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Men afflicted with hypogonadism have reduced fat-free mass and in some cases a loss in muscle strength. We hypothesize that muscle elasticity of the lower extremities differs between patients with hypogonadism and healthy controls. The shear modulus of the soleus muscle was measured non-invasively using MR elastography (MRE) at 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% of the subject’s maximum applied force. The results from this study showed statistical differences between the patients and controls, even though there were no statistical differences in applied force.
Men afflicted with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) show signs of muscle dysfunction, such as increased muscle fatigue and acidosis during exercise. We hypothesize that muscle elasticity of the lower extremities differs between patients with COPD and age-related controls. The shear modulus of the soleus muscle was measured non-invasively using MR elastography (MRE) at 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% of the subject’s maximum applied force. The results from this study showed statistical differences between the patients and controls, even though there were no statistical differences in the maximum applied force.
Eye tracking is a measurement technique for determining the orientation and viewing direction of an individual’s eyes. It allows for an evaluation of the individual’s gaze and other related information.There is a wide variety of application areas for eye tracking, however the usage in engineeringindustry is still limited. This paper presents a case study for the use of eye tracking in a testingstation for electrical circuit breakers. The case study aims to evaluate the measurement and analysispossible with the Tobii wearable eye tracking system. From the case study, possibilities, limitationsand considerations for eye tracking in industrial settings are identified and discussed. The paperconcludes that while eye tracking can be used to effectively capture and visualize insightfulinformation, it faces major challenges related to subjectivity in analysis and labour intensiveness.
Camera-based object detection is widely used in safety-critical applications such as advanced driver assistance systems (ADAS) and autonomous vehicle research. Road infrastructure has been designed for human vision, so computer vision, with RGB cameras, is a vital source of semantic information from the environment. Sensors, such as LIDAR and RADAR, are also often utilized for these applications; however, cameras provide a higher spatial resolution and color information. The spatial frequency response (SFR), or sharpness of a camera, utilized in object detection systems must be sufficient to allow a detection algorithm to localize objects in the environment over its lifetime reliably. This study explores the relationship between object detection performance and SFR. Six state-of-the-art object detection models are evaluated with varying levels of lens defocus. A novel raw image dataset is created and utilized, containing pedestrians and cars over a range of distances up to 100-m from the sensor. Object detection performance for each defocused dataset is analyzed over a range of distances to determine the minimum SFR necessary in each case. Results show that the relationship between object detection performance and lens blur is much more complex than previous studies have found due to lens field curvature, chromatic aberration, and astigmatisms. We have found that smaller objects are disproportionately impacted by lens blur, and different object detection models have differing levels of robustness to lens blur
Sollen Forschungsleistungen gemessen und bewertet werden, stellen Publikationen eines der wichtigsten Kriterien dar. Die Bibliometrie liefert eine Vielzahl von (absoluten, relativen, normalisierten) Indikatoren, die Wissenschaftsmanager*innen für Leistungsträgeranalysen oder Forschungsevaluationen heranziehen können. Um valide Aussagen über wissenschaftliche Leistungen vornehmen zu können, müssen bibliometrische Kennzahlen mit anderen Leistungskriterien in Bezug gesetzt werden und es sind viele Faktoren sowie Umstände zu berücksichtigen. Auf diese wird in der vorliegenden Handreichung eingegangen. Sie sollen Wissenschaftsmanager*innen das Rüstzeug an die Hand geben, um bibliometrische Untersuchungen und deren Ergebnisse in dem jeweiligen Untersuchungsfall zielführend einordnen zu können.
The importance of high data quality is increasing with the growing impact and distribution of ML systems and big data. Also, the planned AI Act from the European commission defines challenging legal requirements for data quality especially for the market introduction of safety relevant ML systems. In this paper, we introduce a novel approach that supports the data quality assurance process of multiple data quality aspects. This approach enables the verification of quantitative data quality requirements. The concept and benefits are introduced and explained on small example data sets. How the method is applied is demonstrated on the well-known MNIST data set based an handwritten digits.
With the increasing capabilities of machine learning systems and their potential use in safety-critical systems, ensuring high-quality data is becoming increasingly important. In this paper, we present a novel approach for the assurance of data quality. For this purpose, the mathematical basics are first discussed and the approach is presented using multiple examples. This results in the detection of data points with potentially harmful properties for the use in safety-critical systems.
A numerical study is carried out meticulously to scrutinize the impact of different shapes of chimneys like circular (outer dia, dc), convergent (outer dia, 0.5dc), divergent (outer dia, 1.5dc), sudden contraction (outer dia, 0.5dc), and sudden expansion (outer dia, 1.5dc) on the performance of an SCPP. Furthermore, the parametric impact with different chimney divergence angles (CDA, ϕ), and ground absorber slope angle (GSA, γ) on the SCPP performance is also scrutinized. Optimum divergence angle (ϕ=+0.75◦) enhances the power generation up to ~ 47% (76 kW) with a horizontal ground absorber surface. An increase or decrease in CDA lessens the power generation. With a sloped ground absorber angle γ=0.6◦, the gain in power generation is 60% (82 kW). The study of combination of ground sloped absorber (γ=0.6◦) and divergent chimney (ϕ=+0.75◦) shows enhancement of the power generation upto 80% (92 kW) more than the classical Manzaranes plant.
The importance of high data quality is increasing with the growing impact and distribution of ML systems and big data. Also the planned AI Act from the European commission defines challenging legal requirements for data quality especially for the market introduction of safety relevant ML systems. In this paper we introduce a novel approach that supports the data quality assurance process of multiple data quality aspects. This approach enables the verification of quantitative data quality requirements. The concept and benefits are introduced and explained on small example data sets. How the method is applied is demonstrated on the well known MNIST data set based an handwritten digits.
Refractive power measurements serve as the primary quality standard in the automotive glazing industry. In the light of autonomous driving new optical metrics are becoming more and more popular for specifying optical quality requirements for the windshield. Nevertheless, the link between those quantities and the refractive power needs to be established in order to ensure a holistic requirement profile for the windshield. As a consequence, traceable high-resolution refractive power measurements are still required for the glass quality assessment. Standard measurement systems using Moiré patterns for refractive power monitoring in the automotive industry are highly resolution limited, wherefore they are insufficient for evaluating the camera window area. Consequently, there is a need for more sophisticated refractive power measurement systems that provide a higher spatial resolution. In addition, a calibration procedure has to be developed in order to guarantee for comparability of the measurement results. For increasing the resolution, a measurement setup based on an auto-correlation algorithm is tested in this paper. Furthermore, a calibration procedure is established by using a single reference lens with a nominal refractive power of 100 km-1. For the calibration of the entire measurement range of the system, the lens is tilted by an inclination angle orthogonal to the optical axis. The effective refractive power is then given by the Kerkhof model. By adopting the measurement and calibration procedure presented in this paper, glass suppliers in the automotive industry will be able to detect relevant manufacturing defects within the camera window area more accurately paving the way for a holistic quality assurance of the windshield for future advanced driver-assistance system (ADAS) functionalities. Concurrently, the traceability of the measurement results is ensured by establishing a calibration chain based on a single reference lens, which is traced back to international standards.
With the increasing capabilities of machine learning systems and their potential use in safety-critical systems, ensuring high-quality data is becoming increasingly important. In this paper we present a novel approach for the assurance of data quality. For this purpose, the mathematical basics are first discussed and the approach is presented using multiple examples. This results in the detection of data points with potentially harmful properties for the use in safety-critical systems.
Abstract The modulation-transfer function (MTF) is a fundamental optical metric to measure the optical quality of an imaging system. In the automotive industry it is used to qualify camera systems for ADAS/AD. Each modern ADAS/AD system includes evaluation algorithms for environment perception and decision making that are based on AI/ML methods and neural networks. The performance of these AI algorithms is measured by established metrics like Average Precision (AP) or precision-recall-curves. In this article we research the robustness of the link between the optical quality metric and the AI performance metric. A series of numerical experiments were performed with object detection and instance segmentation algorithms (cars, pedestrians) evaluated on image databases with varying optical quality. We demonstrate with these that for strong optical aberrations a distinct performance loss is apparent, but that for subtle optical quality differences – as might arise during production tolerances – this link does not exhibit a satisfactory correlation. This calls into question how reliable the current industry practice is where a produced camera is tested end-of-line (EOL) with the MTF, and fixed MTF thresholds are used to qualify the performance of the camera-under-test.
Forschungsdatenmanagement (FDM) nimmt in Wissenschaftsinstitutionen und Scientific Communities einen immer größeren Stellenwert ein. Hochschulen für angewandte Wissenschaften (HAW) sehen sich mithin der Aufgabe gegenübergestellt, Rahmenbedingungen für ein gelingendes FDM in Forschungsvorhaben zu schaffen. Die vorliegende Grafik hat zum Ziel, die Ausgestaltung dieser Rahmenbedingungen zu befördern, indem sie – mit Blick auf die operative Ebene – die Bedarfe der Forschenden mit FDM-Dienstleistungen zusammenbringt sowie Wechselwirkungen visualisiert. Auf diese Weise soll sie die Komplexität des Handlungsfelds FDM veranschaulichen und zugleich als Handreichung zur Ausgestaltung adäquater FDM-Ressourcen und -Prozesse für die Zielgruppe der Forschenden dienen.
Die Zusammenstellung basiert auf den generalisierten Erfahrungen, die zwischen 2020 und 2023 von den in der Förderlinie „FDMScouts.nrw“ finanzierten Projektverbünden in vier gemeinsamen Handlungsfeldern (Netzwerkarbeit, Information und Sensibilisierung, Koordination, Beratung) gesammelt wurden. Die zehn beteiligten Hochschulen arbeiteten in fünf Verbünden an Strukturen und Prozessen für eine nachhaltige Etablierung des Forschungsdatenmanagements vor Ort. Dabei berücksichtigt die Grafik überregionale Serviceangebote und Institutionen für den Bereich FDM, wie sie bis zum Zeitpunkt der Veröffentlichung zur Verfügung standen.
Datenlebenszyklus
(2023)
Ein Datenlebenszyklus dient als Rahmen für das strukturierte Datenmanagement. Er umfasst den gesamten Datenfluss von der Planung über die Erzeugung bis hin zur Aufbewahrung und Bereitstellung. An allen Stationen des Datenlebenszyklus können Maßnahmen für ein strukturiertes Datenmanagement getroffen werden, um Daten effizient zu nutzen, ihre Qualität sicherzustellen und ihre Langzeitverfügbarkeit zu gewährleisten.
Die vorliegende Grafik visualisiert den Datenlebenszyklus, der sich aus drei Hauptbereichen zusammensetzt: Planung und Nachnutzung, Erzeugung und Bearbeitung sowie Aufbewahrung und Bereitstellung. Jeder Bereich umfasst spezifische Aufgaben und Prozesse im Umgang mit Daten.
Die erste Phase „Planung und Nachnutzung“ beinhaltet zwei wesentliche Elemente. Als Erstes erfolgt die Planung des Forschungsvorhabens, bei der die Ziele, Methoden und Ressourcen definiert werden. Als Zweites umfasst sie die Recherche und Wiederverwendung bereits vorhandener Daten, um deren Nutzen und Potenzial für das vorliegende Projekt einzuschätzen.
Die zweite Phase „Erzeugung und Bearbeitung“ besteht aus drei Elementen, die in einem eigenen zirkulären Ablauf abgebildet sind. Als Erstes werden Daten erhoben und erfasst, entweder durch experimentelle Studien, Umfragen oder andere Methoden. Der Übergang von der ersten Phase zur zweiten Phase erfolgt über dieses Element, da hier die grundlegende Generierung eigener Daten innerhalb der Forschung beginnt. Als Zweites werden die gesammelten Daten gespeichert und organisiert, um ihre Integrität und Verfügbarkeit zu gewährleisten. Als Drittes erfolgt die Verarbeitung, Analyse und Auswahl der relevanten Informationen. Der Übergang von der zweiten Phase zur dritten Phase erfolgt aus diesem Element, da die gewonnenen Erkenntnisse für die weitere Aufbewahrung und Bereitstellung vorbereitet werden. Insgesamt bildet die zweite Phase einen kontinuierlichen Kreislauf.
Die dritte Phase „Aufbewahrung und Bereitstellung“ besteht aus drei Elementen. Als Erstes erfolgt die Publikation der Forschungsergebnisse, sei es in wissenschaftlichen Zeitschriften, Repositorien oder anderen relevanten Publikationsorten. Als Zweites werden die Daten archiviert, um ihre Langzeitverfügbarkeit und -integrität zu gewährleisten. Als Drittes wird Zugang zu den Forschungsergebnissen geschaffen, beispielsweise über eine gezielte Freigabe für bestimmte Nutzergruppen oder Erhöhung der Sichtbarkeit.
Schule als sicherer Ort
(2017)
The soundscape approach highlights the role of situational factors in sound evaluations; however, only a few studies have applied a multi‐domain approach including sound‐related, person‐related, and time‐varying situational variables. Therefore, we conducted a study based on the Experience Sampling Method to measure the relative contribution of a broad range of potentially relevant acoustic and non‐auditory variables in predicting indoor soundscape evaluations. Here we present the comprehensive dataset for which 105 participants reported temporally (rather) stable trait variables such as noise sensitivity, trait affect, and quality of life. They rated 6.594 situations regarding the soundscape standard dimensions, perceived loudness, and the saliency of its sound components and evaluated situational variables such as state affect, perceived control, activity, and location. To complement these subject‐centered data, we additionally crowdsourced object‐centered data by having participants make binaural measurements of each indoor soundscape at their homes using a low‐(self‐)noise recorder. These recordings were used to compute (psycho‐)acoustical indices such as the energetically averaged loudness level, the A‐weighted energetically averaged equivalent continuous sound pressure level, and the A‐weighted five‐percent exceedance level. This complex hierarchical data can be used to investigate time‐varying non‐auditory influences on sound perception and to develop soundscape indicators based on the binaural recordings to predict soundscape evaluations.
Im Rahmen des 55. Jour Fixe FDM der Landesinitiative fdm.nrw gaben die Mitglieder der Förderlinie FDMScouts.nrw einen Einblick in ihre Zusammenarbeit und stellten die Ergebnisse ihrer bisherigen Arbeit vor. Ziel der Förderlinie ist es, bedarfsgerechte Möglichkeiten zu schaffen, das Thema FDM sowohl strategisch als auch operativ nachhaltig an Hochschulen für angewandte Wissenschaften in NRW zu verankern. 10 Hochschulen in 5 Verbünden arbeiten seit 2020 gemeinsam an Diensten und Angeboten. Koordiniert werden die Aktivitäten von der Landesinitiative fdm.nrw.
Die Originalpräsentation ist über Conceptboard einsehbar: https://app.conceptboard.com/board/c87t-okqh-6utn-74xg-n182
Forschungsdatenmanagement (FDM) nimmt im Forschungsalltag der Hochschulen für angewandte Wissenschaften (HAW) eine zunehmende größere Rolle ein und stellt an viele Forschende bisher unbekannte Anforderungen. So gilt es ein FAIRes und nachhaltiges Datenmanagement im Sinne des Kodex „Leitlinien zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis“ der DFG zu betreiben – für sich selbst, für die eigene Forschungsgruppe und für die Forschungsgemeinschaft. In dieser Veranstaltung anlässlich des Tags der Forschungsdaten in NRW am 15.11.2022 wurden die wesentlichen Grundzüge des Forschungsdatenmanagements anhand des Forschungsdatenlebenszyklus nähergebracht und Praxisbeispiele und nützliche Links vorgestellt.
Die Originalpräsentation ist über Conceptboard einsehbar: https://app.conceptboard.com/board/pd16-f504-imy3-hrz6-gtxu
Community Music
(2021)
Management des Innovationsportfolios: Portfolio-Matrizen zumManagement von Innovationsprojekten
(2021)
Die volumetrische Erfassung von Aushüben auf Baustellen ist ein kostenrelevanter Faktor und wird auch heute im täglichen Baustellenbetrieb oft noch in manueller Detailarbeit durchgeführt. Kostengünstige Sensoren zur Tiefenerfassung ermöglichen die halbautomatische Erfassung von Baugruben. Augmented Reality (AR) kann für diesen Prozess das nötige Feedback liefern. Vorgestellt wird ein Prototyp, bestehend aus einem Tablet mit integrierter Kamera und einem Lidar-Scanner. Es wird die Erfassung des Volumens bezüglich Nutzbarkeit und Genauigkeit mit Einsatz von AR getestet und evaluiert. Zur Bestimmung des Volumens wird unter Verwendung von Strahlen mit Unterstützung einer Grafik-Engine ein Algorithmus entwickelt. Der Algorithmus ist robust gegen nicht vollständig geschlossene Volumen. Die Bedienung, Überprüfung und Visualisierung findet durch praktischen Einsatz von AR statt.
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(2021)
Forschungsdatenmanagement (FDM) umfasst alle Aktivitäten, die mit der Planung, Erhebung, Aufbereitung, Speicherung, Archivierung und Veröffentlichung von Forschungsdaten verbunden sind. Hierbei sind sowohl generische als auch fachspezifische Aspekte zu berücksichtigen; außerdem müssen rechtliche und technische Gesichtspunkte beachtet werden. Dies erfordert ein umfangreiches Serviceportfolio – von Information und Sensibilisierung über Beratung und Koordination bis hin zu IT-Infrastrukturen.
Mit der Förderlinie FDMScouts.nrw unterstützen das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen und die Digitale Hochschule NRW (DH.NRW) im Rahmen der landesweiten Digitalisierungsoffensive fünf Hochschulverbünde bei der nachhaltigen Verankerung des Themas FDM auf strategischer und operativer Ebene. Dabei werden sie inhaltlich und organisatorisch von der Landesinitiative fdm.nrw begleitet. Die hieraus resultierenden Impulse für den bedarfsgerechten Auf- und Ausbau von Kontaktstellen, Kompetenzen und Kapazitäten zum FDM sollen über die Verbünde hinaus auch anderen interessierten Hochschulen für angewandte Wissenschaften (HAW) und Fachhochschulen (FH) zugutekommen.
Das vorliegende Poster zeigt die Handlungsfelder und die einzelnen Aktivitäten, die im Rahmen der Förderlinie FDMScouts.nrw im ersten Förderjahr bereits begonnen bzw. umgesetzt wurden. Dieses Poster wurde in vergleichbarer Form auf der Jahrestagung der Digitalen Hochschule NRW am 14. und 15. September 2021 präsentiert.
Individual addressing of trapped ions and coupling of motional and spin states using RF radiation
(2009)
Individual electrodynamically trapped and laser cooled ions are addressed in frequency space using radio-frequency radiation in the presence of a static magnetic field gradient. In addition, an interaction between motional and spin states induced by an rf field is demonstrated employing rf optical double resonance spectroscopy. These are two essential experimental steps towards realizing a novel concept for implementing quantum simulations and quantum computing with trapped ions.
Performance Testing and Optimization of Solar Assisted Heating Systems for Multi Family Houses
(2016)
Market and simulation analysis of PVT applications for the determination of new PVT test procedures
(2014)
Many different cell types are able to migrate by formation of a thin actin-based cytoskeletal extension. Recently, it became evident that this extension consists of two distinct substructures, designated lamellipodium and lamellum, which differ significantly in their kinetic and kinematic properties as well as their biochemical composition. We developed a stochastic two-dimensional computer simulation that includes chemical reaction kinetics, G-actin diffusion, and filament transport to investigate the formation of growing actin networks in migrating cells. Model parameters were chosen based on experimental data or theoretical considerations. In this work, we demonstrate the system's ability to form two distinct networks by self-organization. We found a characteristic transition in mean filament length as well as a distinct maximum in depolymerization flux, both within the first 1-2 microm. The separation into two distinct substructures was found to be extremely robust with respect to initial conditions and variation of model parameters. We quantitatively investigated the complex interplay between ADF/cofilin and tropomyosin and propose a plausible mechanism that leads to spatial separation of, respectively, ADF/cofilin- or tropomyosin-dominated compartments. Tropomyosin was found to play an important role in stabilizing the lamellar actin network. Furthermore, the influence of filament severing and annealing on the network properties is explored, and simulation data are compared to existing experimental data.
Despite its impressive complexity the cytoskeleton succeeds to persistently organize itself and thus the cells' interior. In contrast to classical man-made machines, much of the cellular organization originates from inherent self-assembly and self-organization allowing a high degree of autonomy for various functional units. Recent experimental and theoretical studies revealed numerous examples of cytoskeleton components that arrange and organize in a self-regulative way. In the present review we want to shortly summarize some of the principle mechanisms that are able to inherently trigger and regulate the cytoskeleton organization. Although taken individually most of these regulative principles are rather simple with intuitively predictable consequences, combinations of two or more of these mechanisms can quickly give rise to very complex, unexpected behavior and might even be able to explain the formation of different functional units out of a common pool of available building blocks.
Kohlendioxid, Biomasse und Regenerativer Strom - Ressourcen einer neuen Kohlenstoffwirtschaft?
(2017)
The rock material pentlandite with the composition Fe4.5Ni4.5S8 was synthesized via high temperature synthesis from the elements. The structure and composition of the material was characterized via powder X-ray diffraction (PXRD), Mössbauer spectroscopy (MB), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Two preparation methods of pentlandite bulk electrodes are presented. In the first approach a piece of synthetic pentlandite rock is directly contacted via a wire ferrule. The second approach utilizes pentlandite pellets, pressed from finely ground powder, which is immobilized in a Teflon casing. Both electrodes, whilst being prepared by an additive-free method, reveal high durability during electrocatalytic conversions in comparison to common drop-coating methods. We herein showcase the striking performance of such electrodes to accomplish the hydrogen evolution reaction (HER) and present a standardized method to evaluate the electrocatalytic performance by electrochemical and gas chromatographic methods. Furthermore, we report stability tests via potentiostatic methods at an overpotential of 0.6 V to explore the material limitations of the electrodes during electrolysis under industrial relevant conditions.
In the present contribution, the utilization of steel-mill gases for an industrial methanol synthesis process is described. The focus of this work is on the influence of syngas compositions derived from steel-mill gases on an industrial Cu/ZnO/Al2O3 catalyst. Elevated CO2 and H2O concentrations seem to have an irreversible impact on the activity of the catalyst. In order to obtain realistic gas composition for the catalyst tests, a process simulation of the methanol synthesis was conducted. The calculated gas compositions at the reactor inlet were applied in a practical test in order to evaluate the catalyst stability under steel mill gas conditions. No noticeable deactivation was observed.