STLF of individual factories. These load profiles are typically more stochastic compared to aggregated ones, which imposes new requirements to forecasting methods and tools with a bottom-up approach. The increasing digitalization in industry with enhanced data availability as well as smart metering are enablers for improved load forecasts. There is a need for STLF tools processing live data with a high temporal resolution in the minute range. Furthermore, behin-the-meter (BTM) data from various sources like submetering and production planning data should be integrated in the models. In this case, STLF is becoming a big data problem so that machine learning (ML) methods are required. The research project “GaIN” investigates the improvement of the STLF quality of an energy utility using BTM data and innovative ML models. This paper describes the project scope, proposes a detailed definition for a benchmark and evaluates the readiness of existing STLF methods to fulfil the described requirements as a reviewing paper.
The review highlights that recent STLF investigations focus on ML methods. Especially hybrid models gain more and more importance. ML can outperform classical methods in terms of automation degree and forecasting accuracy. Nevertheless, the potential for improving forecasting accuracy by the use of ML models depends on the underlying data and the types of input variables. The described methods in the analyzed publications only partially fulfil the tool requirements for STLF on company level. There is still a need to develop suitable ML methods to integrate the expanded data base in order to improve load forecasts on company level.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war es, aus den Erfahrungen von Mitgliedern des im Sommer 2020 neugegründeten Berufsverband Green Film & TV Consultants Deutschlands e.V. für zukünftig arbeitende Green Consultants einen optimalen Arbeitsablauf zu entwickeln. Dazu wurden mit vier Green Consultants Interviews geführt und die Aussagen in Form einer vereinfachten qualitativen Inhaltsanalyse vier Kategorien zugeordnet, aus denen sich insgesamt ein gutes Bild über die Arbeit als Green Consultant und gute Ansätze für den Best Practice Arbeitsablauf ergaben. Zusätzlich wurde aus den Antworten der Interviewpartner eine mögliche Ausbildung für zukünftige Green Consultants entworfen. Die Bachelorarbeit geht grundsätzlich auf die allgemeine Klimasituation der Erde ein und zeigt sowohl die ökologische als auch die ökonomische Bedeutung der Film- und TV-Branche in Deutschland auf. Die Inhalte der Bachelorarbeit sind vor allem für Studierende der medienschaffenden Studiengänge interessant.
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.
Automotive service suppliers are keen to invent products that help to reduce particulate matter pollution substantial, but governance worldwide are not yet ready to introduce this retrofitting of helpful devices statutory. To develop a strategy how to introduce these devices to the market based on user needs is the objective of our research. The contribution of this paper is three-fold: we will provide an overview of the current options of particulate matter pollution solutions (I). This corpus is used to come to a more precise description of the specific needs and wishes of target groups (II). Finally, a representative empirical study via social media channels with German car owners will help to develop a strategy to introduce retrofit devices into the German market (III).
Communication protocols enable information exchange between different information systems. If protocol descriptions for these systems are not available, they can be reverse-engineered for interoperability or security reasons. This master thesis describes the analysis of such a proprietary binary protocol, named the DVRIP or Dahua private protocol from Dahua Technology. The analysis contains the identification of the DVRIP protocol header format, security mechanisms and vulnerabilities inside the protocol implementation. With the revealing insights of the protocol, an increase of the overall security is achieved. This thesis builds the foundation for further targeted security analyses.
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.
OVVL (the Open Weakness and Vulnerability Modeller) is a tool and methodology to support threat modeling in the early stages of the secure software development lifecycle. We provide an overview of OVVL (https://ovvl.org), its data model and browser-based UI. We equally provide a discussion of initial experiments on how identified threats in the design phase can be aligned with later activities in the software lifecycle (issue management and security testing).
Neuromorphic computing systems have demonstrated many advantages for popular classification problems with significantly less computational resources. We present in this paper the design, fabrication and training of a programmable neuromorphic circuit, which is based on printed electrolytegated field-effect transistor (EGFET). Based on printable neuron architecture involving several resistors and one transistor, the proposed circuit can realize multiply-add and activation functions. The functionality of the circuit, i.e. the weights of the neural network, can be set during a post-fabrication step in form of printing resistors to the crossbar. Besides the fabrication of a programmable neuron, we also provide a learning algorithm, tailored to the requirements of the technology and the proposed programmable neuron design, which is verified through simulations. The proposed neuromorphic circuit operates at 5V and occupies 385mm 2 of area.
Dieses Buch verspricht unter dem Titel „… Wie Unternehmen den Wandel meistern“ Antworten zu geben, aber: Prognosen sind schwierig, vor allem, wenn sie die Zukunft betreffen. Dieses mal Winston Churchill, mal Kurt Tucholsky oder anderen zugeschriebene Zitat macht deutlich, dass jeder Unternehmer – Geschäftsführer, Vorstandsmitglied, Inhaber – die Notwendigkeit des Wandels für sich selbst erkennen und diesen zum richtigen Zeitpunkt in angemessenem Umfang einleiten muss. Dabei besteht die Gesamtheit aller betrieblichen Tätigkeiten zu einem ganz wesentlichen Teil aus Projekten und auch der (mehr oder weniger technologiegetriebene) Wandel des Unternehmens selbst wird ein Projekt sein.
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.
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.
Electrolyte-gated thin-film transistors (EGTs) with indium oxide channel, and expected lifetime of three months, enable low-voltage operation (~1 V) in the field of printed electronics (PEs). The channel width of our printed EGTs is varied between 200 and 1000 μm, whereas a channel length between 10 and 100 μm is used. Due to the lack of uniform performance p-type metal oxide semiconductors, n-type EGTs and passive elements are used to design circuits. For logic gates, transistor-resistor logic has been employed so far, but depletion and enhancement-mode EGTs in a transistor-transistor logic boost the circuit performance in terms of delay and signal swing. In this article, the threshold voltage of the EGT, which determines the operation mode, is tuned through sizing of the EGTs channel geometry. The feasibility of both transistor operation modes is demonstrated for logic gates and ring oscillators. An inverter operating at a supply voltage of 1 V shows a maximum gain of 9.6 and a propagation delay time of 0.7 ms, which represents an improvement of ~ 2x for the gain and oscillation frequency, in comparison with the resistor-transistor logic design. Moreover, the power consumption is reduced by 6x.
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.
Fast charging of lithium-ion batteries remains one of the most delicate challenges for the automotive industry, being seriously affected by the formation of lithium metal in the negative electrode. Here we present a physicochemical pseudo-3D model that explicitly includes the plating reaction as side reaction running in parallel to the main intercalation reaction. The thermodynamics of the plating reaction are modeled depending on temperature and ion concentration, which differs from the often-used assumption of a constant plating condition of 0 V anode potential. The reaction kinetics are described with an Arrhenius-type rate law parameterized from an extensive literature research. Re-intercalation of plated lithium was modeled to take place either via reverse plating (solution-mediated) or via an explicit interfacial reaction (surface-mediated). At low temperatures not only the main processes (intercalation and solid-state diffusion) become slow, but also the plating reaction itself becomes slower. Using this model, we are able to predict typical macroscopic experimental observables that are indicative of plating, that is, a voltage plateau during discharge and a voltage drop upon temperature increase. A spatiotemporal analysis of the internal cell states allows a quantitative insight into the competition between intercalation and plating. Finally, we calculate operation maps over a wide range of C-rates and temperatures that allow to assess plating propensity as function of operating condition.
Prediction of Claims in Export Credit Finance: A Comparison of Four Machine Learning Techniques
(2020)
This study evaluates four machine learning (ML) techniques (Decision Trees (DT), Random Forests (RF), Neural Networks (NN) and Probabilistic Neural Networks (PNN)) on their ability to accurately predict export credit insurance claims. Additionally, we compare the performance of the ML techniques against a simple benchmark (BM) heuristic. The analysis is based on the utilisation of a dataset provided by the Berne Union, which is the most comprehensive collection of export credit insurance data and has been used in only two scientific studies so far. All ML techniques performed relatively well in predicting whether or not claims would be incurred, and, with limitations, in predicting the order of magnitude of the claims. No satisfactory results were achieved predicting actual claim ratios. RF performed significantly better than DT, NN and PNN against all prediction tasks, and most reliably carried their validation performance forward to test performance.
Zur Herstellung von Spritzgussformeinsätzen kommen in der Regel spanende Verfahren zum Einsatz. In den letzten Jahren hat sich allerdings auch die additive Herstellung dieser Werkzeuge als zweckmäßig erwiesen. In der Produktentwicklung spielt die Agilität heute eine immer wichtigere Rolle. Um mögliche Potentiale des Additive Tooling im Rahmen des Agile Prototyping und um Unterschiede zu den konventionellen Herstellverfahren aufzuzeigen, werden Angebote für die Fertigung mehrerer Formeinsätze durch eine CNC- und HSC-Fertigung, sowie durch additive Herstellung angefragt und hinsichtlich Beschaffungskosten und -zeiten miteinander verglichen. Zudem erfolgt eine Bewertung der technischen Unterschiede. Aus diesen beiden Betrachtungen kann schließlich ein Profil über die drei Herstellverfahren abgeleitet werden, welches bei der anwendungsfallspezifischen Verfahrensauswahl unterstützen soll.
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.
Interaction and capturing information from the surrounding is dominated by vision and hearing. Haptics on the other side, widens the bandwidth and could also replace senses (sense switching) for impaired. Haptic technologies are often limited to point-wise actuation. Here, we show that actuation in two-dimensional matrices instead creates a richer input. We describe the construction of a full-body garment for haptic communication with a distributed actuating network. The garment is divided into attachable-detachable panels or add-ons that each can carry a two dimensional matrix of actuating haptic elements. Each panel adds to an enhanced sensoric capability of the human- garment system so that together a 720° system is formed. The spatial separation of the panels on different body locations supports semantic and theme-wise separation of conversations conveyed by haptics. It also achieves directional faithfulness, which is maintaining any directional information about a distal stimulus in the haptic input.
We introduce an open source python framework named PHS-Parallel Hyperparameter Search to enable hyperparameter optimization on numerous compute instances of any arbitrary python function. This is achieved with minimal modifications inside the target function. Possible applications appear in expensive to evaluate numerical computations which strongly depend on hyperparameters such as machine learning. Bayesian optimization is chosen as a sample efficient method to propose the next query set of parameters.
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.