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Im Rahmen dieser Arbeit wurden Resorcinol-Formaldehyd-Aerogele zur Anwendung in Kreislaufwärmerohren (LHP) als Dochtmaterial entwickelt. Aerogele als Dochtmaterial bilden aufgrund der hohen Porosität und der effektiven Kapillarwirkung eine gute Grundvoraussetzung für Stoff- und Wärmetransport. Diese Eigenschaften können zu einer Verbesserung der Kühlleistung einer Wärmepumpe beitragen. Dazu wurden Aerogele in Dochtform synthetisiert und anschließend erfolgte die Bestimmung der skelettalen Dichte, umhüllenden Dichte, Porosität und Gaspermeabilität. Zusätzlich wurde ein Test zum Schwellverhalten entwickelt. Außerdem wurden die Proben zur Fa. Allatherm gesendet, um die Anforderungen an die entwickelten RFAerogele in Dochtform zu prüfen. Die mechanische Bearbeitbarkeit der Aerogele konnte verbessert werden. Die Porosität und die Gaspermeabilität der untersuchten Aerogele lagen in einem optimalen Bereich. Nur die Durchgangsporengröße der Aerogele, die mittels Gasblasendruck-Analyse bestimmt wurde, benötigt weitere Rezeptentwicklungen und Messungen, um die größte Durchgangspore in Richtung 1 µm einzugrenzen.
This volume of the series Springer Briefs in Space Life Sciences explains the physics and biology of radiation in space, defines various forms of cosmic radiation and their dosimetry, and presents a range of exposure scenarios. It also discusses the effects of radiation on human health and describes the molecular mechanisms of heavy charged particles’ deleterious effects in the body. Lastly, it discusses countermeasures and addresses the vital question: Are we ready for launch?
Written for researchers in the space life sciences and space biomedicine, and for master’s students in biology, physics, and medicine, the book will also benefit all non-experts endeavoring to understand and enter space.
Reinforcement learning (RL) algorithms should learn as much as possible about the environment but not the properties of the physics engines that generate the environment. There are multiple algorithms that solve the task in a physics engine based environment but there is no work done so far to understand if the RL algorithms can generalize across physics engines. In this work, we compare the generalization performance of various deep reinforcement learning algorithms on a variety of control tasks. Our results show that MuJoCo is the best engine to transfer the learning to other engines. On the other hand, none of the algorithms generalize when trained on PyBullet. We also found out that various algorithms have a promising generalizability if the effect of random seeds can be minimized on their performance.
The present thesis elucidates the development of (i) a series of small molecule inhibitors reacting in a covalent-irreversible manner with the targeted proteases and (ii) a fluorescently labeled activity-based probe as a pharmacological tool compound for investigation of specific functions of the mentioned enzymes in vitro. Herein, the rational design, organic synthesis and quantitative structure-activity-relationships are described extensively.
Facial emotion recognition is the task to classify human emotions in face images. It is a difficult task due to high aleatoric uncertainty and visual ambiguity. A large part of the literature aims to show progress by increasing accuracy on this task, but this ignores the inherent uncertainty and ambiguity in the task. In this paper we show that Bayesian Neural Networks, as approximated using MC-Dropout, MC-DropConnect, or an Ensemble, are able to model the aleatoric uncertainty in facial emotion recognition, and produce output probabilities that are closer to what a human expects. We also show that calibration metrics show strange behaviors for this task, due to the multiple classes that can be considered correct, which motivates future work. We believe our work will motivate other researchers to move away from Classical and into Bayesian Neural Networks.
In this paper we introduce the Perception for Autonomous Systems (PAZ) software library. PAZ is a hierarchical perception library that allow users to manipulate multiple levels of abstraction in accordance to their requirements or skill level. More specifically, PAZ is divided into three hierarchical levels which we refer to as pipelines, processors, and backends. These abstractions allows users to compose functions in a hierarchical modular scheme that can be applied for preprocessing, data-augmentation, prediction and postprocessing of inputs and outputs of machine learning (ML) models. PAZ uses these abstractions to build reusable training and prediction pipelines for multiple robot perception tasks such as: 2D keypoint estimation, 2D object detection, 3D keypoint discovery, 6D pose estimation, emotion classification, face recognition, instance segmentation, and attention mechanisms.
The Concept of Purpose, Travelling, and Connectivity: Three Pillars of Organization and Leadership
(2020)
Analytische Chemie II
(2020)
Dieses Arbeitsbuch führt durch das erfolgreiche Lehrbuch Skoog/Holler/Crouch, Instrumentelle Analytik und ist vor allem für das Selbststudium konzipiert. In fünf Teilen werden die Vorlesungsinhalte der fortgeschritteneren Analytischen Chemie zusammengefasst und anhand ausgewählter Beispiele erläutert: Mit der Untersuchung von Molekülen befassen sich Massenspektrometrie und Kernresonanzspektroskopie, zudem werden zahlreiche elektroanalytische Methoden wie Potentiometrie, Coulometrie, Amperometrie und Voltammetrie behandelt. In einem Überblick über speziellere Verfahren der Analytik geht es unter anderem ebenso um den Einsatz radioaktiver Substanzen und die Nutzung verschiedener Fluoreszenzverfahren wie um Methoden der Informationsgewinnung in der zunehmend wichtigen elektrochemischen und optischen Sensortechnik sowie deren Automatisierbarkeit. Den Abschluss bildet eine Zusammenfassung verschiedener Prinzipien und Anwendungsmethoden der Statistik, die im Rahmen der Analytik schlichtweg unverzichtbar sind. Um das selbstständige Lernen zu erleichtern, wird dabei in allen Teilen des Buches immer wieder auf essenzielle Abschnitte und Abbildungen des Lehrbuches verwiesen.
Validierung einer Web-Applikation zum Fern-Monitoring von Belastungs- und Erholungsparametern
(2020)
Simultan zur agilen Entwicklung einer Web-Applikation, die Parameter der Belastungs- und Beanspruchungssteuerung erfasst, wurden die implementierten Belastungs- und Erholungs-parameter an freiwilligen Testern/innen in der Praxis überprüft. Um sowohl die Applikation als auch die z.T. selbst entwickelten Kenngrößen auf ihre externe Validität hin zu bewerten, werden diese regressionsanalytisch bearbeitet.
Dieses Buch bietet einen leicht verständlichen Einstieg in die Thematik des Data Minings und der Prädiktiven Analyseverfahren. Als Methodensammlung gedacht, bietet es zu jedem Verfahren zunächst eine kurze Darstellung der Theorie und erklärt die zum Verständnis notwendigen Formeln. Es folgt jeweils eine Illustration der Verfahren mit Hilfe von Beispielen, die mit dem Programmpaket R erarbeitet werden.
Zum Abschluss wird eine einfache Möglichkeit präsentiert, mit der die Performancewerte verschiedener Verfahren mit statistischen Mitteln verglichen werden können. Zum Einsatz kommen hierbei geeignete Grafiken und Konfidenzintervalle.
Das Buch verzichtet nicht auf Theorie, es präsentiert jedoch so wenig Theorie wie möglich, aber so viel wie nötig und ist somit optimal für Studium und Selbststudium geeignet.
Bionik
(2020)
Wie machen die das... kann angesichts der erstaunlichen Fähigkeiten mancher Lebewesen gefragt werden. Die Bionik fragt noch weiter …und wie kann man das nachmachen? Hier liegt ein Schwerpunkt dieses Lehrbuches, das die Bionik nicht nur an zahlreichen Beispielen erklärt, sondern auch eine Vorgehensweise für die Identifizierung biologischer Lösungen und deren Übertragung auf technische Anwendungen vermittelt. Basisinformationen der Biologie und Grundlagen der Konstruktionstechnik gewährleisten einen leichten Zugang zum Stoff. Mit dem 3D-Druck als Schlüsseltechnologie und der Thematisierung der Nachhaltigkeit geht das Buch zudem auf aktuelle Entwicklungen ein. Dieser ganzheitliche Blick auf die Bionik soll den Leser zur Durchführung bionischer Projekte befähigen und motivieren. (Verlagsangaben)
Fundamental hydrogen storage properties of TiFe-alloy with partial substitution of Fe by Ti and Mn
(2020)
TiFe intermetallic compound has been extensively studied, owing to its low cost, good volumetric hydrogen density, and easy tailoring of hydrogenation thermodynamics by elemental substitution. All these positive aspects make this material promising for large-scale applications of solid-state hydrogen storage. On the other hand, activation and kinetic issues should be amended and the role of elemental substitution should be further understood. This work investigates the thermodynamic changes induced by the variation of Ti content along the homogeneity range of the TiFe phase (Ti:Fe ratio from 1:1 to 1:0.9) and of the substitution of Mn for Fe between 0 and 5 at.%. In all considered alloys, the major phase is TiFe-type together with minor amounts of TiFe2 or \b{eta}-Ti-type and Ti4Fe2O-type at the Ti-poor and rich side of the TiFe phase domain, respectively. Thermodynamic data agree with the available literature but offer here a comprehensive picture of hydrogenation properties over an extended Ti and Mn compositional range. Moreover, it is demonstrated that Ti-rich alloys display enhanced storage capacities, as long as a limited amount of \b{eta}-Ti is formed. Both Mn and Ti substitutions increase the cell parameter by possibly substituting Fe, lowering the plateau pressures and decreasing the hysteresis of the isotherms. A full picture of the dependence of hydrogen storage properties as a function of the composition will be discussed, together with some observed correlations.
"Durchdringen - Klarheit schaffen, Barrieren überwinden, Gehör finden" lautet diesmal das Motto des Jahresberichts. Er zeigt, wie die Hochschule nach Antworten auf die vielschichtigen, komplexen Fragen der Zeit sucht. Ob Digitalisierung, Klimawandel oder gesellschaftliche Verantwortung - Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler durchdringen ihre Themengebiete, und sie müssen am Ende mit ihren Erkenntnissen Gehör finden.
"Diffusion - create clarity, overcome barriers, be heard" is the title of this year's annual report. It shows how the university is searching for answers to the multilayered, complex questions of our time. Whether digitalisation, climate change or social responsibility - scientists are getting through their subject areas and in the end they have to make their findings heard.
Der Globale Migrationspakt der Vereinten Nationen beschreibt globale Kompetenzpartnerschaften bzw. Global Skills Partnerships (GSP) als eine innovative Möglichkeit, die Fachkräftebasis global zu stärken, bleibt hinsichtlich ihrer Ausgestaltung aber recht vage. Auch die hierzulande unter der Bezeichnung „transnationale Ausbildungspartnerschaften“ laufenden Aktivitäten sind in Zahl und Reichweite sehr begrenzt und es liegen bisweilen kaum empirische Analysen zu ihnen vor. Hier schafft die vorliegende Expertise von Michael Sauer und Jurica Volarevic Abhilfe, indem sie existierende Ausbildungspartnerschaften insbesondere aus dem Erfahrungsraum der Republik Kosovo vorstellt und analytisch beleuchtet. Mithilfe einer Bestandsaufnahme der konzeptionellen Diskurse und Praxiserfahrungen wird ein Kategorisierungsvorschlag unternommen, mit dessen Hilfe die empirische Vielfalt besser geordnet und konzeptionell greifbar gemacht werden kann: Transnationale Qualifizierungs- und Mobilitätspartnerschaften (tQMP).
An essential measure of autonomy in service robots designed to assist humans is adaptivity to the various contexts of human-oriented tasks. These robots may have to frequently execute the same action, but subject to subtle variations in task parameters that determine optimal behaviour. Such actions are traditionally executed by robots using pre-determined, generic motions, but a better approach could utilize robot arm maneuverability to learn and execute different trajectories that work best in each context.
In this project, we explore a robot skill acquisition procedure that allows incorporating contextual knowledge, adjusting executions according to context, and improvement through experience, as a step towards more adaptive service robots. We propose an apprenticeship learning approach to achieving context-aware action generalisation on the task of robot-to-human object hand-over. The procedure combines learning from demonstration, with which a robot learns to imitate a demonstrator’s execution of the task, and a reinforcement learning strategy, which enables subsequent experiential learning of contextualized policies, guided by information about context that is integrated into the learning process. By extending the initial, static hand-over policy to a contextually adaptive one, the robot derives and executes variants of the demonstrated action that most appropriately suit the current context. We use dynamic movement primitives (DMPs) as compact motion representations, and a model-based Contextual Relative Entropy Policy Search (C-REPS) algorithm for learning policies that can specify hand-over position, trajectory shape, and execution speed, conditioned on context variables. Policies are learned using simulated task executions, before transferring them to the robot and evaluating emergent behaviours.
We demonstrate the algorithm’s ability to learn context-dependent hand-over positions, and new trajectories, guided by suitable reward functions, and show that the current DMP implementation limits learning context-dependent execution speeds. We additionally conduct a user study involving participants assuming different postures and receiving an object from the robot, which executes hand-overs by either exclusively imitating a demonstrated motion, or selecting hand-over positions based on learned contextual policies and adapting its motion accordingly. The results confirm the hypothesized improvements in the robot’s perceived behaviour when it is context-aware and adaptive, and provide useful insights that can inform future developments.
YAWL (Yet Another Workflow Language) is an open source Business Process Management System, first released in 2003. YAWL grew out of a university research environment to become a unique system that has been deployed worldwide as a laboratory environment for research in Business Process Management and as a productive system in other scientific domains.
Multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) were easily and efficiently functionalised with highly cross-linked polyamines. The radical polymerisation of two bis-vinylimidazolium salts in the presence of pristine MWCNTs and azobisisobutyronitrile (AIBN) as a radical initiator led to the formation of materials with a high functionalisation degree. The subsequent treatment with sodium borohydride gave rise to the reduction of imidazolium moieties with the concomitant formation of secondary and tertiary amino groups. The obtained materials were characterised by thermogravimetric analysis (TGA), elemental analysis, solid state 13C-NMR, Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), potentiometric titration, and temperature programmed desorption of carbon dioxide (CO2-TPD). One of the prepared materials was tested as a heterogeneous base catalyst in C–C bond forming reactions such as the Knoevenagel condensation and Henry reaction. Furthermore, two examples concerning a sequential one-pot approach involving two consecutive reactions, namely Knoevenagel and Michael reactions, were reported.
Die 2010er Jahre waren durch einen starken Anstieg der Mieten und der Kaufpreise gerade in den Ballungsräumen gekennzeichnet. Hieraus wird teilweise abgeleitet, dass Wohnen "die soziale Frage unserer Zeit" sei. In dieser Analyse wird auf der Grundlage des Sozio-oekonomischen Panels (SOEP) die Entwicklung der Wohnkostenbelastung im Längs- und Querschnitt analysiert. Außerdem wird die historische Bedeutung der sozialen Frage erläutert. Insgesamt zeigt sich, dass die starke Arbeitsmarktentwicklung in Kombination mit einer Reduktion der Wohnflächen die Wohnkostenbelastung bei vielen Haushalten konstant gehalten hat. Nur bei wenigen Haushalten gibt es tatsächlich einen merklichen Anstieg der Belastung, jedoch bei gleichzeitig gestiegener Zufriedenheit mit der Wohnsituation. Auch wenn Wohnen damit nicht als die soziale Frage unserer Zeit bezeichnet werden kann, brauchen doch zahlreiche Haushalte Unterstützung. Insbesondere aufgrund der virusbedingten Wirtschaftskrise im Jahr 2020 dürfte deren Zahl noch steigen. Die dafür zur Verfügung stehenden Instrumente wie das Wohngeld und Sozialwohnungen sollten gestärkt werden, aber gerade bei Sozialwohnungen sollte darauf geachtet werden, die soziale Treffsicherheit zu verbessern.
The ongoing coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic threatens global health thereby causing unprecedented social, economic, and political disruptions. One way to prevent such a pandemic is through interventions at the human-animal-environment interface by using an integrated One Health (OH) approach. This systematic literature review documented the three coronavirus outbreaks, i.e. SARS, MERS, COVID-19, to evaluate the evolution of the OH approach, including the identification of key OH actions taken for prevention, response, and control.
The OH understandings identified were categorized into three distinct patterns: institutional coordination and collaboration, OH in action/implementation, and extended OH (i.e. a clear involvement of the environmental domain). Across all studies, OH was most often framed as OH in action/implementation and least often in its extended meaning. Utilizing OH as institutional coordination and collaboration and the extended OH both increased over time. OH actions were classified into twelve sub-groups and further categorized as classical OH actions (i.e. at the human-animal interface), classical OH actions with outcomes to the environment, and extended OH actions.
The majority of studies focused on human-animal interaction, giving less attention to the natural and built environment. Different understandings of the OH approach in practice and several practical limitations might hinder current efforts to achieve the operationalization of OH by combining institutional coordination and collaboration with specific OH actions. The actions identified here are a valuable starting point for evaluating the stage of OH development in different settings. This study showed that by moving beyond the classical OH approach and its actions towards a more extended understanding, OH can unfold its entire capacity thereby improving preparedness and mitigating the impacts of the next outbreak.