Open Access

Es werden die aktuellen Studien über Fußformen auf signifikante Unterschiede zwischen Männer und Frauen, Einflussfaktoren wie das Alter, die Körpergröße, das Gewicht und den BMI untersucht. Weiter werden die Unterschiede zwischen verschiedenen Ethnien, Belastungen und dem Aufwachsen mit oder ohne Schuhe analysiert. Die Studien werden über PubMed und ConnectedPapers gesucht und die Daten mit Excel ausgewertet und graphisch dargestellt. Folgendes hat sich ergeben: das Alter hat im Wachstum des Fußes einen Einfluss auf die Fußlänge und die Fußbreite. Außerhalb des Wachstums hat das Alter Einfluss auf die fibulare Bogenlänge und die Bogenhöhe. Die Körpergröße hat Einfluss auf die Fußlänge, die fibulare Bogenhöhe, die distale Knöchelhöhe und den Ballenumfang. Das Gewicht hat im Fußwachstum einen Einfluss auf die Fußlänge. Außerhalb des Wachstums hat das Gewicht einen Einfluss auf die fibulare Bogenhöhe, die Höhe des distalen Knöchels, die Zehenhöhe und den Ballenumfang. Der BMI hat einen Einfluss auf die fibulare Bogenlänge, die mediale und distale Knöchelhöhe und die Zehenhöhe. Für die Fersenbreite und die Risthöhe wurden keine Einflussfaktoren gefunden.

Die Bachelorarbeit umfasst die Entwicklung einer Pendelhubstichsäge für die Verwendung in CNC-Bearbeitungszentren. Der Entwicklungsprozess durch läuft alle vier Phasen: Planung, Konzeption, Konstruktion, Ausarbeitung. Endergebnis der Bachelorarbeit ist ein vollständiges 3D-Modell mit allen fertigungsrelevanten Dokumenten.

Für die Prognose von Zeitreihen sind bezüglich der Qualität der Vorhersagen heutzutage neuronale Netze und Deep Learning das Mittel der Wahl. LSTM-Netzwerke etablierten sich dazu als eine gut funktionierende Herangehensweise. 2017 wurde der auf Attention basierende Transformer für die Übersetzung von Sprache vorgestellt. Aufgrund seiner Fähigkeit mit sequenziellen Daten zu arbeiten, ist er auch für Zeitreihenprobleme interessant. Diese wissenschaftliche Arbeit befasst sich mit der Vorhersage von Zeitreihen mit einem Transformer. Es wird analysiert, inwiefern sich ein Transformer für Zeitreihenvorhersagen von einem Transformer für Sprachübersetzungen unterscheidet und wie gut die Vorhersagen im Vergleich zu denen eines LSTM-Netzwerkes abschneiden. Dazu werden ein LSTM- und ein Transformer-Netzwerk auf Luftqualitäts- und Wetterdaten in Berlin trainiert, um den Feinstaubgehalt (PM25) in der Luft vorherzusagen. Die Ergebnisse werden mit einem Benchmark-Modell anhand von Evaluationsmetriken verglichen. Anschließend wird evaluiert, wie die Fehler des Transformers reduziert werden können und wie gut der Transformer generalisiert.

Die Bedeutung eines digitalen Euros für Unternehmen und Verbraucher - Eine kritische Analyse

Mit der wachsenden Bedeutung von Nachhaltigkeit im Alltag von Konsument*innen, werden ökologische Aspekte zunehmend zum Kaufentscheidungsfaktor. Damit steigt auch das Angebot nachhaltiger Produkte am Markt. Immer mehr Unternehmen neh-men ökologische Alternativen mit in ihr Sortiment auf. Wie nachhaltig einzelne Güter tatsächlich sind, kann für Verbraucher*innen nur schwer ersichtlich sein. Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit ist die Analyse der Auswirkungen von Green-washing auf das Konsumverhalten deutscher Verbraucher*innen am Markt für nach-haltige Lebensmittel. Innerhalb eines Fragebogens wird zunächst der Lebensmittel-konsum eines Probandenkreises erfasst. Dabei wird zudem erfasst, welche Bedeutung Gütezeichen als Beurteilungshilfe hinsichtlich der Nachhaltigkeit eines Produkts in der Lebensmittelbranche innehalten. Dazu werden zunächst einige Öko-Siegel bzgl. ihrer Seriosität bewertet. In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse dieser Bewertung mittels empirische Forschung der Einschätzung des Probandenkreises gegenüberge-stellt. Aus der Befragung ist hervorgegangen, dass Greenwashing eines Unternehmens durchaus Veränderungen in der Kaufbereitschaft der betroffenen Produkte sowie – zu einem geringeren Ausmaß – Produkte innerhalb der gleichen Kategorie betrifft. Wei-terhin wurde identifiziert, dass die Einschätzungen des Probandenkreises hinsichtlich der Seriosität und der Vertrauenswürdigkeit maßgeblich von der – innerhalb dieser wissenschaftlichen Arbeit – durchgeführten Bewertung abweichen. Die Einschätzung hinsichtlich der Seriosität und Vertrauenswürdigkeit von Seiten der Proband*innen, scheint zu großen Teilen von der Bekanntheit des betreffenden Gütezeichens abzu-hängen.

Die vorliegende Bachelorthesis setzt sich mit dem Einsatz von digitalen Medien in den Bildungseinrichtungen Hochschule und Berufsschule auseinander. Zunächst werden grundlegende Begrifflichkeiten und digitale Medien beschrieben. Anschließend wird der Gerätebesitz Jugendlicher und die Ausstattung der Bildungsinstitute gezeigt. Im Folgenden wird auf den Einfluss der Coronapandemie in Bezug auf die Digitalisierung eingegangen. Anschließend folgen zwei Konzepte, die einen sinnvollen Einsatz von digitalen Medien in der Bildung gewährleisten sollen.

Patienten mit neurologischen Erkrankungen, die Auswirkungen auf die Muskelaktivität der unteren Extremitäten haben, leiden oft an Gangstörungen in der Schwung- und Standphase. Um diesen Gangstörungen entgegenzuwirken und einzelne Muskeln zu unterstützen oder zu ersetzen, stellt die Versorgung mit Unterschenkelorthesen eine Behandlungsoption dar. Den Ärzten steht dabei eine Vielzahl an Orthesentypen mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften zur Verfügung. Zur Beurteilung der Wirksamkeit einer Orthesenversorgung werden dreidimensionale Ganganalysen mit und ohne Orthese durchgeführt. Die Entscheidungsfindung wird durch eine Simulation des Bewegungsapparates, dem muskuloskelettalen Modelling, unterstützt. Aus den Messdaten der Ganganalyse mit Orthese wird mittels der inversen Dynamik auf die bewegungserzeugenden Muskelkräfte im Körper zurückgerechnet. Der-zeit wird das Gesamtmoment um das Sprunggelenk in die Berechnung mit einbezogen, welches sich aus dem internen Moment, erzeugt von Muskeln, Sehnen und Bändern der unteren Extremitäten des Patienten und dem externen Orthesenmoment zusammensetzt. Durch eine isolierte Ermittlung des Unterstützungsmoments einer Unterschenkelorthese kann durch das muskuloskelettale Modelling eine genauere Aussage über die Auswirkungen einer Unterschenkelorthese auf die Muskelaktivität der unteren Extremitäten und die Funktionalität des Bewegungsapparates des Patienten getroffen werden. Zur Bestimmung des Orthesenmoments wird die Rotationssteifigkeit, die wichtigste mechanische Eigenschaft einer Unterschenkelorthese mithilfe einer Testvorrichtung gemessen. Denn diese beschreibt das Widerstandsmoment der Orthese, das sie bei der Deformation in Plantar- oder Dorsalflexion er-zeugt, um eine gewisse Biegung um die Sprunggelenksachse freizugeben. Die Literaturrecherche ergibt, dass die Rotationssteifigkeit einer Unterschenkelorthese auf einem Prüfstand mit einem physischen Ersatzbeinmodell zur Fixierung der Orthese gemessen wird. In der bestehenden Testvorrichtung am Kinderspital Basel werden die Orthesen allerdings ohne Ersatzbeinmodell untersucht. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Ermittlung der Eignung der bestehenden Vorrichtung ohne Ersatzbeinmodell zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit. Dazu werden eine steife und drei Karbonfederorthesen auf der Testvorrichtung und am Bein eines gesunden Probanden in vergleichbaren Auslenkungen gemessen. Die Bewegung der Orthese wird mittels dreidimensionalem markerbasiertem Kameramesssystem aufgenommen und die kinetischen Daten über dreidimensionale Kraftmessplatten erfasst. Für den Vergleich der beiden Testkonditionen werden drei Parameter definiert. Der Erste ist das Deformationsmaß der Orthese. Dieses beschreibt die Deformationslinie des Orthesenschafts in Sagittalebene. Der Vergleich zeigt, dass dieses bei allen getesteten Orthesentypen in starkem Maß zwischen beiden Testkonditionen variiert und damit nicht vergleichbar ist. Der zweite Parameter ist die Betrachtung eines vereinfachten Modells für das Verhalten des Rotationspunkts in der Sagittalebene, um den der Orthesenschaft bei der Verformung rotiert. Hierzu werden Geraden durch die Marker des Schafts und des Fußes gelegt und deren Schnittpunktverhalten bei der Deformation analysiert. Die Bewegung des Schnittpunkts variiert je nach Testkondition, jedoch wird das Maß der Bewegung im Vergleich zu anderen Einflussfaktoren als vernachlässigbar eingestuft. Hier gleichen sich somit die beiden Testkonditionen. Der dritte Parameter ist die Rotationssteifigkeit der Orthese. Hierzu werden mit den Kraftmessplatten die Kräfte gemessen und mit den Positionsdaten der Marker ein Hebelarm und der Deformationswinkel definiert. Die ermittelten Daten weichen zwischen den Testkonditionen in großem Maß voneinander ab. Eine direkte Aussage über die Eignung der Testvorrichtung kann nicht getroffen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Messung am Bein des Probanden keine realistischen und da-mit verwertbaren Messdaten zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit liefert. Schlussfolgernd sind die Messdaten beider Testkonditionen mit den angewandten Mess- und Berechnungsmethoden nicht vergleichbar. Die Eignung der Testvorrichtung lässt sich somit nur bedingt beurteilen. Einerseits liefert der Aufbau der Vorrichtung und die Messdurchführung Messda-ten zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit, andererseits kann noch keine Aussage darüber getroffen werden, ob die Messdaten zu einer qualitativen Ermittlung der Rotationssteifigkeit der Orthese führen können. In zukünftigen Studien muss die Messung am Bein des Proban-den optimiert werden, um Referenzwerte für die Messung auf der Testvorrichtung bereitstellen zu können.

Die Analyse von biomechanischen Parametern erlangt in der Sportwissenschaft und der Biomechanik eine immer größere Bedeutung. Daraus entwickelten sich mit der Zeit neue Analysemethoden, die sich zum Ziel gesetzt haben, eine bessere, schnellere und einfachere Analyse der biomechanischen Parameter zu ermöglichen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu evaluieren, ob die Sensor-Technologie für die Analyse von biomechanischen Parametern im Bereich des Skisprungs und Skilanglaufs eingesetzt werden kann und dabei einen Vorteil gegenüber den derzeitig verwendeten Analysemethoden mit sich bringt. Dabei soll ein Lösungskonzept entwickelt werden, welches gezielt die Geschwindigkeiten und Zeiten, im Skisprung und Skilanglauf analysieren kann. Für die Auswahl der Sensoren, wurden zu Beginn Randbedingungen festgelegt, die ein Sensor erfüllen muss, um für den Einsatz im Skisprung und Langlauf geeignet zu sein. Dabei stehen vor allem die Outdoorfähigkeit, Scanfrequenz und die Reichweite im Fokus der Evaluierung. Auf Basis der Randbedingungen wurden diese mit den Eigenschaften der Sensoren verglichen und eine Vorauswahl getroffen. Dabei kam man zu dem Ergebnis, dass fünf Sensoren für den Einsatz im Skisprung und Skilanglauf geeignet sind. Die Sensoren kommen jeweils aus dem Bereich der LiDAR- (light detection and ranging), RFID- (Radio-Frequency Identification), und Radar-Technologie. Im Anschluss wurde für jeden Sensor ein Lösungskonzept zur Bestimmung von Geschwindigkeiten und Zeiten, unabhängig von dem zu messenden Objekt, erstellt und abschließend auf ihre Verwendbarkeit im Skisprung und Skilanglauf bewertet. Dadurch stellte sich heraus, dass die Kombination aus einem LiDAR-Sensor (LMS5xx) und einem RFID-Sensor (RFU63x) am besten für den Skilanglauf geeignet ist. Für die Verwendung im Skisprung zeigte sich ebenfalls eine Kombination aus dem RFID-Sensor (RFU63x) und einem Radar-Sensor (RMS1000) als bestmögliches Lösungskonzept zur Analyse von Geschwindigkeiten und Zeiten. Die Arbeit hat gezeigt, dass die Sensor-Technologie in Zukunft eine schnellere, unabhängigere und einfache Methode zur Analyse von biomechanischen Parametern ermöglicht. Dabei muss berücksichtigt werden, dass es sich um eine theoretische Untersuchung handelt, welche als Vorlage für weitere Untersuchungen dienen soll.

The use of biochar is an important tool to improve soil fertility, reduce the negative environmental impacts of agriculture, and build up terrestrial carbon sinks. However, crop yield increases by biochar amendment were not shown consistently for fertile soils under temperate climate. Recent studies show that biochar is more likely to increase crop yields when applied in combination with nutrients to prepare biochar-based fertilizers. Here, we focused on the root-zone amendment of biochar combined with mineral fertilizers in a greenhouse trial with white cabbage (Brassica oleracea convar. Capitata var. Alba) cultivated in a nutrient-rich silt loam soil originating from the temperate climate zone (Bavaria, Germany). Biochar was applied at a low dosage (1.3 t ha−1). The biochar was placed either as a concentrated hotspot below the seedling or it was mixed into the soil in the root zone representing a mixture of biochar and soil in the planting basin. The nitrogen fertilizer (ammonium nitrate or urea) was either applied on the soil surface or loaded onto the biochar representing a nitrogen-enhanced biochar. On average, a 12% yield increase in dry cabbage heads was achieved with biochar plus fertilizer compared to the fertilized control without biochar. Most consistent positive yield responses were observed with a hotspot root-zone application of nitrogen-enhanced biochar, showing a maximum 21% dry cabbage-head yield increase. Belowground biomass and root-architecture suggested a decrease in the fine root content in these treatments compared to treatments without biochar and with soil-mixed biochar. We conclude that the hotspot amendment of a nitrogen-enhanced biochar in the root zone can optimize the growth of white cabbage by providing a nutrient depot in close proximity to the plant, enabling efficient nutrient supply. The amendment of low doses in the root zone of annual crops could become an economically interesting application option for biochar in the temperate climate zone.

Lithium-ion batteries exhibit a dynamic voltage behaviour depending nonlinearly on current and state of charge. The modelling of lithium-ion batteries is therefore complicated and model parametrisation is often time demanding. Grey-box models combine physical and data-driven modelling to benefit from their respective advantages. Neural ordinary differential equations (NODEs) offer new possibilities for grey-box modelling. Differential equations given by physical laws and NODEs can be combined in a single modelling framework. Here we demonstrate the use of NODEs for grey-box modelling of lithium-ion batteries. A simple equivalent circuit model serves as a basis and represents the physical part of the model. The voltage drop over the resistor–capacitor circuit, including its dependency on current and state of charge, is implemented as a NODE. After training, the grey-box model shows good agreement with experimental full-cycle data and pulse tests on a lithium iron phosphate cell. We test the model against two dynamic load profiles: one consisting of half cycles and one dynamic load profile representing a home-storage system. The dynamic response of the battery is well captured by the model.