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- Öffentliche Rechnungslegung (1)
- Öffentliche Schulden (1)
- Ökonomie (1)
- Überhitzung (1)
- Überlebensstrategien (1)
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- Übersetzungsstrategie (1)
- Überwachtes Lernen (1)
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Institute
- Fakultät Medien und Informationswesen (M+I) (bis 21.04.2021) (386)
- Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V) (332)
- Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik (E+I) (bis 03/2019) (213)
- Fakultät Medien (M) (ab 22.04.2021) (211)
- Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik (EMI) (ab 04/2019) (175)
- Fakultät Wirtschaft (W) (90)
- INES - Institut für nachhaltige Energiesysteme (67)
- Zentrale Einrichtungen (62)
- ivESK - Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (28)
- IfTI - Institute for Trade and Innovation (27)
Open Access
- Open Access (826)
- Closed Access (467)
- Closed (223)
- Bronze (155)
- Gold (66)
- Diamond (39)
- Hybrid (38)
- Grün (9)
Die Internationalisierung ist mittlerweile ein zentraler Aspekt der gegenwärtigen ökonomischen Debatte. Inzwischen sind nämlich immer mehr Unternehmungen von der internationalen Verschmelzung der Märkte und Branchen betroffen. Haben lange Zeit überwiegend Großunternehmen und Konzerne über die nationalen Grenzen hinweg agiert, stellt sich zunehmend auch der Mittelstand der Herausforderung der Internationalisierung. Schließlich bieten sich international tätigen Firmen durch die Erschließung neuer Märkte unter anderem eine Reihe von attraktiven Wachstumschancen.
Bioakustik, ein interdisziplinäres Gebiet der Biologie zwischen Klang und Umwelt, erfährt durch die Kunstkopf-Hörbilder des Naturforschers und Tonmeisters Walter Tilgner eine plastische, wissenschaftliche Erweiterung. Mit dem binauralen Kunstkopfverfahren zeichnet er nicht nur einzelne tier- und vogelkundliche Laute auf, sondern die gesamte Umgebung und ihr typisches Klangbild. Während die Tierstimmenanalyse etwa der Ornithologie einzelne Formen des Vogelgesangs untersucht, geht es ihm und Hörkünstlern wie Gordon Hempton, dem ‚Soundtracker‘, um das Wechselspiel zwischen den Arten in Zeit und Raum. Auch die pädagogische Seite spielt eine Rolle, um den Rezipienten Naturklang als wertvolle Ressource nahezubringen. 1985 hat der Pionier Tilgner die ersten Naturlandschaften vollständig digital aufgenommen und bei WERGO mit dem Label ‚Natural Sound‘ als CD publiziert. Für den Komponisten und Wissenschaftler Dr. Bernie Krause aus Kalifornien repräsentieren solche Aufnahmen ökologische Nischen in der Landschaft, von typischen Klangverläufen geprägt. In seinem eigenen Vergleich dichter Naturräume in Südamerika, Afrika und Asien werden sie unverwechselbar als akustischer Fingerabdruck nachweisbar. Der Künstler- Forscher hat mit der Spektralanalyse so nicht nur seine ‚Nischen-Hypothese‘ entwickelt und empirisch bestätigt, sondern auch den Begriff der Biophonie geprägt: Naturklänge entfalten sich wie in einem musikalischen Stück, sie sind der Komposition einer (Bio-)Symphonie vergleichbar. Die Stimmen der Spezies bilden arin den ‚materialen Klang‘ (den Ausdruck verdanken wir dem Komponisten Johannes Wallmann in Berlin). Darauf wirken die zeitlichen Prozesse und räumlichen Faktoren der Umwelt, als ‚Geophony‘ aus Klima und Flora, durch Sonne, Wind, Erde und Wasser. Schließlich verändert auch der Mensch die Naturlandschaft durch technische Geräte, wie in der Tonaufnahme, und durch extensives Wirtschaften hin zur ‚Anthrophony‘. Der Klang der Natur ist also menschgemacht, und die Aufnahmen bedeuten nicht nur wertvollen Rohstoff für die Medien. Bioakustik und Biophonie fordern den Dialog von und über Natur und Kultur immer wieder neu heraus, wie hier im Spektrogramm einer Waldcollage, mit einer starken Motorsäge als Mittelpunkt [2].
Meiner Meinung nach ist Christopher Nolans Meisterwerk „Oppenheimer“ eindeutig der Film des Jahres. Nolan zählt für mich zu einem der bedeutendsten Regisseure der Filmkunst. Im Kino zog mich der Film in den Bann. 3 Stunden vergingen wie im Flug. Doch warum fasziniert mich dieser Film so sehr? Wie hat Nolan hier gearbeitet? Diese wissenschaftliche Arbeit soll dieses Lichtspiel filmästhetisch analysieren. Diese Analyse beschäftigt sich einerseits mit dem Film und andererseits mit der Biografie „J. Robert Oppenheimer“ von Kai Bird und Martin J. Sherwin als Hauptquellen. Es werden die Handlung, die Kameraarbeit, das Szenenbild, die Audiogestaltung, die Filmmusik und die Montage analysiert. Zum Schluss werden Filmkritiken untersucht, um zu analysieren, wie der Film in der breiten Masse ankam.
Für Unternehmen ist es zunehmend von Interesse, durch Social-Media-Kommunikation nicht nur die Aufmerksamkeit der Zielgruppe zu wecken, sondern mit der aufmerksamkeitsstarken Ansprache die Wahrnehmung ihrer Marke und das marktbezogene Verhalten zu beeinflussen. Humorvolle Appelle sind in diesem Zusammenhang zur gängigen Werbepraxis geworden und finden auf Social Media in der direkten Interaktion zwischen Marken und ihrer Zielgruppe statt. Mit der vorliegenden Arbeit wird humorvoll-schlagfertige Unternehmenskommunikation auf Social Media untersucht. Das Ziel war es, die Wirkungszusammenhänge zwischen derartiger Kommunikation, deren Bewertung, dem Markenimage, der Markenauthentizität und den Handlungsabsichten besser zu verstehen. Die Erkenntnisse über diese Zusammenhänge können sowohl der weiteren Erforschung als auch künftigen Marketingentscheidungen dienen.
Im Zuge dessen wurden die theoretischen Hintergründe moderner Markenkommunikation sowie der Konzepte Humor und Schlagfertigkeit ausgearbeitet. Der empirische Teil der Arbeit besteht aus der Konzipierung, Durchführung, Analyse und Ergebnisdiskussion einer quantitativen Studie. Zu den zentralen Ergebnissen zählt, dass sich der Grad an Humor und an Schlagfertigkeit darauf auswirkt, wie sehr die Kommunikation gefällt. Wenn diese gut gefällt, stärkt das wiederum das Markenimage. Auch die wahrgenommene Markenauthentizität bestimmt das Markenimage und wird selbst vor allem durch den Grad der Schlagfertigkeit bestimmt. Das Markenimage beeinflusst die Weiterleitungsabsicht der Kommunikation (virale Effekte) und die Kaufabsicht. Dabei unterscheidet sich humorvoll-schlagfertige Unternehmenskommunikation von neutraler Vergleichskommunikation hinsichtlich der Weiterleitungsabsicht signifikant.
1000 Meilen unter Strom, Rekordfahrt des in Offenburg entwickelten eFahrzeugs "Schluckspecht"
(2012)
Nach der Entwicklung eines sparsamen Demonstrationsfahrzeugs mit Dieselmotor und Brennstoffzellenfahrzeuge wurde ein Batteriefahrzeug entwickelt, das in Südafrika unter der Aufsicht von FIA-Ingenieuren 626,6 km fuhr, ohne dass die Batterie aufgeladen werden musste. Ein Demonstrationsfahrzeug des Japan Electrical Vehicle Club hielt den damaligen Weltrekordmit 555,6 km.
Knight Götz von Berlichingen (1480–1562) lost his right hand distal to the wrist due to a cannon ball splinter injury in 1504 in the Landshut War of Succession at the age of 24. Early on, Götz commissioned a gunsmith to build the first “Iron Hand,” in which the artificial thumb and two finger blocks could be moved in their basic joints by a spring mechanism and released by a push button. Some years later, probably around 1530, a second “Iron Hand” was built, in which the fingers could be moved passively in all joints. In this review, the 3D computer-aided design (CAD) reconstructions and 3D multi-material polymer replica printings of the first “Iron hand“, which were developed in the last few years at Offenburg University, are presented. Even by today’s standards, the first “Iron Hand”—as could be shown in the replicas—demonstrates sophisticated mechanics and well thought-out functionality and still offers inspiration and food for discussion when it comes to the question of an artificial prosthetic replacement for a hand. It is also outlined how some of the ideas of this mechanical passive prosthesis can be translated into a modern motorized active prosthetic hand by using simple, commercially available electronic components.
Positioning mobile systems with high accuracy is a prerequisite for intelligent autonomous behavior, both in industrial environments and in field robotics. This paper describes the setup of a robotic platform and its use for the evaluation of simultaneous localization and mapping (SLAM) algorithms. A configuration using a mobile robot Husky A200, and a LiDAR (light detection and ranging) sensor was used to implement the setup. For verification of the proposed setup, different scan matching methods for odometry determination in indoor and outdoor environments are tested. An assessment of the accuracy of the baseline 3D-SLAM system and the selected evaluation system is presented by comparing different scenarios and test situations. It was shown that the hdl_graph_slam in combination with the LiDAR OS1 and the scan matching algorithms FAST_GICP and FAST_VGICP achieves good mapping results with accuracies up to 2 cm.
Recent developments in information and communication technology, along with advanced displaying techniques and high computational performance open up new visualisation methods to both scientists and lecturers. Thus simulations of complex processes [1] can be computed and visualised in image sequences. The particular idea in our approach is the outsourcing of computationally intensive calculations to servers which then send the results back to mobile users. In order to improve interpretations of the visualised results, users can view them in a 3D-perspective or stereoscopically, given the technical requirements. Today’s technology even permits to view these visualisations on a mobile phone. An example for such a computationally intensive calculation originating from the theory of relativity is depicted in Figure 4.1-1.
Disturbances of the cardiac conduction system causing reentry mechanisms above the atrioventricular (AV) node are induced by at least one accessory pathway with different conducting properties and refractory periods. This work aims to further develop the already existing and continuously expanding Offenburg heart rhythm model to visualise the most common supraventricular reentry tachycardias to provide a better understanding of the cause of the respective reentry mechanism.
Background: This paper presents a novel approach for a hand prosthesis consisting of a flexible, anthropomorphic, 3D-printed replacement hand combined with a commercially available motorized orthosis that allows gripping.
Methods: A 3D light scanner was used to produce a personalized replacement hand. The wrist of the replacement hand was printed of rigid material; the rest of the hand was printed of flexible material. A standard arm liner was used to enable the user’s arm stump to be connected to the replacement hand. With computer-aided design, two different concepts were developed for the scanned hand model: In the first concept, the replacement hand was attached to the arm liner with a screw. The second concept involved attaching with a commercially available fastening system; furthermore, a skeleton was designed that was located within the flexible part of the replacement hand.
Results: 3D-multi-material printing of the two different hands was unproblematic and inexpensive. The printed hands had approximately the weight of the real hand. When testing the replacement hands with the orthosis it was possible to prove a convincing everyday functionality. For example, it was possible to grip and lift a 1-L water bottle. In addition, a pen could be held, making writing possible.
Conclusions: This first proof-of-concept study encourages further testing with users.
3D Produktpräsentationen im Internet sind komplexe Rich Media Anwendungen, bei deren Erstellung es viel zu beachten gilt. Diese Arbeit beleuchtet verschiedene Aspekte zur Erstellung von 3D Produktpräsentationen. Das Zielmedium Internet, die Gestaltung von 3D Produkten und Layouts, die Interaktivität von 3D Produktseiten, Technologien zu Erstellung, technische Hürden des Mediums, Visionen und ein Projektablauf sowie eine Perspektive zur Entwicklung von 3D Produktpräsentationen sind die inhaltlichen Schwerpunkte der Arbeit.
Technologie spielt im Sport schon immer eine große Rolle. Mit steigender Leistungsdichte im Spitzensport wird versucht mithilfe technischer Hilfsmittel dem Sportler die optimalen Umstände zu ermöglichen. Dazu gehört nicht nur Technik im Sportequiptment, sondern auch Sportuntersuchungen wie Leistungsdiagnostiken. Im Laufsport zählen dazu Ausdauer- und Krafttests. Bei Ausdauertests werden physiologische Parameter wie Laktat, Herzfrequenz oder Sauerstoffaufnahme gemessen. Zusätzlich wird die Lauftechnik für einen kurzen Zeitpunkt analysiert. Wie sich diese unter anhaltender Belastung verhält, wird nicht untersucht. Mit neuen Technologien im Bereich Bewegungsanalyse, können immer schneller größere Datensätze ausgewertet werden. Aus diesem Grund wird in dieser Studie die Lauftechnik über mehrere Zeitpunkte aufgezeichnet und nach Ermüdungserscheinungen untersucht.
Dazu wurde am Institut für angewandte Trainingswissenschaften (IAT) während einer komplexen Leistungsdiagnostik im März 2021 bei einem Laufbandstufentest (4x2000m oder 4x3000m) die Lauftechnik von 15 Elite- und Elitenachwuchsläufer:innen (m=8, w=7) mithilfe eines 3D-Bewegungsanalyse Systems nach Veränderungen in Winkelstellung und Bodenreaktionskraft untersucht. Als physiologische Vergleichsparameter wurde Herzfrequenz und Laktat aufgenommen.
Bei der Analyse der Daten wurden diese in der Gruppe betrachtet. Dabei haben sich schwach signifikante Veränderungen (p=0,047) der vertikalen Bodenreaktionskraft links am Ende der Stufe aufgezeigt. Weitere signifikante Unterschiede (p=0,020) sind im maximalen Kniehub links zu einem größerer Hüftwinkel am Ende sichtbar. Da sonst keine signifikanten Unterschiede zu sehen sind, lässt sich, bei dem hier durchgeführten Protokoll, nicht statistisch gesichert feststellen, ob auftretende Ermüdungserscheinungen die Lauftechnik beeinflussen und verändern. Um festzustellen, ob es geschlechts- oder protokollanhängige Effekte hinsichtlich einer ermüdungsbedingte Lauftechnikveränderung gibt, wurde auch dies statistisch untersucht.
Hier zeigten sich jeweils in einzelnen Parametern signifikante Unterschiede (Parameter TO\_knee\_left; p=0,026) in der Geschlechtsspezifik und in der protokollabhängigen Untersuchung (Parameter TSw\_hip\_left; p=0,04)
Für weitere Studien zur Untersuchung von Lauftechnikveränderung sollten umfangreichere physiologische Daten zur genaueren Betrachtung der Ermüdung verwendet werden. Grundsätzlich müsste das Protokoll auf eine maximale Ausbelastung (beispielsweise Dauerstufentest von 10-15km oder Ausbelastungs-/Abbruchtest) ausgelegt sein.
Grundlegend ist festzustellen, dass sich Simi-Shape als 3D-Bewegungsanalyse-Methode eignet, um spezifische Parameter in der Lauftechnik zu diagnostizieren, gerade hinsichtlich der Effizienz im Auswerteprozess.
3D-Druck für Privatanwender
(2014)
„It’s basically like a hot-glue gun that uses the same kind of plastic used to make Legos“
So beschreibt Bre Pettis, CEO von Makerbot Industries, das 3D-Druckverfahren welches bei den meisten 3D Druckern für den privaten Gebrauch verwendet wird. Was ist der 3D-Druck eigentlich? Wo kann er eingesetzt werden? Wird irgendwann ein 3D-Drucker in jedem Haushalt zu finden sein? Um Antworten auf diese Fragen zu finden, habe ich im Rahmen meiner Bachelorarbeit einen 3D-Drucker zusammengebaut und versucht mehr über diese spannende Zukunftstechnologie zu erfahren.
Die Arbeit behandelt das Thema 3D-Gestensteuerungen als MIDI-Controller in Audioanwendungen. Es wird anhand der momentan verfügbaren 3D-Gesten-Steuerungstechnik erforscht, welche Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Audiotechnik beziehungsweise im Sounddesign gegeben sind. Die Erforschung der technischen Grundlagen aus Software und Hardware-Modulen als auch die Performance-Bewertungen bilden die technischen Grundlagen ab, während anschliessend ausgewählte Audioanwendungen beschrieben werden, welche in einer Befragung auf ihre Nutzbarkeit überprüft werden. Es wird beschrieben wie man mit einer 3D-Gestensteuerung, wie dem Kinect-Sensor, Musik oder Sounds produzieren kann, und wie man diese Technik sinnvoll einsetzten kann.
Die vorliegende Bachelorthesis befasst sich mit der Reproduktion der ersten „eisernen Hand“ des Götz von Berlichingen. Die Aufgabenstellung ist es, einen Öffnungsmechanismus zu entwickeln, welcher die zwei Fingerblöcke in die geöffnete Grundstreckstellung zurückführt, wenn die Finger zur Handinnenfläche eingefahren sind. Außerdem sollen die Fingerblöcke in drei verschiedenen Positionen einrasten können, wenn sie nach innen gedrückt werden. Insgesamt soll die Mechanik der Fingerblöcke durch 3D-unterstützte Optimierung von Bauteilen verbessert und unterstützt werden.
Der neukonstruierte Öffnungsmechanismus beinhaltet eine Drehfeder pro Fingerblock. Zudem begünstigt die CAD-Optimierung des Daumensystems und des Fingersystems die Mechanik der Fingerblöcke.
In 4D printing, an additively manufactured component is given the ability to change its shape or function in an intended and useful manner over time. The technology of 4D printing is still in an early stage of development. Nevertheless, interesting research and initial applications exist in the literature. In this work, a novel methodical approach is presented that helps transfer existing 4D printing research results and knowledge into solving application tasks systematically. Moreover, two different smart materials are analyzed, used, and combined following the presented methodical approach to solving the given task in the form of recovering an object from a poorly accessible space. This is implemented by self-positioning, grabbing, and extracting the target object. The first smart material used to realize these tasks is a shape-memory polymer, while the second is a polymer-based magnetic composite. In addition to the presentation and detailed implementation of the methodical approach, the potentials and behavior of the two smart materials are further examined and narrowed down as a result of the investigation. The results show that the developed methodical approach contributes to moving 4D printing closer toward a viable alternative to existing technologies due to its problem-oriented nature.
5 Jahre OHRbits - Resümee und neue Ideen Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des privaten Rundfunks in kleinen Regionen wie der Ortenau, binnen der letzten 20 Jahre, gesondert der Privaten Rundfunkgesellschaft Ortenau KG. Hierzu wurden die Möglichkeiten von Kundenbindungsmassnahmen im Hörfunk, wie den seit fünf Jahren existierenden OHRbits, untersucht und deren Entwicklung, Stärken und Schwächen, untersucht. Um Konzepte für die Zukunft entwickeln zu können wurde eine Umfrage unter 800 Programmteilnehmern sowie einer Auswahl an Partnerunternehmen der OHRbits durchgeführt. Auf diesen Resultaten basierend wurden nun neue Konzepte entwickelt. Neben diesem Zweig wurden überregionale Systeme wie Payback oder Happy Digits untersucht und vorgestellt, sowie das OHRbits-System mit Systemen anderer Zeitungsverlage, verglichen, genauer mit der LeserPlus-Card der Mittelbadischen Presse, der BZCard der Badischen Zeitung, sowie der CleverKarte der Lüneburger Landeszeitung.
A simple measuring method for acquiring the radiation pattern of an ultrawide band Vivaldi antenna is presented. The measuring is performed by combining two identical Vivaldi antennas and some of the intrinsic properties of a stepped-frequency continue wave radar (SFCW radar) in the
range from 1.0 GHz to 6.0 GHz. A stepper-motor provided the azimuthal rotation for one of the antennas from 0 ◦ to 360 ◦. The tests have been performed within the conventional environment (laboratory / office) without using an anechoic chamber or absorbing materials. Special measuring devices have not been used either. This method has been tested with different pairs of Vivaldi antennas and it can be also used for different ones (with little or no change in the system), as long as their operational
bandwidth is within the frequency range of the SFCW radar.
Keywords — SFCW Radar, Antenna Gain Characterization,
Azimuthal Radiation Pattern
Gamification is increasingly successful in the field of education and health. However, beyond call-centers and applications in human resources, its utilization within companies remains limited. In this paper, we examine the acceptance of gamification in a large company (with over 17,000 employees) across three generations, namely X, Y, and Z. Furthermore, we investigate which gamification elements are suited for business contexts, such as the dissemination of company principles and facts, or the organization of work tasks. To this end, we conducted focus group discussions, developed the prototype of a gamified company app, and performed a large-scale evaluation with 367 company employees. The results reveal statistically significant intergenerational disparities in the acceptance of gamification: younger employees, especially those belonging to Generation Z, enjoy gamification more than older employees and are most likely to engage with a gamified app in the workplace. The results further show a nuanced range of preferences regarding gamification elements: avatars are popular among all generations, badges are predominantly appreciated by Generations Z and Y, while leaderboards are solely liked by Generation Z. Drawing upon these insights, we provide recommendations for future gamification projects within business contexts. We hope that the results of our study regarding the preferences of the gamification elements and understanding generational differences in acceptance and usage of gamification will help to create more engaging and effective apps, especially within the corporate landscape.
Threat Modeling is a vital approach to implementing ”Security by Design” because it enables the discovery of vulnerabilities and mitigation of threats during the early stage of the Software Development Life Cycle as opposed to later on when they will be more expensive to fix. This thesis makes a review of the current threat Modeling approaches, methods, and tools. It then creates a meta-model adaptation of a fictitious cloud-based shop application which is tested using STRIDE and PASTA to check for vulnerabilities, weaknesses, and impact risk. The Analysis is done using Microsoft Threat Modeling Tool and IriusRisk. Finally, an evaluation of the results is made to ascertain the effectiveness of the processes involved with highlights of the challenges in threat modeling and recommendations on how security developers can make improvements.
The Internet of Things is spreading significantly in every sector, including the household, a variety of industries, healthcare, and emergency services, with the goal of assisting all of those infrastructures by providing intelligent means of service delivery. An Internet of Vulnerabilities (IoV) has emerged as a result of the pervasiveness of the Internet of Things (IoT), which has led to a rise in the use of applications and devices connected to the IoT in our day-to-day lives. The manufacture of IoT devices are growing at a rapid pace, but security and privacy concerns are not being taken into consideration. These intelligent Internet of Things devices are especially vulnerable to a variety of attacks, both on the hardware and software levels, which leaves them exposed to the possibility of use cases. This master’s thesis provides a comprehensive overview of the Internet of Things (IoT) with regard to security and privacy in the area of applications, security architecture frameworks, a taxonomy of various cyberattacks based on various architecture models, such as three-layer, four-layer, and five-layer. The fundamental purpose of this thesis is to provide recommendations for alternate mitigation strategies and corrective actions by using a holistic rather than a layer-by-layer approach. We discussed the most effective solutions to the problems of privacy and safety that are associated with the Internet of Things (IoT) and presented them in the form of research questions. In addition to that, we investigated a number of further possible directions for the development of this research.
This paper provides a comprehensive overview of approaches to the determination of isocontours and isosurfaces from given data sets. Different algorithms are reported in the literature for this purpose, which originate from various application areas, such as computer graphics or medical imaging procedures. In all these applications, the challenge is to extract surfaces with a specific isovalue from a given characteristic, so called isosurfaces. These different application areas have given rise to solution approaches that all solve the problem of isocontouring in their own way. Based on the literature, the following four dominant methods can be identified: the marching cubes algorithms, the tessellation-based algorithms, the surface nets algorithms and the ray tracing algorithms. With regard to their application, it can be seen that the methods are mainly used in the fields of medical imaging, computer graphics and the visualization of simulation results. In our work, we provide a broad and compact overview of the common methods that are currently used in terms of isocontouring with respect to certain criteria and their individual limitations. In this context, we discuss the individual methods and identify possible future research directions in the field of isocontouring.
This thesis focuses on the development and implementation of a Datagram Transport Layer Security (DTLS) communication framework within the ns-3 network simulator, specifically targeting the LoRaWAN model network. The primary aim is to analyse the behaviour and performance of DTLS protocols across different network conditions within a LoRaWAN context. The key aspects of this work include the following.
Utilization of ns-3: This thesis leverages ns-3’s capabilities as a powerful discrete event network simulator. This platform enables the emulation of diverse network environments, characterized by varying levels of latency, packet loss, and bandwidth constraints.
Emulation of Network Challenges: The framework specifically addresses unique challenges posed by certain network configurations, such as duty cycle limitations. These constraints, which limit the time allocated for data transmission by each device, are crucial in understanding the real-world performance of DTLS protocols.
Testing in Multi-client-server Scenarios: A significant feature of this framework is its ability to test DTLS performance in complex scenarios involving multiple clients and servers. This is vital for assessing the behaviour of a protocol under realistic network conditions.
Realistic Environment Simulation: By simulating challenging network conditions, such as congestion, limited bandwidth, and resource constraints, the framework provides a realistic environment for thorough evaluation. This allows for a comprehensive analysis of DTLS in terms of security, performance, and scalability.
Overall, this thesis contributes to a deeper understanding of DTLS protocols by providing a robust tool for their evaluation under various and challenging network conditions.
A report from the World Economic Forum (2019) stated loneliness as the third societal stressor in the world, mainly in western countries. Moreover, research shows that loneliness tends to be experienced more severely by young adults than other age groups (Rokach, 2000), which is the case of university students who face profound periods of loneliness when attending university in a new place (Diehl et al., 2018). Digital technology, especially mental health apps (MHapps), have been viewed as promising solutions to address this distress in universities, however, little evidence on this topic reveals uncertainty around how these resources impact individual well-being. Therefore, this research proposed to investigate how the gamified social mobile app Noneliness reduced loneliness rates and other associated mental health issues of students from a German university. As little work has focused on digital apps targeting loneliness, this project also proposed to describe and discuss the app’s design and development processes. A multimethod approach was adopted: literature review on high-efficacy MHapps design, gamification for mental health and loneliness interventions; User Experience Design and Human-centered Computing. Evaluations occurred according to the app’s development iterations, which assessed four versions (from prototype to Beta) through quantitative and qualitative studies with university students. The main results obtained regarding the design aspects were: users' preference for minimalistic interfaces; importance in maintaining privacy and establishing trust among users; students' willingness to use an online support space for emotional and educational support. Most used features were those related to group discussions, private chats and university social events. Preferred gamification elements were those that provided positive reinforcement to motivate social interactions (e.g. Points, Levels and Achievements). Results of a pilot randomized controlled trial with university students (N = 12), showed no statistically significant interactions in reducing loneliness among experimental group members (n = 7, x² = 3.500, p-value = 0.477, Cramer’s V = 0.27) who made continued use of the app for six weeks. On the other hand, the app showed effects of moderate magnitude on loneliness reduction in this group. The app also demonstrated relatively strong magnitude effects on other associated variables, such as depression and stress in the experimental group. In addition to motivating the conduct of further studies with larger samples, the findings point to a potential app effectiveness not only to reduce loneliness, but also other variables that may be associated with the distress.
Lithium-ion batteries exhibit slow voltage dynamics on the minute time scale that are usually associated with transport processes. We present a novel modelling approach toward these dynamics by combining physical and data-driven models into a Grey-box model. We use neural networks, in particular neural ordinary differential equations. The physical structure of the Grey-box model is borrowed from the Fickian diffusion law, where the transport domain is discretized using finite volumes. Within this physical structure, unknown parameters (diffusion coefficient, diffusion length, discretization) and dependencies (state of charge, lithium concentration) are replaced by neural networks and learnable parameters. We perform model-to-model comparisons, using as training data (a) a Fickian diffusion process, (b) a Warburg element, and (c) a resistor-capacitor circuit. Voltage dynamics during constant-current operation and pulse tests as well as electrochemical impedance spectra are simulated. The slow dynamics of all three physical models in the order of ten to 30 min are well captured by the Grey-box model, demonstrating the flexibility of the present approach.
Pure orbital blowout fractures occur within the confines of the internal orbital wall. Restoration of orbital form and volume is paramount to prevent functional and esthetic impairment. The anatomical peculiarity of the orbit has encouraged surgeons to develop implants with customized features to restore its architecture. This has resulted in worldwide clinical demand for patient-specific implants (PSIs) designed to fit precisely in the patient’s unique anatomy. Material extrusion or Fused filament fabrication (FFF) three-dimensional (3D) printing technology has enabled the fabrication of implant-grade polymers such as Polyetheretherketone (PEEK), paving the way for a more sophisticated generation of biomaterials. This study evaluates the FFF 3D printed PEEK orbital mesh customized implants with a metric considering the relevant design, biomechanical, and morphological parameters. The performance of the implants is studied as a function of varying thicknesses and porous design constructs through a finite element (FE) based computational model and a decision matrix based statistical approach. The maximum stress values achieved in our results predict the high durability of the implants, and the maximum deformation values were under one-tenth of a millimeter (mm) domain in all the implant profile configurations. The circular patterned implant (0.9 mm) had the best performance score. The study demonstrates that compounding multi-design computational analysis with 3D printing can be beneficial for the optimal restoration of the orbital floor.
Background:
Ankle braces aim to reduce lateral ankle sprains. Next to protection, factors influencing user compliance, such as sports performance, motion restriction, and users’ perceptions, are relevant for user compliance and thus injury prevention. Novel adaptive protection systems claim to change their mechanical behavior based on the intensity of motion (eg, the inversion velocity), unlike traditional passive concepts of ankle bracing.
Purpose:
To compare the performance of a novel adaptive brace with 2 passive ankle braces while considering protection, sports performance, freedom of motion, and subjective perception.
Study Design:
Controlled laboratory study.
Methods:
The authors analyzed 1 adaptive and 2 passive (one lace-up and one rigid brace) ankle braces, worn in a low-cut, indoor sports shoe, which was also the no-brace reference condition. We performed material testing using an artificial ankle joint system at high and low inversion velocities. Further, 20 male, young, healthy team sports athletes were analyzed using 3-dimensional motion analysis in sports-related movements to address protection, sports performance, and active range of motion dimensions. Participants rated subjective comfort, stability, and restriction experienced when using the products.
Results:
Subjective stability rating was not different between the adaptive and passive systems. The rigid brace was superior in restricting peak inversion during the biomechanical testing compared with the passive braces. However, in the material test, the adaptive brace increased its stiffness by approximately 400% during the fast compared with the slow inversion velocities, demonstrating its adaptive behavior and similar stiffness values to passive braces. We identified minor differences in sports performance tasks. The adaptive brace improved active ankle range of motion and subjective comfort and restriction ratings.
Conclusion:
The adaptive brace offered similar protective effects in high-velocity inversion situations to those of the passive braces while improving range of motion, comfort, and restriction rating during noninjurious motions.
Clinical Relevance:
Protection systems are only effective when used. Compared with traditional passive ankle brace technologies, the novel adaptive brace might increase user compliance by improving comfort and freedom of movement while offering similar protection in injurious situations.
The NaSiO Institute (Institute for Sustainable Silicate Research in Offenburg, https://inasio.hs-offenburg.de/) has been working for years on climate-friendly alternatives to insulation materials and inorganic binders, as well as the reasonable use of construction waste in the building industry. The aim of research is to realize the enormous CO 2 saving potential of the construction sector worldwide. A stopping of climate heating will only succeed if these climate-friendly alternatives are used in the construction industry. This is the only way to realize the enormous CO2 savings that will be needed in future to comply with the Paris Agreement.
Treadmills are essential to the study of human and animal locomotion as well as for applied diagnostics in both sports and medicine. The quantification of relevant biomechanical and physiological variables requires a precise regulation of treadmill belt velocity (TBV). Here, we present a novel method for time-efficient tracking of TBV using standard 3D motion capture technology. Further, we analyzed TBV fluctuations of four different treadmills as seven participants walked and ran at target speeds ranging from 1.0 to 4.5 m/s. Using the novel method, we show that TBV regulation differs between treadmill types, and that certain features of TBV regulation are affected by the subjects’ body mass and their locomotion speed. With higher body mass, the TBV reductions in the braking phase of stance became higher, even though this relationship differed between locomotion speeds and treadmill type (significant body mass × speed × treadmill type interaction). Average belt speeds varied between about 98 and 103% of the target speed. For three of the four treadmills, TBV reduction during the stance phase of running was more intense (> 5% target speed) and occurred earlier (before 50% of stance phase) unlike the typical overground center of mass velocity patterns reported in the literature. Overall, the results of this study emphasize the importance of monitoring TBV during locomotor research and applied diagnostics. We provide a novel method that is freely accessible on Matlab’s file exchange server (“getBeltVelocity.m”) allowing TBV tracking to become standard practice in locomotion research.
Melamine (1,3,5-triazine-2,4,6-triamine or cyanuramide, C3H6N6) is a trimer of cyanamide, with a 1,3,5-triazine skeleton (Figure 3.5-1). The molecule contains 66% nitrogen by mass and, if mixed with resins, has fire retardant properties due to its release of nitrogen gas when burned or charred. The word melamine (from German) is a combination of the word melam (which is a distillation derivative of ammonium thiocyanate) and amine [1]. Melamine is also a metabolite of cyromazine, an insecticide in which the proton of an NH2-group is substituted by a cyclopropyl group.
Electronic pills, smart capsules or miniaturized microsystems swallowed by human beings or animals for various biomedical and diagnostic applications are growing rapidly in the last years. This paper searched out the important existing electronic pills in the market and prototypes in research centers. Further objective of this research is to develop a technology platform with enhanced feature to cover the drawback of most
capsules. The designed telemetry unit is a synchronous bidirectional communication block using continuous phase DQPSK of 115 kHz low carrier frequency for inductive data transmission suited for human body energy transfer. The communication system can assist the electronic pill to trigger an actuator for drug delivery, to record temperature, or to measure pH of the body. It consists additionally to a 32bit processor, memory, external peripheries, and detection facility. The complete system is designed to fit small-size mass medical application with low power consumption, size of 7x25mm. The system is designed, simulated and emulated on FPGA.
In recent years, physically unclonable functions (PUFs) have gained significant attraction in IoT security applications, such as cryptographic key generation and entity authentication. PUFs extract the uncontrollable production characteristics of different devices to generate unique fingerprints for security applications. When generating PUF-based secret keys, the reliability and entropy of the keys are vital factors. This study proposes a novel method for generating PUF-based keys from a set of measurements. Firstly, it formulates the group-based key generation problem as an optimization problem and solves it using integer linear programming (ILP), which guarantees finding the optimum solution. Then, a novel scheme for the extraction of keys from groups is proposed, which we call positioning syndrome coding (PSC). The use of ILP as well as the introduction of PSC facilitates the generation of high-entropy keys with low error correction costs. These new methods have been tested by applying them on the output of a capacitor network PUF. The results confirm the application of ILP and PSC in generating high-quality keys.
A novel peptidyl-lys metalloendopeptidase (Tc-LysN) from Tramates coccinea was recombinantly expressed in Komagataella phaffii using the native pro-protein sequence. The peptidase was secreted into the culture broth as zymogen (~38 kDa) and mature enzyme (~19.8 kDa) simultaneously. The mature Tc-LysN was purified to homogeneity with a single step anion-exchange chromatography at pH 7.2. N-terminal sequencing using TMTpro Zero and mass spectrometry of the mature Tc-LysN indicated that the pro-peptide was cleaved between the amino acid positions 184 and 185 at the Kex2 cleavage site present in the native pro-protein sequence. The pH optimum of Tc-LysN was determined to be 5.0 while it maintained ≥60% activity between pH values 4.5—7.5 and ≥30% activity between pH values 8.5—10.0, indicating its broad applicability. The temperature maximum of Tc-LysN was determined to be 60 °C. After 18 h of incubation at 80 °C, Tc-LysN still retained ~20% activity. Organic solvents such as methanol and acetonitrile, at concentrations as high as 40% (v/v), were found to enhance Tc-LysN’s activity up to ~100% and ~50%, respectively. Tc-LysN’s thermostability, ability to withstand up to 8 M urea, tolerance to high concentrations of organic solvents, and an acidic pH optimum make it a viable candidate to be employed in proteomics workflows in which alkaline conditions might pose a challenge. The nano-LC-MS/MS analysis revealed bovine serum albumin (BSA)’s sequence coverage of 84% using Tc-LysN which was comparable to the sequence coverage of 90% by trypsin peptides.
Governments have restricted public life during the COVID-19 pandemic, inter alia closing sports facilities and gyms. As regular exercise is essential for health, this study examined the effect of pandemic-related confinements on physical activity (PA) levels. A multinational survey was performed in 14 countries. Times spent in moderate-to-vigorous physical activity (MVPA) as well as in vigorous physical activity only (VPA) were assessed using the Nordic Physical Activity Questionnaire (short form). Data were obtained for leisure and occupational PA pre- and during restrictions. Compliance with PA guidelines was calculated based on the recommendations of the World Health Organization (WHO). In total, n = 13,503 respondents (39 ± 15 years, 59% females) were surveyed. Compared to pre-restrictions, overall self-reported PA declined by 41% (MVPA) and 42.2% (VPA). Reductions were higher for occupational vs. leisure time, young and old vs. middle-aged persons, previously more active vs. less active individuals, but similar between men and women. Compared to pre-pandemic, compliance with WHO guidelines decreased from 80.9% (95% CI: 80.3–81.7) to 62.5% (95% CI: 61.6–63.3). Results suggest PA levels have substantially decreased globally during the COVID-19 pandemic. Key stakeholders should consider strategies to mitigate loss in PA in order to preserve health during the pandemic.
In recent years, the topic of embedded machine learning has become very popular in AI research. With the help of various compression techniques such as pruning, quantization and others compression techniques, it became possible to run neural networks on embedded devices. These techniques have opened up a whole new application area for machine learning. They range from smart products such as voice assistants to smart sensors that are needed in robotics. Despite the achievements in embedded machine learning, efficient algorithms for training neural networks in constrained domains are still lacking. Training on embedded devices will open up further fields of applications. Efficient training algorithms would enable federated learning on embedded devices, in which the data remains where it was collected, or retraining of neural networks in different domains. In this paper, we summarize techniques that make training on embedded devices possible. We first describe the need and requirements for such algorithms. Then we examine existing techniques that address training in resource-constrained environments as well as techniques that are also suitable for training on embedded devices, such as incremental learning. At the end, we also discuss which problems and open questions still need to be solved in these areas.
Nowadays decarbonisation of the energy system is one of the main concerns for most governments. Renewable energy technologies, such as rooftop photovoltaic systems and home battery storage systems, are changing the energy system to be more decentralised. As a consequence, new ways of energy business models are emerging, e.g., peer-to-peer energy trading. This new concept provides an online marketplace where direct energy exchange can occur between its participants. The purpose of this study is to conduct a content analysis of the existing literature, ongoing research projects, and companies related to peer-to-peer energy trading. From this review, a summary of the most important aspects and journal papers is assessed, discussed, and classified. It was found that the different energy market types were named in various ways and a proposal for standard language for the several peer-to-peer market types and the different actors involved is suggested. Additionally, by grouping the most important attributes from peer-to-peer energy trading projects, an assessment of the entry barrier and scalability potential is performed by using a characterisation matrix.
A Review on Kinetic Energy Harvesting with Focus on 3D Printed Electromagnetic Vibration Harvesters
(2021)
The increasing amount of Internet of Things (IoT) devices and wearables require a reliable energy source. Energy harvesting can power these devices without changing batteries. Three-dimensional printing allows us to manufacture tailored harvesting devices in an easy and fast way. This paper presents the development of hybrid and non-hybrid 3D printed electromagnetic vibration energy harvesters. Various harvesting approaches, their utilised geometry, functional principle, power output and the applied printing processes are shown. The gathered harvesters are analysed, challenges examined and research gaps in the field identified. The advantages and challenges of 3D printing harvesters are discussed. Reported applications and strategies to improve the performance of printed harvesting devices are presented.
It is generally agreed that the development and deployment of an important amount of IoT devices throughout the world has revolutionized our lives in a way that we can rely on these devices to complete certain tasks that may have not been possible just years ago which also brought a new level of convenience and value to our lives.
This technology is allowing us in a smart home environment to remotely control doors, windows, and fridges, purchase online, stream music easily with the use of voice assistants such as Amazon Echo Alexa, also close a garage door from anywhere in the world to cite some examples as this technology has added value to several domains ranging from household environments, cites, industries by exchanging and transferring data between these devices and customers. Many of these devices’ sensors, collect and share information in real-time which enables us to make important business decisions.
However, these devices pose some risks and also some security and privacy challenges that need to be addressed to reach their full potential or be considered to be secure. That is why, comprehensive risk analysis techniques are essential to enhance the security posture of IoT devices as they can help evaluate the robustness and reliability towards potential susceptibility to risks, and vulnerabilities that IoT devices in a smart home setting might possess.
This approach relies on the basis of ISO/IEC 27005 methodology and risk matrix method to highlight the level of risks, impact, and likelihood that an IoT device in smart home settings can have, map the related vulnerability, threats and risks and propose the necessary mitigation strategies or countermeasures that can be taken to secure a device and therefore satisfying some security principles. Around 30 risks were identified on Amazon Echo and the related IoT system using the methodology. A detailed list of countermeasures is proposed as a result of the risk analysis. These results, in turn, can be used to elevate the security posture of the device.
Background: Assistive Robotic Arms are designed to assist physically disabled people with daily activities. Existing joysticks and head controls are not applicable for severely disabled people such as people with Locked-in Syndrome. Therefore, eye tracking control is part of ongoing research. The related literature spans many disciplines, creating a heterogeneous field that makes it difficult to gain an overview.
Objectives: This work focuses on ARAs that are controlled by gaze and eye movements. By answering the research questions, this paper provides details on the design of the systems, a comparison of input modalities, methods for measuring the performance of these controls, and an outlook on research areas that gained interest in recent years.
Methods: This review was conducted as outlined in the PRISMA 2020 Statement. After identifying a wide range of approaches in use the authors decided to use the PRISMA-ScR extension for a scoping review to present the results. The identification process was carried out by screening three databases. After the screening process, a snowball search was conducted.
Results: 39 articles and 6 reviews were included in this article. Characteristics related to the system and study design were extracted and presented divided into three groups based on the use of eye tracking.
Conclusion: This paper aims to provide an overview for researchers new to the field by offering insight into eye tracking based robot controllers. We have identified open questions that need to be answered in order to provide people with severe motor function loss with systems that are highly useable and accessible.
A simple Method for quantifying Triazine Herbicides using Thin-Layer Chromatography and a CCD-Camera
(2010)
We present a video-densitometric quantification method for the triazine herbicides atraton, terbumeton, simazine, atrazine, and terbutylazine. Triazine herbicides were separated on silica gel using methyl-t-butyl ether, cyclohexane (1 + 1, v/v) as mobile phase. The quantification is based on a derivation reaction using chlorine and starch-iodine which forms red-brown triazine zones. Measurements were carried out using a 16 bit ST-1603ME CCD camera with 1.56 megapixel from Santa Barbara Instrument Group, Inc., Santa Barbara, USA. A white LED was used for illumination purposes. The range of linearity covers two magnitudes using the (1/R-1) expression data transformation. The signal-to-noise ratio increases directly linearly with the measurement time. The separation method is cheap, fast and reliable.
In short-reach connections, large-diameter multimode fibres allow for robust and easy connections. Unfortunately, their propagation properties depend on the excitation conditions. We propose a launching technique using a fibre stub that can tolerate fabrication tolerances in terms of tilts and off-sets to a large extent. A study of the influence of displaced connectors along the transmission link shows that the power distributions approach a steady-state power distribution very similar to the initial distribution established by the proposed launching scheme.
Decentralized applications (dApp) have proliferated in recent years, but their long-term viability is a topic of debate. However, for dApps to be sustainable, and suitable for integration into a larger service networks, they need to attract users and promise reliable availability. Therefore, assessing their longevity is crucial. Analyzing the utilization trajectory of a service is, however, challenging due to several factors, such as demand spikes, noise, autocorrelation, and non-stationarity. In this study, we employ robust statistical techniques to identify trends in currently popular dApps. Our findings demonstrate that a significant proportion of dApps, across a range of categories, exhibit statistically significant positive overall trends, indicating that success in decentralized computing can be sustainable and transcends specific fields. However, there is also a substantial number of dApps showing negative trends, with a disproportionately high number from the decentralized finance (DeFi) category. Furthermore, a more detailed inspection of time series segments shows a clearly diminishing proportion of positive trends from mid-2021 to the present. In summary, we conclude that the dApp economy might have lost some momentum, and that there is a strong element of uncertainty regarding its future significance.
The increase of the Internet of Things (IoT) calls for secure solutions for industrial applications. The security of IoT can be potentially improved by blockchain. However, blockchain technology suffers scalability issues which hinders integration with IoT. Solutions to blockchain’s scalability issues, such as minimizing the computational complexity of consensus algorithms or blockchain storage requirements, have received attention. However, to realize the full potential of blockchain in IoT, the inefficiencies of its inter-peer communication must also be addressed. For example, blockchain uses a flooding technique to share blocks, resulting in duplicates and inefficient bandwidth usage. Moreover, blockchain peers use a random neighbor selection (RNS) technique to decide on other peers with whom to exchange blockchain data. As a result, the peer-to-peer (P2P) topology formation limits the effective achievable throughput. This paper provides a survey on the state-of-the-art network structures and communication mechanisms used in blockchain and establishes the need for network-based optimization. Additionally, it discusses the blockchain architecture and its layers categorizes existing literature into the layers and provides a survey on the state-of-the-art optimization frameworks, analyzing their effectiveness and ability to scale. Finally, this paper presents recommendations for future work.
In this paper, a temperature-dependent viscoplasticity model is presented that describes thermal and cyclic softening of the hot work steel X38CrMoV5-3 under thermomechanical fatigue loading. The model describes the softening state of the material by evolution equations, the material properties of which can be determined on the basis of a defined experimental program. A kinetic model is employed to capture the effect of coarsening carbides and a new isotropic cyclic softening model is developed that takes history effects during thermomechanical loadings into account. The temperature-dependent material properties of the viscoplasticity model are determined on the basis of experimental data measured in isothermal and thermomechanical fatigue tests for the material X38CrMoV5-3 in the temperature range between 20 and 650 ∘C. The comparison of the model and an existing model for isotropic softening shows an improved description of the softening behavior under thermomechanical fatigue loading. A good overall description of the experimental data is possible with the presented viscoplasticity model, so that it is suited for the assessment of operating loads of hot forging tools.
Air traffic control today still works primarily with classical sensors like primary and Secondary Surveillance Radars (PSR, MSSR, Mode-S) [1]. Upcoming is a new technology, ADS (Automatic Dependent Surveillance), which derives positional information from a Global Navigation Satellite System (GNSS) and distributes this data together with additional information from the on-board Flight Management System (FMS) to other aircraft (air-to-air) and to ADS groundstations (air-to-ground). [2] Because the transmission of the data takes place on a shared broadcasting media, like the 1090 MHz Extended Squitter (ES) channel, the technology is also referred to as ADS-Broadcast (ADS-B).
Featherweight Generic Go (FGG) is a minimal core calculus modeling the essential features of the programming language Go. It includes support for overloaded methods, interface types, structural subtyping, and generics. The most straightforward semantic description of the dynamic behavior of FGG programs is to resolve method calls based on runtime type information of the receiver. This article shows a different approach by defining a type-directed translation from FGG− to an untyped lambda-calculus. FGG− includes all features of FGG but type assertions. The translation of an FGG− program provides evidence for the availability of methods as additional dictionary parameters, similar to the dictionary-passing approach known from Haskell type classes. Then, method calls can be resolved by a simple lookup of the method definition in the dictionary. Every program in the image of the translation has the same dynamic semantics as its source FGG− program. The proof of this result is based on a syntactic, step-indexed logical relation. The step index ensures a well-founded definition of the relation in the presence of recursive interface types and recursive methods. Although being non-deterministic, the translation is coherent.
We present a densitometric quantification method for triclosan in toothpaste, separated by high-performance thin-layer chromatography (HPTLC) and using a 48-bit flatbed scanner as the detection system. The sample was band-wise applied to HPTLC plates (10 × 20 cm), with fluorescent dye, Merck, Germany (1.05554). The plates were developed in a vertical developing chamber with 20 min of chamber saturation over 70 mm, using n-heptane–methyl tert-butyl ether–acetic acid (92:8:0.1, V/V) as solvent. The RF value of triclosan is hRF = 22.4, and quantification is based on direct measurements using an inexpensive 48-bit flatbed scanner for color measurements (in red, green, and blue) after plate staining with 2,6-dichloroquinone-4-chloroimide (Gibbs' reagent). Evaluation of the red channel makes the measurements of triclosan very specific. For linearization, an extended Kubelka–Munk expression was used for data transformation. The range of linearity covers more than two orders of magnitude and is between 91 and 1000 ng. The separation method is inexpensive, fast and reliable.
The Metering Bus, also known as M-Bus, is a European standard EN13757-3 for reading out metering devices, like electricity, water, gas, or heat meters. Although real-life M-Bus networks can reach a significant size and complexity, only very simple protocol analyzers are available to observe and maintain such networks. In order to provide developers and installers with the ability to analyze the real bus signals easily, a web-based monitoring tool for the M-Bus has been designed and implemented. Combined with a physical bus interface it allows for measuring and recording the bus signals. For this at first a circuit has been developed, which transforms the voltage and current-modulated M-Bus signals to a voltage signal that can be read by a standard ADC and processed by an MCU. The bus signals and packets are displayed using a web server, which analyzes and classifies the frame fragments. As an additional feature an oscilloscope functionality is included in order to visualize the physical signal on the bus. This paper describes the development of the read-out circuit for the Wired M-Bus and the data recovery.
For the treatment of bone defects, biodegradable, compressive biomaterials are needed as replacements that degrade as the bone regenerates. The problem with existing materials has either been their insufficient mechanical strength or the excessive differences in their elastic modulus, leading to stress shielding and eventual failure. In this study, the compressive strength of CPC ceramics (with a layer thickness of more than 12 layers) was compared with sintered β-TCP ceramics. It was assumed that as the number of layers increased, the mechanical strength of 3D-printed scaffolds would increase toward the value of sintered ceramics. In addition, the influence of the needle inner diameter on the mechanical strength was investigated. Circular scaffolds with 20, 25, 30, and 45 layers were 3D printed using a 3D bioplotter, solidified in a water-saturated atmosphere for 3 days, and then tested for compressive strength together with a β-TCP sintered ceramic using a Zwick universal testing machine. The 3D-printed scaffolds had a compressive strength of 41.56 ± 7.12 MPa, which was significantly higher than that of the sintered ceramic (24.16 ± 4.44 MPa). The 3D-printed scaffolds with round geometry reached or exceeded the upper limit of the compressive strength of cancellous bone toward substantia compacta. In addition, CPC scaffolds exhibited more bone-like compressibility than the comparable β-TCP sintered ceramic, demonstrating that the mechanical properties of CPC scaffolds are more similar to bone than sintered β-TCP ceramics.
ABSCHIED VOM AUSSEN
(2019)
In pandemic times, the possibilities for conventional sports activities are severely limited; many sports facilities are closed or can only be used with restrictions. To counteract this lack of health activities and social exchange, people are increasingly adopting new digital sports solutions—a behavior change that had already started with the trend towards fitness apps and activity trackers. Existing research suggests that digital solutions increase the motivation to move and stay active. This work further investigates the potentials of digital sports incorporating the dimensions gender and preference for team sports versus individual sports. The study focuses on potential users, who were mostly younger professionals and academics. The results show that the SARS-CoV-19 pandemic had a significant negative impact on sports activity, particularly on persons preferring team sports. To compensate, most participants use more digital sports than before, and there is a positive correlation between the time spent physically active during the pandemic and the increase in motivation through digital sports. Nevertheless, there is still considerable skepticism regarding the potential of digital sports solutions to increase the motivation to do sports, increase performance, or raise a sense of team spirit when done in groups.
Most recently, the federal government in Germany published new climate goals in order reach climate neutrality by 2045. This paper demonstrates a path to a cost optimal energy supply system for the German power grid until the year 2050. With special regard to regionality, the system is based on yearly myopic optimization with the required energy system transformation measures and the associated system costs. The results point out, that energy storage systems (ESS) are fundamental for renewables integration in order to have a feasible energy transition. Moreover, the investment in storage technologies increased the usage of the solar and wind technologies. Solar energy investments were highly accompanied with the installation of short-term battery storage. Longer-term storage technologies, such as H2, were accompanied with high installations of wind technologies. The results pointed out that hydrogen investments are expected to overrule short-term batteries if their cost continues to decrease sharply. Moreover, with a strong presence of ESS in the energy system, biomass energy is expected to be completely ruled out from the energy mix. With the current emission reduction strategy and without a strong presence of large scale ESS into the system, it is unlikely that the Paris agreement 2° C target by 2050 will be achieved, let alone the 1.5° C.
Active participation of industrial enterprises in electricity markets - a generic modeling approach
(2021)
Industrial enterprises represent a significant portion of electricity consumers with the potential of providing demand-side energy flexibility from their production processes and on-site energy assets. Methods are needed for the active and profitable participation of such enterprises in the electricity markets especially with variable prices, where the energy flexibility available in their manufacturing, utility and energy systems can be assessed and quantified. This paper presents a generic model library equipped with optimal control for energy flexibility purposes. The components in the model library represent the different technical units of an industrial enterprise on material, media, and energy flow levels with their process constraints. The paper also presents a case study simulation of a steel-powder manufacturing plant using the model library. Its energy flexibility was assessed when the plant procured its electrical energy at fixed and variable electricity prices. In the simulated case study, flexibility use at dynamic prices resulted in a 6% cost reduction compared to a fixed-price scenario, with battery storage and the manufacturing system making the largest contributions to flexibility.
In a randomized controlled cross-over study ten male runners (26.7 ± 4.9 years; recent 5-km time: 18:37 ± 1:07 min:s) performed an incremental treadmill test (ITT) and a 3-km time trial (3-km TT) on a treadmill while wearing either carbon fiber insoles with downwards curvature or insoles made of butyl rubber (control condition) in light road racing shoes (Saucony Fastwitch 9). Oxygen uptake, respiratory exchange ratio, heart rate, blood lactate concentration, stride frequency, stride length and time to exhaustion were assessed during ITT. After ITT, all runners rated their perceived exertion, perceived shoe comfort and perceived shoe performance. Running time, heart rate, blood lactate levels, stride frequency and stride length were recorded during, and shoe comfort and shoe performance after, the 3-km TT. All parameters obtained during or after the ITT did not differ between the two conditions [range: p = 0.188 to 0.948 (alpha value: 0.05); Cohen's d = 0.021 to 0.479] despite the rating of shoe comfort showing better scores for the control insoles (p = 0.001; d = −1.646). All parameters during and after the 3-km TT showed no differences (p = 0.200 to 1.000; d = 0.000 to 0.501) between both conditions except for shoe comfort showing better scores for control insoles (p = 0.017; d = −0.919). Running with carbon fiber insoles with downwards curvature did not change running performance or any submaximal or maximal physiological or biomechanical parameter and perceived exertion compared to control condition. Shoe comfort is impaired while running with carbon fiber insoles. Wearing carbon fiber insoles with downwards curvature during treadmill running is not beneficial when compared to running with control insoles.
In dieser Abschlussarbeit wurde die bisherige Spielstrategie des RoboCup3D-Clients an die durch den FatProxy möglich gewordenen perfekten Kicks angepasst. Dazu wurde die aktive Entscheidungslogik am Ball komplett überarbeitet und eine neue Positionierungsstrategie anhand der bisher verwendeten Architektur entwickelt.
Die neue aktive Entscheidungslogik verwendet dabei eine neue, von den Mitspielerpositionen abhängige, Positionsberechnung und mehrere neue Bewertungsmethoden, die diese Positionen bewerten. Zusätzlich gibt es nun auch eine Funktionalität, die den neu benötigten vertikalen Schusswinkel für jede Position bestimmt. Für die neue Positionierung wurde eine Rautenformation gewählt, bei der die verschiedenen Rollen jetzt eigene Spielfeldbereiche zugewiesen bekommen, die sich teilweise überlappen. Diese Bereiche sind nötig geworden, da die Rollen sich jetzt weniger am Ball und mehr direkt am Spielfeld orientieren.
Bei der zum Schluss durchgeführten Evaluation der Spielergebnisse zwischen neuen und alten Strategiekonfigurationen hat sich ergeben, dass die komplett neue Strategiezusammenstellung mit durchschnittlich zwei Toren Vorsprung gegen die alte Strategie gewinnt und damit besser mit den neuen Möglichkeiten interagiert. Mischt man neue und alte Strategiekomponenten hat das jedoch den gegenteiligen Effekt, da die Mischvarianten gegen die alte Strategie verlieren. Die neuen Komponenten benötigen also das gegenseitige Zusammenspiel, um effizient zu funktionieren.
Blockchain-IIoT integration into industrial processes promises greater security, transparency, and traceability. However, this advancement faces significant storage and scalability issues with existing blockchain technologies. Each peer in the blockchain network maintains a full copy of the ledger which is updated through consensus. This full replication approach places a burden on the storage space of the peers and would quickly outstrip the storage capacity of resource-constrained IIoT devices. Various solutions utilizing compression, summarization or different storage schemes have been proposed in literature. The use of cloud resources for blockchain storage has been extensively studied in recent years. Nonetheless, block selection remains a substantial challenge associated with cloud resources and blockchain integration. This paper proposes a deep reinforcement learning (DRL) approach as an alternative to solving the block selection problem, which involves identifying the blocks to be transferred to the cloud. We propose a DRL approach to solve our problem by converting the multi-objective optimization of block selection into a Markov decision process (MDP). We design a simulated blockchain environment for training and testing our proposed DRL approach. We utilize two DRL algorithms, Advantage Actor-Critic (A2C), and Proximal Policy Optimization (PPO) to solve the block selection problem and analyze their performance gains. PPO and A2C achieve 47.8% and 42.9% storage reduction on the blockchain peer compared to the full replication approach of conventional blockchain systems. The slowest DRL algorithm, A2C, achieves a run-time 7.2 times shorter than the benchmark evolutionary algorithms used in earlier works, which validates the gains introduced by the DRL algorithms. The simulation results further show that our DRL algorithms provide an adaptive and dynamic solution to the time-sensitive blockchain-IIoT environment.
Eine schlechte Erreichbarkeit junger Zielgruppen und hohe Preise, sind Gründe für die schwindende Beliebtheit des Werbeformats TV-Werbung. Unternehmen greifen zunehmend auf Online-Werbung zurück, um ihre Produkte kostengünstig und gezielt zu vermarkten. Eine neue, digitale Form der TV-Werbung, Addressable TV, verspricht nun neue Chancen für eine Rückkehr der Werbung über den "Big Screen".
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es Handlungsempfehlungen für Werbetreibende in Bezug auf Addressable TV abzuleiten. Es soll geklärt werden unter welchen Umständen und für welche Art von Unternehmen eine Nutzung erfolgversprechend sein kann.
The progress in machine learning has led to advanced deep neural networks. These networks are widely used in computer vision tasks and safety-critical applications. The automotive industry, in particular, has experienced a significant transformation with the integration of deep learning techniques and neural networks. This integration contributes to the realization of autonomous driving systems. Object detection is a crucial element in autonomous driving. It contributes to vehicular safety and operational efficiency. This technology allows vehicles to perceive and identify their surroundings. It detects objects like pedestrians, vehicles, road signs, and obstacles. Object detection has evolved from being a conceptual necessity to an integral part of advanced driver assistance systems (ADAS) and the foundation of autonomous driving technologies. These advancements enable vehicles to make real-time decisions based on their understanding of the environment, improving safety and driving experiences. However, the increasing reliance on deep neural networks for object detection and autonomous driving has brought attention to potential vulnerabilities within these systems. Recent research has highlighted the susceptibility of these systems to adversarial attacks. Adversarial attacks are well-designed inputs that exploit weaknesses in the deep learning models underlying object detection. Successful attacks can cause misclassifications and critical errors, posing a significant threat to the functionality and safety of autonomous vehicles. With the rapid development of object detection systems, the vulnerability to adversarial attacks has become a major concern. These attacks manipulate inputs to deceive the target system, significantly compromising the reliability and safety of autonomous vehicles. In this study, we focus on analyzing adversarial attacks on state-of-the-art object detection models. We create adversarial examples to test the models’ robustness. We also check if the attacks work on a different object detection model meant for similar tasks. Additionally, we extensively evaluate recent defense mechanisms to see how effective they are in protecting deep neural networks (DNNs) from adversarial attacks and provide a comprehensive overview of the most commonly used defense strategies against adversarial attacks, highlighting how they can be implemented practically in real-world situations.
This Master's Thesis discusses intelligent sensor networks considering autonomous sensor placement strategies and system health management. Sensor networks for an intelligent system design process have been researched recently. These networks consist of a distributed collective of sensing units, each with the abilities of individual sensing and computation. Such systems can be capable of self-deployment and must be scalable, long-lived and robust. With distributed sensor networks, intelligent sensor placement for system design and online system health management are attractive areas of research. Distributed sensor networks also cause optimization problems, such as decentralized control, system robustness and maximization of coverage in a distributed system. This also includes the discovery and analysis of points of interest within an environment. The purpose of this study was to investigate a method to control sensor placement in a world with several sources and multiple types of information autonomously. This includes both controlling the movement of sensor units and filtering of the gathered information depending on individual properties to increase system performance, defined as a good coverage. Additionally, online system health management was examined in this study regarding the case of agent failures and autonomous policy reconfiguration if sensors are added to or removed from the system. Two different solution strategies were devised, one where the environment was fully observable, and one with only partial observability. Both strategies use evolutionary algorithms based on artificial neural networks for developing control policies. For performance measurement and policy evaluation, different multiagent objective functions were investigated. The results of the study show that in the case of a world with multiple types of information, individual control strategies performed best because of their abilities to control the movement of a sensor entity and to filter the sensed information. This also includes system robustness in case of sensor failures where other sensing units must recover system performance. Additionally, autonomous policy reconfiguration after adding or removing of sensor agents was successful. This highlights that intelligent sensor agents are able to adapt their individual control policies considering new circumstances.
Deutschland hat nicht zuletzt durch seine zentrale Lage eine führende Rolle im Bereich der Transportlogistik in Europa übernommen. Allerdings stehen die großen Logistikunternehmen in den letzten Jahren zunehmend vor neuen Herausforderungen. Zum einen steigt die Menge zu transportierender Güter jährlich, zum anderen entstanden durch Verschmelzungen großer Logistikunternehmen wie z. B. Deutsche Post, Danzas und Exel, UPS und Fritz riesige Fahrzeugflotten, deren effiziente Planung die Unternehmen vor enorme Probleme stellt. Die einzige Möglichkeit, diese meist heterogenen, also aus vielen verschiedenen Verkehrsmitteln bestehenden Flotten mit herkömmlichen Mitteln effizient zu planen, ist die Aufteilung in (regionale) Geschäftsbereiche. Dadurch können viele Synergieeffekte nicht genutzt werden, was unter anderem zu unnötig hohen Transportkilometerleistungen und Leerfahrten führt. Mit Hilfe agentenbasierter Systeme können heute schon Kosteneinsparungen von 3 – 6 % bei homogenen Verkehrsmitteln erzielt werden. Das Einsparpotenzial dürfte bei heterogenen Flotten ähnlich hoch, wenn nicht noch etwas höher sein. Allerdings liefern derzeit agentenbasierte Systeme für heterogene Flotten noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse. Durch die Kombination der beiden vorrangig für die Transportoptimierung eingesetzten Techniken agentenbasierte (bottomup) Optimierung und der klassischen (topdown)Optimierung soll auch das Einsparpotenzial von heterogenen Flotten realisiert werden. Diese Optimierung ist Gegenstand des Attractive Forschungsprojekts, das von August 2009 bis Juli 2012 im Rahmen des Programms ingenieurNachwuchs gefördert wird.
The significant market growth of stationary electrical energy storage systems both for private and commercial applications has raised the question of battery lifetime under practical operation conditions. Here, we present a study of two 8 kWh lithium-ion battery (LIB) systems, each equipped with 14 lithium iron phosphate/graphite (LFP) single cells in different cell configurations. One system was based on a standard configuration with cells connected in series, including a cell-balancing system and a 48 V inverter. The other system featured a novel configuration of two stacks with a parallel connection of seven cells each, no cell-balancing system, and a 4 V inverter. The two systems were operated as part of a microgrid both in continuous cycling mode between 30% and 100% state of charge, and in solar-storage mode with day–night cycling. The aging characteristics in terms of capacity loss and internal resistance change in the cells were determined by disassembling the systems for regular checkups and characterizing the individual cells under well-defined laboratory conditions. As a main result, the two systems showed cell-averaged capacity losses of 18.6% and 21.4% for the serial and parallel configurations, respectively, after 2.5 years of operation with 810 (serial operation) and 881 (parallel operation) cumulated equivalent full cycles. This is significantly higher than the aging of a reference single cell cycled under laboratory conditions at 20 °C, which showed a capacity loss of only 10% after 1000 continuous full cycles.
AI-based Ground Penetrating Radar Signal Processing for Thickness Estimation of Subsurface Layers
(2023)
This thesis focuses on the estimation of subsurface layer thickness using Ground Penetrating Radar (GPR) A-scan and B-scan data through the application of neural networks. The objective is to develop accurate models capable of estimating the thickness of up to two subsurface layers.
Two different approaches are explored for processing the A-scan data. In the first approach, A-scans are compressed using Principal Component Analysis (PCA), and a regression feedforward neural network is employed to estimate the layers’ thicknesses. The second approach utilizes a regression one-dimensional Convolutional Neural Network (1-D CNN) for the same purpose. Comparative analysis reveals that the second approach yields superior results in terms of accuracy.
Subsequently, the proposed 1-D CNN architecture is adapted and evaluated for Step Frequency Continuous Wave (SFCW) radar, expanding its applicability to this type of radar system. The effectiveness of the proposed network in estimating subsurface layer thickness for SFCW radar is demonstrated.
Furthermore, the thesis investigates the utilization of GPR B-scan images as input data for subsurface layer thickness estimation. A regression CNN is employed for this purpose, although the results achieved are not as promising as those obtained with the 1-D CNN using A-scan data. This disparity is attributed to the limited availability of B-scan data, as B-scan generation is a resource-intensive process.
Aktivität gibt Energie
(2017)
Jeder Mensch ist ständig unfreiwillig von einer Flut akustischer Reize umgeben. Diese Situation stellt für Menschen mit Hörverlust eine besondere Herausforderung dar. Menschen mit Hörverlust hören durch Hörgeräte zwar alles verstärkt, jedoch stellt sich die Frage, ob ein Hörgerät lediglich eine einfache Verstärkung von Schallwellen ist oder ob es darüber hinausgehende Funktionen bieten kann.
Die vorliegende Thesis widmet sich der akustischen Szenenanalyse in Hörgeräten, wobei der Schwerpunkt auf der Integration von Machine Learning liegt. Das Ziel besteht darin, eine automatisierte Erkennung und Anpassung an verschiedene akustische Situationen zu ermöglichen. Die Arbeit konzentriert sich insbesondere auf die Analyse grundlegender Szenarien wie: Sprache in Ruhe, absolute Ruhe, Sprache in Störgeräuschen und Störgeräuschen in Audiodaten.
Allgemeine Geschäftsbedingungen als Instrument der Vereinfachung betrieblicher Vertragsgestaltung
(2018)
Im Wirtschaftsleben spielen heute AGB eine bedeutende Rolle. Diese sind nach § 305 Abs. 1 BGB alle, für eine Vielzahl von Verträgen vorformulierten Vertragsbedingungen, die eine Vertragspartei (Verwender) der anderen Vertragspartei bei Abschluss eines Vertrags stellt. Vertragsbedingungen sind dabei die Regelungen, die Bestandteil des Vertrages werden sollen.1 Gleichgültig ist, ob die Bestimmungen einen äußerlich gesonderten Bestandteil des Vertrags bilden oder in die Vertragsurkunde selbst aufgenommen werden, welchen Umfang sie aufweisen, in welcher Schriftart sie verfasst sind und welche Form der Vertrag hat (vgl. § 305 Abs. 1 S. 2 BGB). Durch AGB wird grundsätzlich ein Rationalisierungseffekt erreicht. Bei Abschluss von Massenverträgen stellen diese eine Vereinfachung der Vertragsabwicklung dar. Stetig gleichbleibende Vertragsregelungen können einmalig formuliert und ständig wiederverwendet werden. Des Weiteren verfolgen AGB den Zweck, das Risiko ihres Verwenders zu begrenzen. AGB stellen ebenso Regelungen des Rechtsverhältnisses zwischen den Vertragsparteien dar. Neben den Vorteilen, können sich aber auch nachteilige Aspekte für den Verwender ergeben. Durch die Vorformulierung von AGB kann die Gefahr bestehen, dass der AGB-Verwender die Regelungen ausschließlich zu seinen Gunsten und damit zum Nachteil der anderen Vertragspartei gestaltet. In einer Drucksituation kann die Gegenseite des Vertrages so gezwungen sein, sich mit den AGB als einverstanden zu erklären. Als Beispiel kann der AGB-Verwender eine Monopolstellung innehaben oder die andere Vertragspartei benötigt die Vertragsleistung dringend.
In the literature, many studies have described the 3D printing of ceramic-based scaffolds (e.g., printing with calcium phosphate cement) in the form of linear structures with layer rotations of 90°, although no right angles can be found in the human body. Therefore, this work focuses on the adaptation of biological shapes, including a layer rotation of only 1°. Sample shapes were printed with calcium phosphate cement using a 3D Bioplotter from EnvisionTec. Both straight and wavy spokes were printed in a round structure with 12 layers. Depending on the strand diameter (200 and 250 µm needle inner diameter) and strand arrangement, maximum failure loads of 444.86 ± 169.39 N for samples without subsequent setting in PBS up to 1280.88 ± 538.66 N after setting in PBS could be achieved.
Go ist eine 2009 veröffentlichte Programmiersprache mit einem statischen Typsystem. Seit Version 1.18 sind auch Generics ein Teil der Sprache. Deren Übersetzung wurde im de facto Standard-Compiler mittels Monomorphisierung umgesetzt. Diese bringt neben einigen Vorteilen auch Nachteile mit sich. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Arbeit mit einer alternativen Übersetzungsstrategie für Generics in Go und implementiert diese in einem neuen Compiler für Featherweight Generic Go, einem Subset von Go. Zum Schluss steht damit ein nahezu funktionierender Compiler, welcher schließlich Racket-Code ausgibt. Eine Evaluierung der Performanz der Übersetzungsstrategie ist allerdings noch ausstehend.
Im Rahmen dieser Arbeit wird ein „lowcost“ System für smarthome-Anwendungen vorgestellt. Die Steuerung der smarthome-Komponenten erfolgt durch einen Appliance-Controller auf Basis des FS20 Protokolls, wogegen die „Intelligenz“ des Systems durch eine mobile Anwendung (Android-OS) realisiertwird. Durch Auslagerung der Rechenleistung und der Benutzerschnittstelle auf das smartphone kann eine kostengünstige Alternative zur bestehenden Smarthome-Systemen aufgezeigt werden, die durch Einbindung externer Anwendungen leicht erweitert werden kann.
This paper has the objective of creating a framework for a different cultural dimension of corporate entrepreneurship leading to corporate entrepreneurial culture (CEC). The analysis of CEC is based on a review of existing concepts of organisational culture and entrepreneurship. They are combined to create a framework of CEC, including macro- and microlevels and examples of subcultures. Core ideas of the framework are validated by qualitative interviews with ten experts. The identified organisational category of the CEC framework is defined by the levels of micro-cultures or subcultures and includes the upper levels of the hierarchy, including the industry level. Geographic categories such as regional or national culture are also part of the system. The individual category of the CEC framework is characterised by competencies (including aspects such as motivation, creativity, mobilising others, coping with uncertainty, teamwork and social competencies) and entrepreneurial personalities. The results of the interviews show the importance of these individual competencies for a lively CEC. The different levels, such as national and professional cultures, as a dimension of the organisational category of the framework are also confirmed by the interviews. The findings indicate that the individual category of CEC could be used for job satisfaction or engagement and the degree of CEC of an organisation could be defined and developed by the organisational category. The identified framework contributes to an understanding of this complex topic and supports companies in the implementation of entrepreneurial ideas in different organisational contexts.
A coordinated operation of decentralised micro-scale hybrid energy systems within a locally managed network such as a district or neighbourhood will play a significant role in the sector-coupled energy grid of the future. A quantitative analysis of the effects of the primary energy factors, energy conversion efficiencies, load profiles, and control strategies on their energy-economic balance can aid in identifying important trends concerning their deployment within such a network. In this contribution, an analysis of the operational data from five energy laboratories in the trinational Upper-Rhine region is evaluated and a comparison to a conventional reference system is presented. Ten exemplary data-sets representing typical operation conditions for the laboratories in different seasons and the latest information on their national energy strategies are used to evaluate the primary energy consumption, CO2 emissions, and demand-related costs. Various conclusions on the ecologic and economic feasibility of hybrid building energy systems are drawn to provide a toe-hold to the engineering community in their planning and development.
An in-depth study of U-net for seismic data conditioning: Multiple removal by moveout discrimination
(2024)
Seismic processing often involves suppressing multiples that are an inherent component of collected seismic data. Elaborate multiple prediction and subtraction schemes such as surface-related multiple removal have become standard in industry workflows. In cases of limited spatial sampling, low signal-to-noise ratio, or conservative subtraction of the predicted multiples, the processed data frequently suffer from residual multiples. To tackle these artifacts in the postmigration domain, practitioners often rely on Radon transform-based algorithms. However, such traditional approaches are both time-consuming and parameter dependent, making them relatively complex. In this work, we present a deep learning-based alternative that provides competitive results, while reducing the complexity of its usage, and, hence simplifying its applicability. Our proposed model demonstrates excellent performance when applied to complex field data, despite it being exclusively trained on synthetic data. Furthermore, extensive experiments show that our method can preserve the inherent characteristics of the data, avoiding undesired oversmoothed results, while removing the multiples from seismic offset or angle gathers. Finally, we conduct an in-depth analysis of the model, where we pinpoint the effects of the main hyperparameters on real data inference, and we probabilistically assess its performance from a Bayesian perspective. In this study, we put particular emphasis on helping the user reveal the inner workings of the neural network and attempt to unbox the model.
The aim of this paper is to identify indicators at country level that could prove useful in improving the effectiveness of fraud detection in European Structural and Investment Funds. We analyse data for 454 funds, belonging to the period 2014-2020, from the 28 countries that were members of the European Union in 2014. Explanatory results suggest the convenience of tracking funds, especially in countries with higher GDP and higher transparency levels, and the lesser relevance of the number of irregularities for countries with higher GDP and those receiving larger funds. Fraud and fraud detection rates in individual funds vary significantly across states. Federal states, such as the Federal Republic of Germany, are comparatively successful in detecting fraud in EU funds.
An Overview of Technologies for Improving Storage Efficiency in Blockchain-Based IIoT Applications
(2022)
Since the inception of blockchain-based cryptocurrencies, researchers have been fascinated with the idea of integrating blockchain technology into other fields, such as health and manufacturing. Despite the benefits of blockchain, which include immutability, transparency, and traceability, certain issues that limit its integration with IIoT still linger. One of these prominent problems is the storage inefficiency of the blockchain. Due to the append-only nature of the blockchain, the growth of the blockchain ledger inevitably leads to high storage requirements for blockchain peers. This poses a challenge for its integration with the IIoT, where high volumes of data are generated at a relatively faster rate than in applications such as financial systems. Therefore, there is a need for blockchain architectures that deal effectively with the rapid growth of the blockchain ledger. This paper discusses the problem of storage inefficiency in existing blockchain systems, how this affects their scalability, and the challenges that this poses to their integration with IIoT. This paper explores existing solutions for improving the storage efficiency of blockchain–IIoT systems, classifying these proposed solutions according to their approaches and providing insight into their effectiveness through a detailed comparative analysis and examination of their long-term sustainability. Potential directions for future research on the enhancement of storage efficiency in blockchain–IIoT systems are also discussed.
An Ultra-Low-Power RFID/NFC Frontend IC Using 0.18 μm CMOS Technology for Passive Tag Applications
(2018)
Battery-less passive sensor tags based on RFID or NFC technology have achieved much popularity in recent times. Passive tags are widely used for various applications like inventory control or in biotelemetry. In this paper, we present a new RFID/NFC frontend IC (integrated circuit) for 13.56 MHz passive tag applications. The design of the frontend IC is compatible with the standard ISO 15693/NFC 5. The paper discusses the analog design part in details with a brief overview of the digital interface and some of the critical measured parameters. A novel approach is adopted for the demodulator design, to demodulate the 10% ASK (amplitude shift keying) signal. The demodulator circuit consists of a comparator designed with a preset offset voltage. The comparator circuit design is discussed in detail. The power consumption of the bandgap reference circuit is used as the load for the envelope detection of the ASK modulated signal. The sub-threshold operation and low-supply-voltage are used extensively in the analog design—to keep the power consumption low. The IC was fabricated using 0.18 μm CMOS technology in a die area of 1.5 mm × 1.5 mm and an effective area of 0.7 mm2. The minimum supply voltage desired is 1.2 V, for which the total power consumption is 107 μW. The analog part of the design consumes only 36 μW, which is low in comparison to other contemporary passive tags ICs. Eventually, a passive tag is developed using the frontend IC, a microcontroller, a temperature and a pressure sensor. A smart NFC device is used to readout the sensor data from the tag employing an Android-based application software. The measurement results demonstrate the full passive operational capability. The IC is suitable for low-power and low-cost industrial or biomedical battery-less sensor applications. A figure-of-merit (FOM) is proposed in this paper which is taken as a reference for comparison with other related state-of-the-art researches.
Analyse der Anwendbarkeit des Dynamische Fähigkeiten-Konzepts am Beispiel von Großhandelsunternehmen
(2019)
Eine Anpassung aufgrund sich schnell verändernder Geschäftsumgebungen an aktuelle Gegebenheiten ist für alle Unternehmen sowohl in der freien Wirtschaft als auch staatlichen Ursprungs relevant. Diese kann durch starke dynamische Fähigkeiten der involvierten Unternehmen erfolgen. Zur Validierung des theoretischen Konzepts der dynamischen Fähigkeiten werden Großhandelsunternehmen herangezogen und deren Unternehmensaktivitäten im Hinblick auf die erste dynamische Fähigkeit in Gesprächen ermittelt. Die Ausführungen der vier Großhändler zielen in einem ersten Teil darauf ab, die grundsätzliche Anwendbarkeit des Konzepts in der Praxis zu bestätigen. In einem zweiten Teil wird analysiert in welchem Umfang sie für die betrachtete Branche beschrieben werden kann. Es zeigt sich, dass das Dynamische Fähigkeiten-Konzept nicht ohne Einschränkungen auf die Praxis übertragen werden kann, wenngleich die Ausprägungen dem Konzept zugrundeliegender Elemente bei allen Firmen ähnlich sind. Trotz dieser Ähnlichkeit konnten keine festen Muster bzw. Interdependenzen erkannt werden, die die Integration, den Aufbau und/oder die Neukonfiguration von Fähigkeiten zuverlässig fördern. Die Resultate ermöglichen es dennoch in einem letzten Teil zu beurteilen, welche Indikatoren eine Basis zur strategischen Anpassung an den Strukturwandel schaffen. Sie sind Teil der formulierten Hypothesen zu den einzelnen Elementen der ersten dynamischen Fähigkeit. Mit der Summe der Erkenntnisse konnte in gewisser Hinsicht eine Transparenz des Konzepts erreicht werden – mit Hilfe des entwickelten Interviewleitfadens kann analog zum Vorgehen in dieser Arbeit für die zweite und dritte dynamische Fähigkeit verfahren werden, sodass in einem breiteren Kontext erneut eine Aussage über die Anwendbarkeit des Konzepts getroffen werden kann.
Mit zunehmender Digitalisierung ist zu erwarten, dass die Informationsflut, hinsichtlich der täglich auf die Rezipienten einprasselnden Werbebotschaften, immer weiter zunimmt. Dies mag für Werbetreibende mit hohen Budgets und vorhandener Reichweite keine Herausforderung darstellen, dennoch gibt es einen großen Teil der Unternehmen in Deutschland, welche von eben jene bereits bestehenden Voraussetzungen nicht profitieren können. Im Bereich der klein- und mittelständischen Unternehmen, zu denen auch ein Großteil der Handwerksunternehmen zählen, ist ein übermäßig großes Werbebudget meist nicht vorhanden. Um das eigene Unternehmen von Mitbewerbern und Konkurrenz abzuheben, finden immer innovativere Werbeformen den Einsatz in der Unternehmenskommunikation. Hierbei lässt sich eine Tendenz weg von der klassischen Push-Kommunikation hin zu einer wohlbedachten Pull-Kommunikation entdecken. In diesem Bereich ist das Buzzwort Content-Marketing in aller Munde und fungiert als übergeordnete Instanz des Storytellings. Ferner bietet die Entwicklung von rein informativen Werbebotschaften hin zum ,Geschichten erzählen‘ eine Vielzahl von Vorteilen. Neben einer größeren Viralkraft, bleiben Geschichten durch bessere Verknüpfung im ,neuronalen Netz‘ des Gehirns länger und nachdrücklicher im Gedächtnis der Zielgruppe. Darüber hinaus bietet Storytelling, online wie offline, hervorragende Möglichkeiten hinsichtlich der Distribution.
Die vorliegende Bachelorarbeit bietet einen Implementierungsleitfaden für Storytelling-Maßnahmen für die Bereich Print und Screen, sowie eine Bewertung der Plattformen hinsichtlich der Distribution. Zu den Vorüberlegungen einer Implementierung von Storytelling in die Unternehmenskommunikation, wurden in den Unterthemen außerdem die strategischen Aspekte der Integrationsstufen und der Distributionskanäle vorgenommen. Durch eine Befragung potenzieller Kunden von Handwerksunternehmen, können Rückschlüsse auf die beliebtesten Inhalte einer Storytelling-Kampagne von Handwerksunternehmen gewonnen werden. Somit kann die Kundenansprache durch Storytelling effektiver und gewinnbringender betrieben werden.
In dieser Arbeit wird ein Grundverständnis für Farben am Bildschirm und deren Nutzen speziell für Onlineshops geschaffen. Dafür werden die physikalischen Grundlagen des Farbsehens erklärt, die Bedeutung des Farbkreises an Hand dessen Regeln für das Zusammenspiel von Farben verdeutlicht sowie aktuelle Modelle zur Farbordnung vorgestellt. Außerdem werden technische Möglichkeiten zur Farbdarstellung erläutert, gefolgt von der Farbpsychologie, welche die Wirkung von Farben auf den Menschen verdeutlicht. Anschließend werden aktuelle Farbtrends ermittelt. Der Einsatz und die Funktionsweise von Farben wird an Hand von Beispielwebseiten veranschaulicht. Am Ende liegt der Focus auf dem Nutzen von Farben im Online-Marketing, wobei deren Einfluss auf Verkaufsentscheidungen ermittelt wird. An Hand eines eigenen Klickdummys eines Mode-Onlineshops, der auf Basis von zuvor gewonnenem Know-How gestaltet und umgesetzt ist, werden die gesammelten Erkenntnisse in die Praxis umgesetzt und erprobt. Abschließend wird mittels einer Umfrage der Farbeinsatz und seine Wirkung auf Kunden getestet.
Analyse der Finanzierungs- und Überlebensstrategien von Bands im Streaming-Zeitalter in Deutschland
(2020)
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Analyse der Finanzierungs- und Überlebensstrategien von Bands im Streaming-Zeitalter in Deutschland. Hierbei soll untersucht werden, wie Musikstreaming die finanziellen Einkünfte für Musiker verändert hat, warum Musiker vom Streaming nur in geringem Maße profitieren und wie sie versuchen den geringen Streaming-Einnahmen entgegenzuwirken.
Die Arbeit führt durch theoretische Betrachtungen der Musikindustrie auf die heute herrschende Problematik durch Streaming hin. Dabei werden einzelne Akteure der Musikindustrie, die Erlösquellen für Musiker und Bands, der Einfluss des Musikkonsums auf die finanziellen Erlöse und die Veränderungen, die Streaming für die Musikwelt mit sich bringt, betrachtet. Darüber hinaus wurde eine multiple Fallstudie mit fünf Bands unterschiedlicher Bekanntheit durchgeführt. Zu den in der Studie untersuchten Bands zählen die Leoniden, Heisskalt, Blackout Problems, Killerpilze und City Light Thief. Die Studie soll einen Einblick geben, welche Möglichkeiten deutsche Bands nutzen, um im Streaming-Zeitalter erfolgreich zu sein. Daraus werden abschließend einige Faktoren abgeleitet, die zur Finanzierung und zum Überleben deutscher Bands
beitragen können.
Die vorliegende Bachelorarbeit gibt einen Überblick über die Positionierung der Krisenkommunikation im Krisenmanagement. Hierbei soll die Arbeit als Leitfaden dienen, um ein umfangreiches Verständnis über die Einflussnahme und die effektive Anwendung von interner und externer Krisenkommunikation zu entwickeln. Neben der Erläuterung mithilfe von Fallbeispielen, ermöglicht die Arbeit auch einen Einblick des Einsatzes im Krisenmanagement. Mithilfe des BSI-Standards 100-4 Notfallmanagement, wird dies verdeutlicht. Besonderes Augenmerk erhält die externe Krisenkommunikation mithilfe von Social Media.
Die Basis der Bachelorarbeit stellt die Auswertung von zahlreicher Literatur dar. Hierbei wurde auf Monographien, Sammelwerke, Forenbeiträge, Handbücher und internationale Standards zurückgegriffen.
Diese Arbeit bietet an, ein tieferes Verständnis über den Bereich der Krisenkommunikation zu erhalten. Ebenfalls zeigt sie Optimierungsmöglichkeiten auf, wo interne sowie externe Krisenkommunikation noch erfolgreicher umgesetzt werden kann.
Im Rahmen dieses Projekts wurde im Labor Telekommunikationstechnik der Hochschule Offenburg ein flexibel konfigurierbares Funknetz nach dem ZigBee-Standard aufgebaut. Mit Hilfe diverser Messgeräte und Analyse-Tools wurden die wesentlichen Performance Parameter dieses Funknetzes unter realen Betriebsbedingungen evaluiert. So wurden z.B. Erkenntnisse über die Empfängerempfindlichkeit, die effektiv erreichbare Datenrate sowie das Interferenzpotential gewonnen, die Voraussetzungen für die optimale Nutzung dieser neuen Funktechnologie sind.
„Die Reform kommt – stirbt das Netz?“ So titelte die Süddeutsche Zeitung bereits Mitte April 2019 in Bezug auf die sich anbahnende Urheberrechtsreform. Kaum ein anderes Rechtsgebiet ist derzeit so präsent in der Mitte der Gesellschaft angekommen und löst derart hitzige Diskussionen aus wie die anstehende Urheberrechtsreform durch den europäischen Gesetzgeber. Dabei ist es der Urheberrechtsreform in der Tat gelungen, einen ähnlichen Stellenwert für sich zu vereinnahmen wie die Einführung der lange gefürchteten Datenschutz-Grundverordnung im Jahr 2018.
Im Fokus der Debatte steht dabei insbesondere Artikel 13, der sich mittlerweile als Artikel 17 in der aktuellen Fassung der Richtlinie wiederfindet. Seine breite Aufmerksamkeit verdankt dieser dem Umstand, dass er die Meinungsfreiheit und die freie Netzkultur in erheblichem Maße einschränken könnte. Allerdings geht die gesamte Richtlinie des europäischen Gesetzgebers deutlich über Artikel 17 hinaus, sodass sich neben der breiten Bevölkerung auch weitere Adressaten ergeben, deren Rahmenbedingungen sich ändern werden.
Der wachsende Trend zur Individualisierung von Produkten wird von immer mehr Unternehmen aufgegriffen und umgesetzt. Mithilfe von Produktkonfiguratoren bieten sie ihren Kund*innen die Möglichkeit, ihr eigenes Produkt nach Wunsch zu kreieren. Die Konfiguratoren stehen mit dieser Interaktion vor der Herausforderung die Nutzer*innen als Nicht-Experten erfolgreich durch den Prozess zu leiten. Ein zentraler Bestandteil der erfolgreichen Umsetzung ist die Benutzerfreundlichkeit und dessen anwendungsorientierte Gestaltung.
Diese Arbeit befasst sich mit der Analyse und Optimierung der Usability des Möbelkonfigurators der mycs GmbH. Das Ziel der Arbeit ist die Aufdeckung von Schwachstellen und die Entwicklung passender Handlungsempfehlungen für die Optimierung der Benutzerfreundlichkeit.
Zu diesem Zweck wird der IST-Zustand des Konfigurators ermittelt und darauf aufbauend ein Usability-Test erstellt und durchgeführt. Die verwendeten Methoden des Tests sind Remote-Usability-Interviews, eine qualitative Nachbefragung und die Think-Aloud-Methode. Die im Anschluss ermittelten Handlungsempfehlungen stellen Lösungen zu den analysierten Schwachstellen des Usability-Tests dar.
Die Ergebnisse der Analyse zeigen Schwachstellen in der Orientierung und Unterstützung von Nutzer*innen. Sie bestätigen zudem die Wichtigkeiten dieser beiden Kriterien für die Auseinandersetzung mit einem Möbelkonfigurator. Die entwickelten Handlungsempfehlungen zeigen einige Verbesserungen der Bereiche mit geringem Umsetzungsaufwand auf.
An der Offenburger Hochschule wurde eine neue Art der Ansteuerungsmethode für Handprothesen und -orthesen entwickelt, die auf der Verwendung einer Augmented Reality Brille basiert. Dieses neue Prothesensystem soll in einer ersten Studie an Probanden auf seine Alltagstauglichkeit getestet werden. Ziel dieser Arbeit ist es, die regulatorischen Anforderungen an eine solche Studie zusammenzustellen, mit Schwerpunkt auf einem Antrag bei einer Ethikkommission. Außerdem sind mittels Literaturrecherche Tests zu identifizieren und zu analysieren, die für die Beurteilung von Handprothesen verwendet werden. Hierfür wird erörtert was Alltagstauglichkeit bedeutet und welche Eigenschaften und Ziele identifizierte Tests haben.
Im Rahmen dieses Projekts wurde im Labor Telekommunikationstechnik der Hochschule Offenburg die Übertragungsqualität von Mehrantennensystemen durch theoretische Analysen und Simulationen analysiert. Dabei zeigt sich bereits in der ersten Projektphase bei einfachen Mehrantennenkonfigurationen mit einer Sendeantenne und mehreren Empfangsantennen wie aufgrund von Antennendiversität bei verschiedenen Kombinationsstrategien der Empfangssignale sich die Übertragungsqualität bei Rayleigh Fading deutlich verbessert.
Mehrantennensysteme (MIMO: MultipleInputMultipleOutput) sind seit einigen Jahren ein zentrales Forschungsthema in der Funkkommunikation. Die Analyse der Kanalkapazität solcher MIMOSysteme in [1] hat gezeigt, welches enorme Potenzial in dieser Technologie steckt. Dieses Potenzial kann auf verschiedene Arten genutzt werden. MIMOVerfahren können grundsätzlich in zwei Klassen eingeteilt werden. Die erste Klasse besteht aus Verfahren, die die Zuverlässigkeit der Übertragung über FadingKanäle verbessert. Dies wird entweder durch Verbesserung des jeweils wirksamen mittleren SNR (engl. SignaltoNoise power ratio) z. B. durch Beamforming oder durch Verminderung der Fluktuationen des SNR durch Diversitätstechniken erreicht. Die zweite Klasse bilden Verfahren, bei denen mehrere unabhängige Datenströme parallel über die verschiedenen Antennen durch räumliches Multiplexen (engl. Spatial Multiplexing) übertragen und so die Datenrate vervielfacht wird. Während bei den Diversitätstechniken und den Verfahren des Spatial Multiplexing die Übertragungseigenschaften zwischen den verschiedenen Sende- und Empfangsantennen durch z. B. ausgeprägte Mehrwegeausbreitung möglichst unkorreliert sein sollen, ist dies bei den Beamforming-Verfahren aber gerade nicht dienlich. Im Rahmen dieses Projekts wurde die Übertragungsqualität von Funksystemen mit MIMOArchitektur analysiert, die spezielle blockbasierte Codierungsverfahren verwenden, die nicht nur die zeitliche, sondern auch die räumliche Dimension zu der Informationsübertragung nutzen (SpaceTimeBlockCoding, STBC) und damit auf einen Diversitätsgewinn abzielen.
Das Ziel dieser Arbeit war es zu prüfen, ob bei der Verwendung von Perturbationen in einem Laufschuhvergleich eine Adaptations-Phase im Voraus durchgeführt werden sollte, um den Einfluss potenzieller Adaptationseffekte zu reduzieren. Dafür absolvierten die acht Probanden insgesamt 15 Perturbationen auf einem Laufband, welche sich durch die kurzzeitige Beschleunigung des Laufbands von 2,5 𝑚/𝑠 auf 3,5 𝑚/𝑠 kennzeichneten. Anschließend wurden aus den normalisierten Daten die initialen Gelenkswinkel bei Bodenkontakt im Knie und Sprunggelenk, die minimale bzw. maximale Bodenreaktionskraft in x- bzw. z-Richtung und die Bodenkontaktzeit bestimmt. Um sowohl potenzielle Vorwärtssteuerungen als auch Feedbackbezogene lokomotorische Anpassung zu berücksichtigen, wurden die zwei Schritte vor der Perturbation, der perturbierte Schritt und die drei Schritte nach der Perturbation analysiert. Neben deskriptiver Statistik wurden die einzelnen Schritte mittels Varianzanalyse und paarweisen t-Tests aufeinanderfolgender Trials untersucht. Der initiale Sprunggelenkswinkel zeigt zwar einen Einfluss der Perturbationen im zweiten und dritten Schritt nach der Perturbation, aber es lässt sich keine Anpassung im Verlauf der Messung feststellen. Auch bei der Bodenkontaktzeit lassen sich Unterschiede in den Messwerten und zwischen den Schritten finden, diese können allerdings ebenfalls nicht der Adaptation zugeordnet werden. Die Entwicklung der Mittelwerte und signifikante Ergebnisse in ANOVA und t-Tests deuten beim initialen Kniewinkel für den zweiten und dritten Schritt nach der Perturbation auf eine sukzessive Anpassung des Parameters an den Einfluss der Störung hin, welche nach acht Perturbationen abgeschlossen ist. Für die minimale Bodenreaktionskraft in x-Richtung (Bremskraft) befinden sich die Daten dagegen bereits nach einem Trial auf einem stabilen Niveau, wobei die Abweichungen hier ebenfalls im zweiten Schritt nach der Beschleunigung des Laufbands auftreten. Die maximale vertikale Bodenreaktionskraft (z-Richtung) zeigt Tendenzen zu einer fortschreitenden Anpassung im ersten und zweiten Schritt nach der Perturbation. Hier lassen sich aufgrund des Verlaufs der Mittelwerte und signifikanter Unterschiede beim ersten Schritt sechs Trials als Mindestanzahl für eine Adaptations-Phase ausmachen. Somit konnten in drei von fünf analysierten Parameter Merkmale von Adaptationseffekten gefunden werden, die sich alle in den Schritten nach der Perturbation zeigten und somit Feedbackbezogener Anpassung zuzuordnen sind. Sofern alle Parameter in der anschließenden Messung verwendet werden, sollten in der Adaptations-Phase mindestens acht Perturbationen durchgeführt werden, damit der Einfluss von Anpassungseffekten im Vergleich vernachlässigbar ist.
Mit der neuen Abgasnorm Euro VI und den steigenden Kraftstoffpreisen müssen Nutzfahrzeugantriebe eine Reduzierung der CO2-Emission und eine höhere Effizienz vorweisen (Umweltbundesamt, 2015). Um diese Anforderungen erfüllen zu können, wird bei vielen Nutzfahrzeugherstellern intensiv an Systemen zur Rückgewinnung von Abgasenergie, den sogenannten Waste-Heat-Recovery-Systemen, geforscht. Eine Kraftstoffersparnis von rund 5 % wird dabei angestrebt.
Das System basiert auf einem ORC-Prozess. Bei diesem thermodynamischen Kreisprozess wird die Abwärme des Abgases über einen Wärmetauscher geführt, der das organische Arbeitsfluid Ethanol in einem geschlossenen Kreislauf erhitzt. Durch den Dampfdruckaufbau wird eine Turbine angetrieben. Zur Transformation der Enthalpie des Ethanoldampfes in mechanische Energie sind Drehzahlen von bis zu 120000 U/min notwendig, um eine hohe Effizienz des Systems vorweisen zu können. Systemdrücke bis 50 bar und Temperaturen des Ethanoldampfes von maximal 300 °C treten im WHR-System auf und führen zu extremen Beanspruchungen. Eine besondere Herausforderung stellen hierbei die Wellendichtungen, vor allem bei nutzfahrzeugtypischen Lebensdauern, dar. Als interessante Alternative zeigt sich die Zentrifugal-Wellendichtung, um die hohen Dichtungsanforderungen über die geforderten Laufzeiten zuverlässig zu erfüllen.
Durch methodisch stufenweise ablauforientiertes Vorgehen wird die Analyse der Zentrifugal-Wellendichtungen durchgeführt. Hierbei wird zuallererst das Wirkprinzip untersucht. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die Wärmeeinträge aus der Umgebung und Verwendung unterschiedlicher Sperrfluide gelegt.
Für eine Testdrehzahl von 15000 U/min ergibt sich, bei einer beidseitig glatten Scheibe mit einem Scheibenradius von 8,7 mm, eine maximal abdichtbare Druckdifferenz von 0,04 bar. Im Sperrfluid herrschen hierbei Temperaturen von rund 50 °C. Die Versuche zeigen Korrelationen zu den bekannten theoretischen Ansätzen von Ketola und McGrey. Die maximale Druckdifferenz beträgt in diesem Fall 0,043 bar. Nachdem stationäre Betrachtungen ausreichend untersucht werden, widmet sich diese Arbeit dem Anfahr- und Not-Aus-Verhalten. Die Optimierung des Projekts wird durch abschließende Verbesserungsvorschläge, für die Realisierung höherer Sperrdrücke, erzielt.
Seit 2009 nimmt das Team ”magmaOffenburg” an der 3D-Simulationsliga des RoboCups teil. Für das erfolgreiche Abschneiden in Turnieren ist die Qualität der erlernten Bewegungsabläufe ein zentraler Faktor. Bisher wurden genetische Algorithmen verwendet, um verschiedenste Aktionen zu erlernen sowie zu optimieren. In dieser Arbeit wird der Deep Reinforcement Learning Algorithmus Proximal Policy Optimization für das Erlernen bestimmter Bewegungen verwendet. Um ein Verständnis für dessen einflussreichen Parameter zu erhalten, werden Größen wie paralleles Lernen, Hyperparameter, Netzwerktopologie, Größe des Observationspace sowie asynchronem Lernen anhand dem Kicken aus dem Stand evaluiert. Durch die Ergebnisse der Evaluierung konnte der erlernte Kick signifikant verbessert werden und sein genetisch erlerntes Gegenstück im Spiel ablösen. Drüber hinaus wurden die Erkenntnisse anhand dem Laufen lernen evaluiert und Zusammenhänge bzw. Unterschiede der zwei Lernprobleme festgestellt.
Analyse domänenseitiger Optimierungen für Deep Reinforcement Learning in der RoboCup Umgebung
(2021)
Mit dem Team "magmaOffenburg" nimmt die Hochschule Offenburg seit 2009 am internationalen Wettbewerb "RoboCup" in der 3D-Simulationsliga für Fußball teil. Dabei kommt es vor allem auf den Einsatz guter Lauf- und Kickverhalten an. Seit 2019 ist es dem Team magmaOffenburg möglich auch Deep Reinforcement Learning für die Weiterentwicklung der Verhalten einzusetzen. Während auf diese Weise schon verwendbare Ergebnisse für das Kicken produziert wurden, so fehlt noch ein Fortschritt beim Laufen lernen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den nötigen Optimierungen auf der Domänenseite, um das gelernte Laufen zu verbessern. Das beinhaltet die Optimierung des Observation- und Actionspaces, sowie auch eine Optimierung der Rewardfunktion. Dabei wurde versucht, die einzelnen Einflüsse verschiedener Parameter und Techniken innerhalb dieser drei Bereiche zu evaluieren. So konnte zum Schluss eine Verbesserung in der Laufgeschwindigkeit von etwas unter einem Meter pro Sekunde auf bis zu 1,8 Metern pro Sekunde erreicht werden. Ausschlaggebend für dieses Ergebnis waren vor allem der Verbesserungen in der Rewardfunktion.
Endress+Hauser Liquid Analysis ist ein erfolgreiches Entwicklungsunternehmen im Bereich der Flüssigkeitsanalyse für Prozesse und Labore. Mit voranschreitender Digitalisierung soll auch das Produktportfolio weiter digitalisiert werden. Ziel dieser Arbeit ist es den Entwicklungsprozess von Endress+Hauser Liquid Analysis auf die Eignung zur Entwicklung digitaler Produkte zu untersuchen. Zur Beantwortung der Fragestellung werden sowohl Literatur als auch mehrere Experten aus dem Fachgebiet zur Rate gezogen. In der Auswertung wird der aktuelle Prozess bewertet und ein geeignetes Prozessmodell für das Unternehmen dargestellt. Das empfohlene Modell wird exemplarisch anhand eines Beispielprojekts aufgezeigt. In einem abschließenden Fazit werden Ergebnisse und Erkenntnisse zusammengetragen.
Die vorliegende Arbeit legt mit der Analyse der globalen Hoteltrends und der Rahmenbedingungen den Grundstein für strategische und operative Entscheidungen im Internationalisierungsprozess der Bohemian Hostels. Dabei werden die globalen Hoteltrends ermittelt, die Wettbewerbsfähigkeit der Bohemian Hostels herausgearbeitet und somit die Sinnhaftigkeit einer
Internationalisierung abgewägt. Als Basis für die Marketingziele und die Marketingstrategie wird in der Branchen- und Konkurrenzanalyse das Wettbewerbsumfeld des Regionalmarktes Accra analysiert. Dadurch sollen die
Rentabilität des Marktes untersucht sowie Positionierungslücken und
Differenzierungsmöglichkeiten aufgezeigt werden. Von der Entwicklung der Marketingziele und -strategie sowie deren Maßnahmen wird jedoch abgesehen.
Stattdessen wird, resultierend aus den Ergebnissen, die Unternehmensphilosophie und das Corporate Design als Teil der Kommunikationspolitik in einem Markenhandbuch festgehalten.
Die Austragung der FIFA Fußball-Weltmeisterschaft 2022 im Emirat Katar polarisierte die deutsche Gesellschaft. In dieser Arbeit wurde nachgeforscht, wie deutsche Medien über die Veranstaltung berichteten und bei welchen Themen die Schwerpunkte gesetzt wurden.
Die Forschung erfolgte unter Anwendung der Techniken qualitativer Inhaltsanalyse nach Philipp Mayring.
Intels Software Guard Extension (SGX) ist eine Technologie, die einen umfassenden Datenschutz verspricht. SGX wurde 2013 als Softwaremodell für die isolierte Ausführung von Anwendungen veröffentlicht.
Mit Intel SGX können Container in einem geschützten Speicherbereich erstellt werden. Diese Container werden Enclave genannt. Es ist nicht möglich den Speicher-
bereich der Enclave auszulesen oder in ihn zu schreiben. Die Enclave soll Integrität und Verfügbarkeit der Daten sicherstellen, auch wenn diese auf einem nicht vertrauenswürdigen Host ausgeführt werden.
In dieser Arbeit soll zunächst ein Überblick über die Funktionsweise und das Potenzial von Intel Software Guard Extension gegeben werden. Vor allem soll analysiert werden
wie Datenbanken mit Hilfe von SGX gesichert werden können und wie groß die Performance einbüßen mit SGX sind.
Aufbauend auf den Grundlagen von Intel SGX und EnclaveDB soll anschließend eine sichere Datenbank erstellt werden. Hierzu wird EnclaveDB von Microsoft analysiert und auf Basis dieser Datenbank eine neue Datenbank erschaffen, die Daten verschlüsselt in der Datenbank speichert ohne, dass diese in Klartext vom Host ausgelesen werden können. Zum Schluss wird die Performance von EnclaveDB und der erstellten Datenbank so gut es geht verglichen.