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Wireless sensor networks are widely used in a variety of fields including industrial environments. In case of a clustered network the location of cluster head affects the reliability of the network operation. Finding of the optimum location of the cluster head, therefore, is critical for the design of a network. This paper discusses the optimisation approach, based on the brute force algorithm, in the context of topology optimisation of a cluster structure centralised wireless sensor network. Two examples are given to verify the approach that demonstrate the implementation of the brute force algorithm to find an optimum location of the cluster head.
Tierexperimentell konnte nachgewiesen werden, dass spezifische Ionenkanäle (vor allem TRPA1) des nozizeptiven Systems nachhaltig durch die Exposition mit blauem Licht moduliert werden können. Durch Nachweis der Wirksamkeit von nicht-visuellen Effekten einer Lichtexposition auf Somatosensorik und Nozizeption beim Menschen könnte der Einsatz einer Lichttherapie bei Patienten mit Erkrankungen des somatosensorischen Systems, insbesondere neuropathischen Schmerzen, von großer Bedeutung sein.
The mechanical properties of plastic components, especially if they are made of semi-crystalline polymers, are considerably influenced by the process conditions. The degree of crystallization influences thermal and mechanical properties. Even more important is the orientation of molecules due to stretching of the polymer melt. Anisotropic material properties are the result of such orientations. Up to now all these effects are not considered within the simulation models of blow molded parts.
We present a new multi-pixel high resolution (R ≳ 107) spectrometer for the Stratospheric Observatory for Far-Infrared Astronomy (SOFIA). The receiver uses 2 × 7-pixel subarrays in orthogonal polarization, each in an hexagonal array around a central pixel. We present the first results for this new instrument after commissioning campaigns in May and December 2015 and after science observations performed in May 2016. The receiver is designed to ultimately cover the full 1.8−2.5 THz frequency range but in its first implementation, the observing range was limited to observations of the [CII] line at 1.9 THz in 2015 and extended to 1.83−2.07 THz in 2016. The instrument sensitivities are state-of-the-art and the first scientific observations performed shortly after the commissioning confirm that the time efficiency for large scale imaging is improved by more than an order of magnitude as compared to single pixel receivers. An example of large scale mapping around the Horsehead Nebula is presented here illustrating this improvement. The array has been added to SOFIA’s instrument suite already for ongoing observing cycle 4.
Neues Lizenzmanagement
(2016)
Introduction: After cellulose, lignin represents the most abundant biopolymer on earth that accounts for up to 18-35 % by weight of lignocellulose biomass. Today, it is a by-product of the paper and pulping industry. Although lignin is available in huge amounts, mainly in form of so called black liquor produced via Kraft-pulping, processes for the valorization of lignin are still limited [1]. Due to its hyperbranched polyphenol-like structure, lignin gained increasing interest as biobased building block for polymer synthesis [2]. The present work is focused on extraction and purification of lignin from industrial black liquor and synthesis of lignin-based polyurethanes.
Bond Graph Modelling and Simulation of Mechatronic Systems: An Introduction into the Methodology
(2006)
This paper introduces into a graphical, computer aided modelling methodology that is particularly suited for the concurrent design of mechatronic systems, viz. of engineering systems with mechanical, electrical, hydraulic or pneumatic components including interactions of physical effects from various energy domains. Beyond the introduction, bond graph modelling of multibody systems, as an example of an advanced topic, is briefly addressed in order to demonstrate the potential of this powerful approach to modelling mechatronic systems. It is outlined how models of multibody systems including flexible bodies can be build in a systematic manner.
When navigating larger virtual environments and computer games, natural walking is often unfeasible. Here, we investigate how alternatives such as joystick- or leaning-based locomotion interfaces ("human joystick") can be enhanced by adding walking-related cues following a sensory substitution approach. Using a custom-designed foot haptics system and evaluating it in a multi-part study, we show that adding walking related auditory cues (footstep sounds), visual cues (simulating bobbing head-motions from walking), and vibrotactile cues (via vibrotactile transducers and bass-shakers under participants' feet) could all enhance participants' sensation of self-motion (vection) and involement/presence. These benefits occurred similarly for seated joystick and standing leaning locomotion. Footstep sounds and vibrotactile cues also enhanced participants' self-reported ability to judge self-motion velocities and distances traveled. Compared to seated joystick control, standing leaning enhanced self-motion sensations. Combining standing leaning with a minimal walking-in-place procedure showed no benefits and reduced usability, though. Together, results highlight the potential of incorporating walking-related auditory, visual, and vibrotactile cues for improving user experience and self-motion perception in applications such as virtual reality, gaming, and tele-presence.
This paper presents implementation results of several side channel countermeasures for protecting the scalar multiplication of ECC (Elliptic Curve Cryptography) implemented on an ARM Cortex M3 processor that is used in security sensitive wireless sensor nodes. Our implementation was done for the ECC curves P-256, brainpool256r1, and Ed25519. Investigated countermeasures include Double-And-Add Always, Montgomery Ladder, Scalar Randomization, Randomized Scalar Splitting, Coordinate Randomization, and Randomized Sliding Window. Practical side channel tests for SEMA (Simple Electromagnetic Analysis) and MESD (Multiple Exponent, Single Data) are included. Though more advanced side channel attacks are not evaluated, yet, our results show that an appropriate level of resistance against the most relevant attacks can be reached.
Mensch-Roboter-Kollaboration
(2016)
Eine enge Zusammenarbeit von Mensch und Roboter, die sogenannte Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), könnte eine bisher beispielslose Produktivität entstehen lassen. Bis zur allgemeinen Nutzung der Technologie sind noch zahlreiche Probleme zu lösen, insbesondere die des Arbeits- und Gesundheitsschutzes. Am Institut für Sicherheitsforschung der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg wurde in den vergangenen Jahren eine Reihe von Projekten zur Entwicklung von optischen Sensorsystemen für Schutzeinrichtungen durchgeführt. Im Projekt SPAI (Sichere Personendetektion im Arbeitsbereich von Industrierobotern durch ein aktives NIR-Kamerasystem) wurde ein spezielles Kamerasystem für den nahinfraroten (NIR) Spektralbereich entwickelt.
Large bone defects require fabricated bone constructs that consist of three main components: an artificial extracellular matrix scaffold, stem cells with the potential to differentiate into osteoblasts, and bioactive substances, such as osteoinductive growth factors to direct the growth and differentiation of cells toward osteogenic lineage within the scaffold.
The work at hand outlines a recording setup for capturing hand and finger movements of musicians. The focus is on a series of baseline experiments on the detectability of coloured markers under different lighting conditions. With the goal of capturing and recording hand and finger movements of musicians in mind, requirements for such a system and existing approaches are analysed and compared. The results of the experiments and the analysis of related work show that the envisioned setup is suited for the expected scenario.
Für die prototypische Erstellung von Virtual Reality (VR) Szenen auf Grundlage realer Umgebungen bieten sich Daten aus aktuellen Panorama-Kameras an. Diese Daten eignen sich jedoch nicht unmittelbar für die Integration in eine Game Engine. Wir stellen daher ein projektionsbasiertes Verfahren vor, mit dem Bilder und Videos im Fischaugenformat, wie sie z.B. die 360 Kamera Ricoh Theta erstellt, ohne Konvertierung in Echtzeit mit Hilfe der Unity Game Engine visualisiert werden können. Es wird weiterhin gezeigt, dass ein Panoramabild mit diesem Verfahren leicht manuell um grobe Tiefeninformation erweitert werden kann, sodass bei einer Darstellung in VR ein grober räumlicher Eindruck der Szene für einfach prototypische Umsetzungen ermöglicht wird.
Human beings spend much time under the influence of artificial lighting. Often, it is beneficial to adapt lighting to the task, as well as the user’s mental and physical constitution and well-being. This formulates new requirements for lighting - human-centric lighting - and drives a need for new light control methods in interior spaces. In this paper we present a holistic system that provides a novel approach to human-centric lighting by introducing simulation methods into interactive light control, to adapt the lighting based on the user's needs. We look at a simulation and evaluation platform that uses interactive stochastic spectral rendering methods to simulate light sources, allowing for their interactive adjustment and adaption.
Falls and their consequences are arguably most important events for transition from independent living to institutional care for older adults. Information and communication technology (ICT)-based support of fall prevention and fall risk assessment under the control of the user has a tremendous potential to, over time, prevent falls and reduce associated harm and costs. Our research uses participative design and a persuasive health approach to allow for seamless integration of an ICT-based fall prevention system into older adults’ everyday life. Based on a 6-month field study with 12 participants, we present qualitative results regarding the system use and provide insights into attitudes and practices of older adults concerning fall prevention and ICT-supported self-management of health. Our study demonstrates how it can lead to positive aspects of embodiment and health literacy through continuous monitoring of personal results, improved technical confidence, and quality of life. Implications are provided for designing similar systems.
The megatrends towards both a digital and a usership economy have changed entire markets in the past and will continue to do so over the next decades. In this work, we outline what this change means for possible futures of the mobility sector, taking the combination of trends in both economies into account. Using a sys-tematic, scenario-based trend analysis, we draft four general future scenarios and adapt the two most relevant scenarios to the automotive sector. Our findings show that combing the trends from both economies provides new insights that have often been neglected in literature because of an isolated view on digital technology only. However, service concepts such as self-driving car sharing or self-driving taxis have a great impact at various levels including microeconomic (e.g., service and product design, business models) and macroeconomic (e.g., with regard to ecological, economical, and social impacts). We give a brief outline of these issues and show which business mo dels could be successful in the most likely future scenarios, before we frame strategic implications for today’s automobile manufacturers.
Switched power electronic subsystems are widely used in various applications. A fault in one of their components may have a significant effect on the system’s load or may even cause a damage. Therefore, it is important to detect and isolate faults and to report true faults to a supervisory system in order to avoid malfunction of or damage to a load. If, in a model-based approach to fault detection and isolation of hybrid systems, switching devices are considered as ideal switches then some equations must be reformulated whenever some devices have switched. In this paper, a fixed causality bond graph representation of hybrid system models is used, i.e., computational causalities assigned according to the Standard Causality Assignment Procedure (SCAP) are independent of system modes of operation. The latter are taken into account by transformer moduli mi(t) ∈ {0, 1} ∀t ≥ 0 in a unique set of equations of motion. In a case study, this approach is used for fault diagnosis in a three-phase full-wave rectifier. Residuals of Analytical Redundancy Relations (ARRs) holding for all modes of operations and serving as fault indicators are computed in an offline simulation as part of a DAE system by using a bond graph model of the faulty system instead of the real one and by coupling it to a bond graph of the healthy system by means of residual sinks.
Fault-Channel Watermarks
(2016)
Das Optimalziel für ein Logistiklager ist eine hohe Auslastung des Transportsystems. Es stellt sich somit die Frage nach der Auswahl der Aufträge, die gleichzeitig innerhalb des Lagers abgearbeitet werden, ohne Staus, Blockaden oder Überlastungen entstehen zu lassen. Dieser Auswahlprozess wird auch als Path-Packing bezeichnet. Diese Masterthesis untersucht das Path-Packing auf graphentheoretischer Ebene und stellt verschiedene Greedy-Heuristiken, eine Optimallösung auf Basis der Linearen Programmierung sowie einen kombinierten Ansatz gegenüber. Die Ansätze werden anhand von Messzeiten und Auslastungen unterschiedlich randomisiert erstellter Testdaten ausgewertet.
Cognitive robotics aims at understanding biological processes, though it has also the potential to improve future robotics systems. Here we show how a biologically inspired model of motor control with neural fields can be augmented with additional components such that it is able to solve a basic robotics task, that of obstacle avoidance. While obstacle avoidance is a well researched area, the focus here is on the extensibility of a biologically inspired framework. This work demonstrates how easily the biological inspired system can be used to adapt to new tasks. This flexibility is thought to be a major hallmark of biological agents.
During the last 50 years, a broad range of visible light curing resin based composites (VLC RBC) was developed for restorative applications in dentistry. Correspondingly, the technologies of light curing units (LCU) have changed from UV to visible blue light, and there from quartz tungsten halogen over plasma arc to LED LCUs increasing their light intensity significantly. In this thesis, the influence of the curing conditions in terms of irradiance, exposure time and irradiance distribution of LCU on reaction kinetics as well as corresponding mechanical and viscoelastic properties were investigated.
Diese Theorie-Einführung hat konsequent praktische Anwendungen im Blick. Seien es Workflow-Systeme, Web Services, Verschlüsselung von Informationen, Authentifizierungsprotokolle oder selbstfahrende Autos - all diese Technologien haben enge Bezüge zu den theoretischen Grundlagen der Informatik. So trägt das Buch dazu bei, dass Studierende die Grundlagen der Theoretischen Informatik nicht nur verstehen, sondern auch anwenden können, um effektiv und produktiv an informationstechnischen Problemlösungen mitwirken zu können. Wegen seiner speziellen inhaltlichen und didaktischen Qualität ist das Buch neben dem Einsatz in der Lehre auch für das Selbststudium geeignet.
Die Norm EN ISO 13849-1 stellt explizite Anforderungen an sicherheitsgerichtete SPS-Software. Wie lassen sich diese im Maschinenbau praxisgerecht umsetzen? Mit dieser Frage hat sich ein von der DGUV gefördertes und an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg durchgeführtes Projekt beschäftigt. Der Beitrag skizziert die Vorgehensweise zur möglichen Umsetzung der normativen Anforderungen. Diese Vorgehensweise ist unabhängig von der verwendeten Sicherheits-SPS und daher allgemein anwendbar. Es wird auf insgesamt 10 dokumentierte Beispiele und einen ausführlichen Forschungsbericht verwiesen, die downloadbar sind.
BWL für Dummies
(2016)
"BWL für Dummies" führt kompetent, prägnant und umfassend in die Betriebswirtschaftslehre ein. Dabei werden die wesentlichen Elemente der Betriebswirtschaftslehre praxisorientiert vorgestellt und in ihrem Zusammenhang dargestellt. Folgende Themen werden behandelt: Materialwirtschaft, Leistungsbereitstellung und Produktion, Marketing, Investition und Finanzierung, Unternehmensorganisation und -führung, Rechnungswesen, Controlling.
Digitaltechnik
(2016)
Vor Gericht werden Einsätze geruchsdifferenzierender Hunde derzeit nur unter bestimmten Voraussetzungen als Indizien-Beweis zugelassen (dokumentierter, ausreichender Ausbildungsstand des Hundes, Bestätigung der Suche durch zweiten Hund). Oft sind Leistungsgrenzen der Hunde hinsichtlich Alter der Geruchsspur, Einfluss bestimmter Witterungsbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit, etc.) auf die Detektierbarkeit menschlicher Geruchsspuren unklar und umstritten. Auch ist bis heute nicht wissenschaftlich untersucht, welche Bestandteile und Einzelsubstanzen des humanen Geruchs für die Hunde tatsächlich wahrnehmbar und wichtig zur Personensuche und -identifikation sind. Daher widmet sich ein aktuelles Promotionsprojekt im Institut für Detektionstechnologien der Erforschung dieser Fragen.
Bisher ist nicht bekannt, in welchem Ausmaß Fremd- oder Störgerüche dazu geeignet sind, die allgemeine Leistungsfähigkeit eines Sprengstoffspürhundes einzuschränken oder sogar die Detektion eines Sprengkörpers zu verhindern. Ziel ist es zu untersuchen, inwieweit sich durch den gezielten Einsatz von Störsubstanzen die Sprengstoffdetektionsfähigkeit von Spürhunden beeinflussen lässt. Mit Detektionsfähigkeit ist hier sowohl die Wahrscheinlichkeit einer richtigen Detektion von Sprengstoffen in Gegenwart von starken Fremdgerüchen, als auch die ebenfalls zu erwartende Verringerung der Einsatzdauer (vorzeitige Erschöpfung) gemeint.
Kleinere, günstigere und effizientere Sensoren und Aktoren sowie Funkprotokolle haben dazu geführt, dass Smart Home Produkte in zunehmend auch für den privaten Massenmarkt erschwinglich werden. Damit stehen Hersteller und Anbieter vor der Herausforderung, komplexe cyber-physische Systeme für Jedermann handhabbar zu gestalten. Es fehlen allerdings empirische Erkenntnisse über die Rolle von Smart Home im Alltag. Wir präsentieren Ergebnisse aus einer Living Lab Studie, in der 14 Haushalte mit einer am Markt erhältlichen Smart Home Nachrüstlösung ausgestattet und über neun Monate empirisch begleitet wurden. Anhand der Analyse von Interviews, Beobachtungen und Co-Design Workshops in den Phasen der Produktauswahl, Installation, Konfiguration und längerfristigen Nutzung zeigen wir Herausforderungen und Potentiale von Smart Home Systemen auf. Unsere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das Smart Home immer noch von technischen Details dominiert wird. Zugleich fehlen Nutzern angemessene Steuerungs- und Kontrollmöglichkeiten, um weiterhin die Entscheidungshoheit im eigenen Zuhause zu behalten.
In der Regel werden für die Hundeausbildung lose Explosivstoffe im Grammbereich eingesetzt. Deren Umgang unterliegt jedoch aufgrund des Gefährdungspotenzials und aus rechtlichen Gründen sehr strikten Regeln. Diese können nur mit Schwierigkeiten mit den Erfordernissen der Hundeausbildung in Einklang gebracht werden. Der Umgang mit hoch-brisanten Zündstoffen und Selbstlaboraten (z.B. TATP und HMTD) stellt aufgrund der nochmals erhöhten Gefährlichkeit und zusätzlicher gesetzlicher Regelungen eine spezielle Herausforderung dar. Das Poster beschreibt die EMPK® (Echtstoff-Mikromengen-Prüfkörper), die eine sichere Alternative als Trainingshilfsmittel für Sprengstoffspürhunde darstellen.
UX-Professionals stehen vor der Aufgabe ihre Fertigkeiten und Kenntnisse kontinuierlich auszubauen. Eine Möglichkeit dies zu tun sind Communities of Practice, also Gemeinschaften von Personen mit ähnlichen Aufgaben und Schwerpunkten sowie einem gemeinsamen Interesse an Lösungen. Sie agieren weitgehend selbstorganisiert und dienen dem Austausch und der gegenseitigen Unterstützung. So entstehen ein gemeinsamer Wissensschatz sowie ein Netzwerk zwischen allen UX-Interessierten. Der Aufbau einer Community of Practice für UX-Professionals wurde in einem mittelständigen Unternehmen über 18 Monate begleitet und ausgewertet. Die Ergebnisse führten zu Handlungsempfehlungen, um Hindernisse beim Aufbau zu reduzieren und einen Mehrwert für alle Beteiligten herbeizuführen.
Studierende unserer Informatik-Studiengänge sehen nach unserer Erfahrung mehrheitlich die Relevanz von Usability und User Experience für eine erfolgreiche Produktentwicklung. Gleichzeitig sind die Studierenden durch ihr Informatik-Studium von der Auseinandersetzung mit Techniken geprägt. Sie zeigen dadurch teils große Schwierigkeiten sich in einem MCI-Kurs mit von der technischen Ebene abstrahierenden Methoden zu befassen. Diese Barriere erschwert es, die Studierenden in der Breite zur Mitarbeit in MCI-Kursen oder anderen auf Methoden ausgerichteten Kursen wie bspw. Requirements Engineering zu motivieren, und stellt Dozenten damit vor Herausforderungen bei der Gestaltung von Informatik-Curricula, die über MCI-Kurse hinausgehen.
„Industrie 4.0“ und weitere Schlagwörter wie „Big Data“, „Internet der Dinge“ oder „Cyber-physical Systems“ werden gegenwärtig in der Wirtschaft häufig aufgegriffen. Ausgangspunkt hierfür ist die Vernetzung von IT-Technologien sowie die durchgängige Digitalisierung. Nicht nur die Geschäftsfelder und Business-Modelle der Unternehmen selbst unterliegen dabei ei-nem entsprechend radikalen Wandel, dieser bezieht sich auch auf die Arbeitsumgebungen der Mitarbeiter, sowie den privaten und den öffentlichen Raum (Botthof, 2015; Hartmann, 2015).
Der Asiatische Laubholzbockkäfer (Anoplophora glabripennis, kurz: ALB) ist ein Bockkäfer, der 2001 seinen Weg nach Europa fand. Er ist als Quarantäneschaderreger eingestuft und muss in Europa bekämpft werden. Eine der Möglichkeiten zum Aufspüren befallener Bäume ist der Einsatz von Spürhunden. Die Einstufung des ALB als Quarantäneschädling bringt große Probleme bei der Verwendung von Trainingsmaterial mit sich. Da es sich zudem um biologisches Material handelt, das geruchchemisch Änderungen und Variationen unterworfen ist, und da die für den Hund relevanten Geruchsstoffe nicht bekannt sind, ist es häufig schwierig, geeignete und frische Geruchsträger als Trainingshilfsmittel zur Verfügung zu stellen.