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Forum - Ausgabe 2007/2008
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(2004)
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(2003)
Formgedächtnislegierungen
(2018)
Formgedächtnislegierungen sind »Legierungen, die nach geeigneter Behandlung aufgrund einer martensitischen Umwandlung ihre Gestalt in Abhängigkeit von der Temperatur ändern«. Derartige Materialien werden in den nächsten Jahrzehnten eine wachsende Rolle in der Technik spielen. Um die Eigenschaften dieser Werkstoffe optimal nutzen zu können, ist es wichtig, den Einfluss des Herstellungs- und Verarbeitungsprozesses auf ihre Anwendung zu kennen.
Das Buch behandelt die metallkundlichen Hintergründe und die Verwendungsmöglichkeiten der Formgedächtnislegierungen in verständlicher, auf den Anwender zugeschnittener Weise.
Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Linearantriebes mittels Formge-dächtnislegierungen (FGL) zur Knochenverlängerung und Defektüberbrückung ent-sprechend der Methode nach Betz und Baumgart. Der zu entwickelnde Linearantrieb sollte im Idealfall folgende Eigenschaften aufweisen: • mechanisch einfach aufgebaut • leicht zu miniaturisieren • großer Arbeitsweg • variable Positionierung • hohe Leistung • kostengünstig Zur Entwicklung eines derartigen FG-Marknagels sollten die folgenden Teilprobleme gelöst werden: • Auswahl einer geeigneten FGL zur Realisierung der benötigten Kräfte innerhalb der möglichen Temperaturdifferenz • Auswahl der Heizspirale und Messung der Aufheiztemperaturen an der Marknagel-oberfläche • Ausarbeiten der konstruktiven Lösung hinsichtlich der ermittelten Werte bezüglich des Verhältnisses Kraft/Weg • Werkstoffauswahl hinsichtlich der Implantierbarkeit, der Schweißbarkeit mit Laser und der Aufheizung • Mechanische Sicherung (Arretiermechanismus) bei Belastung der Extremität durch den Patienten und Entwicklung eines Rückstellmechanismus • Verbindungstechnik der Komponenten • Erprobung der entwickelten Prototypen in Labortests
Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss des Klimawandels auf den Transport massengutaffiner Unternehmen in Baden-Württemberg sowie mögliche Anpassungsmaßnahmen. In einem ersten Schritt wurden dabei verschiedene Literatur- und Datenanalysen zu den Auswirkungen des Klimawandels auf Baden-Württemberg, seine (massengutaffinen) Unternehmen sowie die von diesen verwendeten Verkehrsträger durchgeführt. Daten zum Klimawandel werden dabei aus vorangegangenen Studien entnommen, unter anderem den breit angelegten Untersuchungen des KLIWAS Projekts, aus dem auch einige Eingangsdaten für das hier verwendete Vulnerabilitätsmodells stammen. Um die Vulnerabilität und Anpassungsmöglichkeiten der Unternehmen mittels des genannten Modells zu untersuchen werden weitere, unternehmensspezifische Daten benötigt, die durch eine Unternehmensbefragung erhoben wurden. Insgesamt wurden etwa 400 Unternehmen direkt angeschrieben; durch den Versand der Fragebögen durch Wirtschaftsverbände wurde der Kreis der befragten Unternehmen nochmals erweitert. Bei den an der Befragung teilnehmenden Unternehmen hatte das Binnenschiff mit etwa 30% im Schnitt einen deutlich höheren Transportanteil als die Bahn mit im Durchschnitt knapp 8%. Dies kann als Indikator für die wahrgenommene Betroffenheit durch den Klimawandel interpretiert werden, die zur Teilnahme an der Befragung motivierte.
Flooded Edge Gateways
(2019)
Increasing numbers of internet-compatible devices, in particular in the context of IoT, usually cause increasing amounts of data. The processing and analysis of a continuously growing amount of data in real-time by means of cloud platforms cannot be guaranteed anymore. Approaches of Edge Computing decentralize parts of the data analysis logics towards the data sources in order to control the data transfer rate to the cloud through pre-processing with predefined quality-of-service parameters. In this paper, we present a solution for preventing overloaded gateways by optimizing the transfer of IoT data through a combination of Complex Event Processing and Machine Learning. The presented solution is completely based on open-source technologies and can therefore also be used in smaller companies.
Flatness-based feed-forward control of solenoid actuators is considered. For precise motion planning and accurate steering of conventional solenoids, eddy currents cannot be neglected. The system of ordinary differential equations including eddy currents, that describes the nonlinear dynamics of such actuators, is not differentially flat. Thus, a distributed parameter approach based on a diffusion equation is considered, that enables the parametrization of the eddy current by the armature position and its time derivatives. In order to design the feedforward control, the distributed parameter model of the eddy current subsystem is combined with a typical nonlinear lumped parameter model for the electrical and mechanical subsystems of the solenoid. The control design and its application are illustrated by numerical and practical results for an industrial solenoid actuator.
FishNet
(2016)
In diesem Beitrag wird der finnische Tangotanztourismus
unter Berücksichtigung des Konzeptes des verkörperten Raumes (Low 2003) und des Raumverständnisses von Lefebvre (1991) auf den vielschichtig miteinander verbundenen Ebenen von Körper, Kultur und Raum analysiert. Die finnische „Kultur der Schweigsamkeit“ wird in diesem Zusammenhang im Besonderen
betrachtet. Methodisch werden hierbei sowohl Interviews mit Expertinnen und Experten, teilnehmende Beobachtung als auch die Auswertung von Filmmaterial herangezogen. Im Ergebnis zeigen sich vielfältige Wechselwirkungen von Körper, Kultur und Raum, die zusätzlich Potenziale für den finnischen Tangotanztourismus
aufzeigen.
Finite-Element-Methode
(2016)
We analyse the results of a finite element simulation of a macroscopic model, which describes the movement of a crowd, that is considered as a continuum. A new formulation based on the macroscopic model from Hughes [2] is given. We present a stable numerical algorithm by approximating with a viscosity solution. The fundamental setting is given by an arbitrary domain that can contain several obstacles, several entries and must have at least one exit. All pedestrians have the goal to leave the room as quickly as possible. Nobody prefers a particular exit.
With the increased deployment of biometric authentication systems, some security concerns have also arisen. In particular, presentation attacks directed to the capture device pose a severe threat. In order to prevent them, liveness features such as the blood flow can be utilised to develop presentation attack detection (PAD) mechanisms. In this context, laser speckle contrast imaging (LSCI) is a technology widely used in biomedical applications in order to visualise blood flow. We therefore propose a fingerprint PAD method based on textural information extracted from pre-processed LSCI images. Subsequently, a support vector machine is used for classification. In the experiments conducted on a database comprising 32 different artefacts, the results show that the proposed approach classifies correctly all bona fides. However, the LSCI technology experiences difficulties with thin and transparent overlay attacks.
Botswana, a new construction project – the Maun Science Park - is to be built with a focus on sustainability and to create a new living space for the rapidly growing population in Africa. The project will be a blueprint for future projects in Africain terms of progress, technology and sustainability. This thesis will deal with its financial framework and will serve as a basis for the development of ways and means of financing such projects.
fhk-Journal. Heft 2, 2002
(2002)
fhk forum - Ausgabe 2001
(2002)
Ziel der Masterarbeit war es, die Feuchtigkeitseigenschaften von Estrichen bei unterschiedlichen Klimaten mithilfe von Sorptionsisothermen zu charakterisieren. Die wenigen Literaturangaben zu Sorptionsisothermen von mineralischen Estrichen beziehen sich im Wesentlichen auf Calciumsulfatestriche und genormte Zementestriche (ohne dass die Zementart: Portlandzemente, Hochofenzemente bzw. CEM I, CEM II, CEM III etc. unterschieden werden) und i.d.R. nur auf eine Lufttemperatur (= 20 Grad C). Anliegen der Arbeit war es, zusätzlich die seit ca. 20 Jahren marktüblichen ternären Schnellzemente mit zu untersuchen und die baupraktisch interessanten Temperaturen von 15 Grad C und 25 Grad C einzubeziehen. Ebenso wurden die Auswirkungen der Klimabedingung auf der Baustelle (Jahreszeit, Luftfeuchtigkeit, Temperatur) auf den Hydratationsvorgang der Estriche untersucht. Dabei wurden jeweils nicht nur ein Vertreter der verschiedenen Bindemittelsysteme, sondern mindestens zwei verschiedene Estriche unterschiedlicher Hersteller mit einbezogen. In Kombination mit den Ergebnissen der Gefügeuntersuchungen (u. a. Hg-Porosametrie) wird belegt, weshalb sich die zement- und schnellzementgebundenen Estriche vollkommen anders verhalten als die calciumsulfatgebundenen Estriche. Dieses unterschiedliche Verhalten ist auch einer der Gründe, warum Estriche mit der KRL-Methode in Bezug auf ihren Feuchtegehalt nicht bewertet werden können. Aus diesem Grund folgt ein Vergleich der Materialfeuchtemessungen "KRL-Methode" mit der handwerksüblichen und seit Jahrzehnten in der Praxis bewährten "CM-Methode".
Die wenigen Literaturangaben zu Sorptionsisothermen von mineralischen Estrichen beziehen sich im Wesentlichen auf Calciumsulfatestriche und genormte Zementestriche, sowie i.d.R. nur auf eine festgesetzte Lufttemperatur (= 20 Grad C). Daher war es das Anliegen der im Beitrag beschriebenen Untersuchung, die Feuchtigkeitseigenschaften von Estrichen bei unterschiedlichen Klimaten mithilfe von Sorptionsisothermen zu charakterisieren. Ergänzend sollten die seit ca. 20 Jahren marktüblichen ternären Schnellzemente mit untersucht und die baupraktisch interessanten Temperaturen von 15 Grad C und 25 Grad C einbezogen werden. Ebenso wurden die Auswirkungen der Klimabedingungen auf der Baustelle (Jahreszeit, Luftfeuchtigkeit, Temperatur) auf den Hydratationsvorgang der Estriche untersucht. In Kombination mit den Ergebnissen der Gefügeuntersuchungen (u.a. Hg-Porosimetrie) wird belegt, weshalb sich die zement- und schnellzementgebundenen Estriche vollkommen anders verhalten als die calciumsulfatgebundenen Estriche. Dieses unterschiedliche Verhalten ist auch einer der Gründe, warum Estriche mit der KRL-Methode in Bezug auf ihren Feuchtegehalt nicht bewertet werden können. Deshalb folgt ein Vergleich der Materialfeuchtemessungen "KRL-Methode" mit der handwerksüblichen und seit Jahrzehnten in der Praxis bewährten "CM-Methode".
„Nackte Tatsachen genügen nicht, um den Leser bis zum Schluss bei der Stange zu halten. [Auch der] Verfasser von [Fach- und] Sachtexten hat das Recht – wenn nicht gar die Pflicht –, die Wunder der Erzählkunst für sich zu erschließen, um seine Texte zu einer interessanten und vergnüglichen Lektüre zu machen.“ – Der Vortrag geht der Frage nach, ob diese Forderung des vielgelesenen Ratgeberautors Sol Stein berechtigt ist und inwiefern sie eingelöst werden kann. Zu diesem Zweck werden Stil- und Kompositionsmittel aus den Bereichen Lexik, Grammatik, Syntax, Stilistik, Erzählstrategie und Textorganisation anhand von Formulierungsbeispielen vorgestellt und auf ihre Funktion in Erzählliteratur oder Journalismus hin untersucht. In einem zweiten Schritt wird jeweils nach der Übertragbarkeit dieser sprachlichen Mittel auf Fachtexte gefragt. Anhand parallel ausgerichteter Beispiele wird eine mögliche verlagerte Funktion im Wissenschaftskontext skizziert. Der erhoffte Erkenntnisgewinn des Vortrags betrifft sowohl das Verfassen eigener Publikationen als auch die Vermittlung von Schreibfähigkeiten für künftige Fachautor*innen, weshalb die Formulierungsbeispiele verschiedensten, auch technischen und naturwissenschaftlichen Domänen entnommen sind.
(Literaturangabe: Stein, Sol: Über das Schreiben [1995], dt. Waltraud Götting, 10. Aufl., Zweitausendeins, Frankfurt a. M., 2006, zit. S. 49)
Im Beitrag wird erörtert, welche Rolle der schriftlichen Fehlerkorrektur im studienbegleitenden und -vorbereitenden Deutschunterricht zukommt. Dazu wird ein Überblick über den Stand der Forschung gegeben und eine Studie zur Fehlerkorrektur mit fortgeschrittenen Lernenden vorgestellt, in der die Wirkung einer Fehlerkorrektur am Lernertext überprüft wurde. Die Fehlerkorrektur führte bei der Experimentalgruppe zwar zu einer Reduktion der Fehler in der Überarbeitung, im Vergleich zur Kontrollgruppe aber nicht zu einer signifikanten Verbesserung in einem neuen Text. Um zu eruieren, wie die Lernenden mit der Fehlerkorrektur umgingen, wurde in der Studie außerdem eine qualitative Analyse einzelner Arbeiten vorgenommen. Der Beitrag schließt mit der Frage, welche Rolle eine – nicht sonderlich effektive – Fehlerkorrektur in einer auf Wissenschaftssprache bezogenen Vermittlung einnehmen sollte.
Im Beitrag wird erörtert, welche Rolle der schriftlichen Fehlerkorrektur im studienbegleitenden und -vorbereitenden Deutschunterricht zukommt. Dazu wird ein Überblick über den Stand der Forschung gegeben und eine Studie zur Fehlerkorrektur mit fortgeschrittenen Lernenden vorgestellt, in der die Wirkung einer Fehlerkorrektur am Lernertext überprüft wurde. Die Fehlerkorrektur führte bei der Experimentalgruppe zwar zu einer Reduktion der Fehler in der Überarbeitung, im Vergleich zur Kontrollgruppe aber nicht zu einer signifikanten Verbesserung in einem neuen Text. Um zu eruieren, wie die Lernenden mit der Fehlerkorrektur umgingen, wurde in der Studie außerdem eine qualitative Analyse einzelner Arbeiten vorgenommen. Der Beitrag schließt mit der Frage, welche Rolle eine – nicht sonderlich effektive – Fehlerkorrektur in einer auf Wissenschaftssprache bezogenen Vermittlung einnehmen sollte.
Twenty-first century infrastructure needs to respond to changing demographics, becoming climate neutral, resilient, and economically affordable, while remaining a driver for development and shared prosperity. However, the infrastructure sector remains one of the least innovative and digitalized, plagued by delays, cost overruns, and benefit shortfalls. The authors assessed trends and barriers in the planning and delivery of infrastructure based on secondary research, qualitative
interviews with internationally leading experts, and expert workshops. The analysis concludes that the root-cause of the industry’s problems is the prevailing fragmentation of the infrastructure value chain and a lacking long-term vision for infrastructure. To help overcome these challenges, an integration of the value chain is needed. The authors propose that this could be achieved through a use-case-based, as well as vision and governance-driven creation of federated digital platforms applied to infrastructure projects and outline a concept. Digital platforms enable full-lifecycle participation and responsible governance guided by a shared infrastructure vision. This paper has contributed as policy recommendation to the Group of Twenty (G20) in 2021.
Reliability is a crucial aspect of non-volatile NAND flash memories, and it is essential to thoroughly analyze the channel to prevent errors and ensure accurate readout. Es-timating the read reference voltages (RRV s) is a significant challenge due to the multitude of physical effects involved. The question arises which features are useful and necessary for the RRV estimation. Various possible features require specialized hardware or specific readout techniques to be usable. In contrast we consider sparse histograms based on the decision thresholds for hard-input and soft-input decoding. These offer a distinct advantage as they are derived directly from the raw readout data without the need for decoding. This paper focuses on the information-theoretic study of different features, especially on the exploration of the mutual information (MI) between feature vector and RRV. In particular, we investigate the dependency of the MI on the resolution of the histograms. With respect to the RRV estimation, sparse histograms provide sufficient information for near-optimum estimation.
Feature-Based Proposal Density Optimization for Nonlinear Model Predictive Path Integral Control
(2022)
This paper presents a novel feature-based sampling strategy for nonlinear Model Predictive Path Integral (MPPI) control. In MPPI control, the optimal control is calculated by solving a stochastic optimal control problem online using the weighted inference of stochastic trajectories. While the algorithm can be excellently parallelized the closed- loop performance is dependent on the information quality of the drawn samples. Because these samples are drawn using a proposal density, its quality is crucial for the solver and thus the controller performance. In classical MPPI control, the explored state-space is strongly constrained by assumptions that refer to the control value variance, which are necessary for transforming the Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) equation into a linear second-order partial differential equation. To achieve excellent performance even with discontinuous cost-functions, in this novel approach, knowledge-based features are used to determine the proposal density and thus, the region of state- space for exploration. This paper addresses the question of how the performance of the MPPI algorithm can be improved using a feature-based mixture of base densities. Further, the developed algorithm is applied on an autonomous vessel that follows a track and concurrently avoids collisions using an emergency braking feature.
In this paper, a novel feature-based sampling strategy for nonlinear Model Predictive Path Integral (MPPI) control is presented. Using the MPPI approach, the optimal feedback control is calculated by solving a stochastic optimal control (OCP) problem online by evaluating the weighted inference of sampled stochastic trajectories. While the MPPI algorithm can be excellently parallelized, the closed-loop performance strongly depends on the information quality of the sampled trajectories. To draw samples, a proposal density is used. The solver’s and thus, the controller’s performance is of high quality if the sampled trajectories drawn from this proposal density are located in low-cost regions of state-space. In classical MPPI control, the explored state-space is strongly constrained by assumptions that refer to the control value’s covariance matrix, which are necessary for transforming the stochastic Hamilton–Jacobi–Bellman (HJB) equation into a linear second-order partial differential equation. To achieve excellent performance even with discontinuous cost functions, in this novel approach, knowledge-based features are introduced to constitute the proposal density and thus the low-cost region of state-space for exploration. This paper addresses the question of how the performance of the MPPI algorithm can be improved using a feature-based mixture of base densities. Furthermore, the developed algorithm is applied to an autonomous vessel that follows a track and concurrently avoids collisions using an emergency braking feature. Therefore, the presented feature-based MPPI algorithm is applied and analyzed in both simulation and full-scale experiments.
In this paper an approach towards databased fault diagnosis of linear electromagnetic actuators is presented. Time and time-frequency-domain methods were applied to extract fault related features from current and voltage measurements. The resulting features were transformed to enhance class separability using either Principal Component Analysis (PCA) or Optimal Transformation. Feature selection and dimensionality reduction was performed employing a modified Fisher-ratio. Fault detection was carried out using a Support-Vector-Machine classifier trained with randomly selected data subsets. Results showed, that not only the used feature sets (time-domain/time-frequency-domain) are crucial for fault detection and classification, but also feature pre-processing. PCA transformed time-domain features allow fault detection and classification without misclassification, relying on current and voltage measurements making two sensors necessary to generate the data. Optimal transformed time-frequency-domain features allow a misclassification free result as well, but as they are calculated from current measurements only, a dedicated voltage sensor is not necessary. Using those features is a promising alternative even for detecting purely supply voltage related faults.
Tests for speeding up the determination of the Bernstein enclosure of the range of a multivariate polynomial and a rational function over a box and a simplex are presented. In the polynomial case, this enclosure is the interval spanned by the minimum and the maximum of the Bernstein coefficients which are the coefficients of the polynomial with respect to the tensorial or simplicial Bernstein basis. The methods exploit monotonicity properties of the Bernstein coefficients of monomials as well as a recently developed matrix method for the computation of the Bernstein coefficients of a polynomial over a box.
Fast and reliable acquisition of truth data for document analysis using cyclic suggest algorithms
(2019)
In document analysis the availability of ground truth data plays a crucial role for the success of a project. This is even more true at the rise of new deep learning methods which heavily rely on the availability of training data. But even for traditional, hand crafted algorithms that are not trained on data, reliable test data is important for the improvement and evaluation of the methods. Because ground truth acquisition is expensive and time consuming, semi-automatic methods are introduced which make use of suggestions coming from document analysis systems. The interaction between the human operator and the automatic analysis algorithms is the key to speed up the process while improving the quality of the data. The final confirmation of data may always be done by the human operator. This paper demonstrates a use case for acquisition of truth data in a mail processing system. It shows why a new, extended view on truth data is necessary in development and engineering of such systems. An overview over the tool and the data handling is given, the advantages in the workflow are shown, and consequences for the construction of analysis algorithms are discussed. It can be shown that the interplay between suggest algorithms and human operator leads to very fast truth data capturing. The surprising finding is the fact that if multiple suggest algorithms circularly depend on data, they are especially effective in terms of speed and accuracy.