629 Andere Fachrichtungen der Ingenieurwissenschaften
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Die Reduzierung von Fluglärm ist eine der wesentlichen Herausforderungen der Luftfahrtindustrie. Dies betrifft ebenso unbemannte Luftfahrtsysteme, die zukünftig eine signifikante Rolle im alltäglichen Leben spielen werden. In diesem Zusammenhang wurde im Fachgebiet Luftfahrttechnik der TH Wildau das energetische Potential von Winglets an Propellern („Proplets“) untersucht, deren Einsatz sowohl eine Verbesserung der aerodynamischen Effizienz als auch eine Minderung der Geräuschemission versprachen. Daher musste der akustische Einfluss dieser Proplets präzise bestimmt werden.
In diesem Beitrag wird erstmals die Geräuschemission eines mit Proplets ausgerüsteten Propellers mit einem Referenzpropeller verglichen. Beide Prüfstücke sind, abgesehen von den Blattspitzen, identisch. Neben normgerechten, herkömmlichen Messungen der Schallleistungspegel sowie psychoakustischer Eigenschaften werden beide Prüfstücke mit einem Mikrofon-Array („Akustische Kamera“) untersucht, um die Lärmquellen entlang der Propellerblätter zu visualisieren. Hierfür wird erstmals ein virtuell mitrotierendes Array angewendet, um die aero-akustischen Quellen am stehenden Blatt zu identifizieren.
Privatpiloten, die sich in der Allgemeinen Luftfahrt bewegen, sind häufig anderen Gefahren ausgesetzt, als Piloten großer Verkehrsflugzeuge. Gefahrensituationen bringen Piloten schnell an Wissenslücken und Kapazitätsgrenzen. Für Privatpiloten stellt dabei der Kontrollverlust im Flug die häufigste Unfallursache dar.
Das Forschungsvorhaben Virtual Instructor for General Aviation (VIGA) des Fachgebiets Luftfahrttechnik leistet einen wesentlichen Beitrag zur Vermeidung dieser Unfälle. Ziel des Vorhabens ist es, ein Assistenzsystem zu entwickeln, das Privatpiloten frühzeitig mit Handlungsempfehlungen unterstützt, sobald diese in eine unkontrollierte Fluglage gelangen.
Dieser wissenschaftliche Beitrag stellt die Grundlagen des Forschungsvorhabens VIGA dar und beschreibt eine Konzepterstellung zur Mensch-Maschine-Schnittstelle von Assistenzsystemen der zivilen Luftfahrt unter Betrachtung der psychologischen Belastung in Notsituationen. Belastungssituationen beeinträchtigen sowohl die Wahrnehmung der Piloten, beispielsweise durch selektive Taubheit oder optische Täuschungen als auch die variierende Reaktionszeit des Piloten auf verschiedene Reize. Ziel ist es, eine geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle zu entwickeln, die jederzeit die Aufmerksamkeit des Piloten erlangt und Handlungsempfehlungen zielgerecht an diesen ausgibt. Erkenntnisse aus diesem Beitrag finden direkte Anwendung im Vorhaben VIGA.
Dieser wissenschaftliche Beitrag stellt die Untersuchung einer modernen Sicherheitskontrollspur für Passagiere und Handgepäck dar, wie sie unter anderem am Flughafen Berlin-Brandenburg Willy Brandt (BER) Anwendung finden wird. Nach einer Beschreibung der Verfahrensabläufe einer Sicherheitskontrolle entsteht unter Verwendung realer Passagierparameter und analysierter Prozesszeiten mit der Simulationssoftware CAST Terminal ein detailliertes Modell, mit dem die Passagierkapazität der Kontrollspur untersucht und ein eventueller Engpass lokalisiert werden kann. Durch zielgerichtete Veränderungen in der Personalbesetzung der Handgepäck-Nachkontrolle sollen daraus folgende kapazitive Auswirkungen bei einer Betrachtung unterschiedlicher Szenarien unter Variation der Alarmrate der Handgepäckprüfanlage untersucht werden. Mit steigender Alarmrate verschiebt sich der Kapazitätsengpass aus der Gepäckaufnahme in die Handgepäck-Nachkontrolle, was den Einsatz eines zweiten Nachkontrolleurs erforderlich macht.
The ATISS measurement drone, developed at the University of Applied Sciences Wildau, is an electrical powered motor glider with a maximum take-off weight of 25 kg including a payload capacity of 10 kg. Two 2.5 kW engines enable ultra short take-off procedures and the motor glider design results in a 1 h endurance. The concept of ATISS is based on the idea to strictly separate between aircraft and payload functions, which makes ATISS a very flexible research platform for miscellaneous payloads. ATISS is equipped with an autopilot for autonomous flight patterns but under permanent pilot control from the ground. On the basis of ATISS the project SALSA was undertaken. The aim was to integrate a system for digital terrain modelling. Instead of a laser scanner a new design concept was chosen based on two synchronized high resolution digital cameras, one in a fixed nadir orientation and the other in a oblique orientation. Thus from every object on the ground images from different view angles are taken. This new measurement camera system MACS-TumbleCam was developed at the German Aerospace Center DLR Berlin-Adlershof especially for the ATISS payload concept. Special advantage in comparison to laser scanning is the fact, that instead of a cloud of points a surface including texture is generated and a high-end inertial orientation system can be omitted. The first test flights show a ground resolution of 2 cm and height resolution of 3 cm, which underline the extraordinary capabilities of ATISS and the MACS measurement camera system.
This study investigated how touching and being touched by a humanoid robot affects human physiology, impressions of the interaction, and attitudes towards humanoid robots. 21 healthy adult participants completed a 3 (touch style: touching, being touched, pointing) × 2 (body part: hand vs buttock) within-subject design using a Pepper robot. Skin conductance response (SCR) was measured during each interaction. Perceived impressions of the interaction (i.e., friendliness, comfort, arousal) were measured per questionnaire after each interaction. Participants’ demographics and their attitude towards robots were also considered. We found shorter SCR rise times in the being touched compared to the touching condition, possibly reflecting psychological alertness to the unpredictability of robot-initiated contacts. The hand condition had shorter rise times than the buttock condition. Most participants evaluated the hand condition as most friendly and comfortable and the robot-initiated interactions as most arousing. Interacting with Pepper improved attitudes towards robots. Our findings require future studies with larger samples and improved procedures. They have implications for robot design in all domains involving tactile interactions, such as caring and intimacy.
Die störungsfreie Stromentnahme aus Fahrleitungen wird von zahlreichen Einflußgrößen bestimmt. Bei den meisten elektrisch betriebenen Fahrzeugen erfolgt die Stromentnahme mit Kohleschleifleisten. Die Schleifleisten werden von unten gegen die Fahrleitung gedrückt und gleiten an der Fahrleitung entlang. Im Betrieb muß die Schleifleiste bei allen Fahrgeschwindigkeiten und unter allen Witterungsbedingungen den Strom sicher aus der Fahrleitung entnehmen.
Von der Firma Deutzer-Technische Kohle (DTK) wurden die Fahrleitung, der Stromabnehmer und die Schleifleisten untersucht und Methoden entwickelt, mit denen im normalen Fahrbetrieb Fehler so früh erkannt werden können, daß rechtzeitig, vor einem großen Schaden, geeignete Maßnahmen eingeleitet werden können. Andere DTK-Systeme dienen zum Beheben von Störungen - "DTK-Glattschleifsystem für Stromschienen und Fahrleitungen" oder zur optimalen Einstellung der Kontaktpreßkraft - "DTK-System-Fahrdynamik".
Die Digitalisierung hält Einzug in allen Bereichen des täglichen Lebens. Auch im Automotive-Sektor entwickeln sich die Systeme weiter und unterstützen zunehmend den Fahrer, steuern selbstständig das Fahrzeug oder erhöhen den Komfort.
Diese Veränderungen in der Art der Nutzung des Automobils öffnen auch neue Wege für Manipulationen und Angriffe, sodass selbst bisher bewährte sowie als sicher geltende Funktionen neuen Risiken unterliegen.
Aufgabe der Automobilindustrie muss es in diesem Zusammenhang sein, die Risiken und Herausforderungen im Themengebiet Security zu erkennen und bereits im Rahmen der Entwicklung präventiv anzugehen.
Dieser Beitrag beschreibt zwei Studien zur Akzeptanz eines Messroboters zur Durchführung von dermatologischen In-Vivo-Messungen. Die erste Studie ist eine quantitative Online-Umfrage mit 745 Teilnehmern. Die Studie gliedert sich in drei Bereiche mit insgesamt 24 Fragen. Die Teilnehmer werden zu ihren Erfahrungen und Ängsten in Bezug auf Roboter befragt und insbesondere zu einem möglichen Einsatz eines Messroboters für dermatologische In-Vivo-Studien. Für die qualitative Studie werden insgesamt 17 Studienteilnehmer jeweils einzeln für ein zweistündiges Interview, welches in 4 Phasen gegliedert ist, eingeladen. In Phase 2 dieser Studie werden die ersten robotergestützten In-Vivo-Messungen an Hautarealen auf dem Unterarm der Teilnehmer durchgeführt. Bereits aus der quantitativen Umfrage geht hervor das die meisten (75 %) Teilnehmer der Idee von Robotern im Messbetrieb offen gegenüber stehen, 55,7% befürworten den Einsatz sogar. Während des quantitativen Interviews werden Ängste und Unsicherheiten vor und während der ersten Messung genannt und beobachtet. Alle Teilnehmer waren zur Wiederholungsmessung sehr viel sicherer im Umgang mit dem Roboter und können sich einen zukünftigen Einsatz vorstellen. Besondere Herausforderungen stellen sich hinsichtlich der Positionierung der Studienteilnehmer zum Roboter heraus. Die Sicherstellung einer ergonomischen Gestaltung der Roboterumgebung ist für physische Mensch-Roboter-Kollaboration entscheidend und wird zur Weiterentwicklung des Systems stärker berücksichtigt. Weiter wurde ein 3-Stufen-Zustimmschalter zur Absicherung der Roboterbewegungen verwendet, dieser fand allerdings wenig Anklang und wurde stark kritisiert. Für den zukünftigen Einsatz wird eine alternative Überwachung des direkten Arbeitsbereiches erarbeitet.
In dieser Bachelorarbeit wurde ein prototypischer Tischroboter für den Einsatz im Bereich des Ambient Assisted Livings konzeptioniert. Innerhalb eines festgelegten Budgets wurden die technische Umsetzbarkeit und die Eignung des Systems als Alternative zum im Telematik-Studiengang der Technische Hochschule Wildau verwendeten NAO-Roboter untersucht. Dabei wurde bewusst auf die Möglichkeit einer humanoiden Fortbewegung verzichtet.
Das entwickelte Konzept basiert auf den in dieser Arbeit festgelegten Anforderungen an einen Tischroboter. Es umfasst die benötigten Hardwarekomponenten, wobei als Grundlage des Systems ein Jetson Nano Einplatinencomputer von Nvidia verwendet wird. Weiterhin wurde eine Softwarearchitektur erstellt, welche Front-End, Back-End und angeschlossene Hardwarekomponenten miteinander verknüpft. Im Front-End wird das Framework Electron.js verwendet, im Back-End kommt das Robot Operating System (ROS) in Verbindung mit der Key-Value-Datenbank Redis zum Einsatz. Für die Steuerung weiterer angeschlossener Hardwarekomponenten und der Energieversorgung werden Arduino Nano Boards eingesetzt.
Die konzipierte Architektur des Gesamtsystems ist auf eine funktionale Erweiterbarkeit ausgelegt, um für die Erforschung und Realisierung von vielfältigen Anwendungsfällen in Folgeprojekten geeignet zu sein.
In einer anschließenden Testphase wurde ein Prototyp entwickelt, mit dessen Hilfe die konzipierte Systemarchitektur umgesetzt und erfolgreich getestet wurde. Die Ergebnisse dieser Bachelorarbeit können somit als prototypische Grundlage für eine Alternative zum NAO-Roboter, aber auch als technische Basis für die Entwicklung anderer Roboter verwendet werden.
Aviation is an integral and vital part of modern society. The growth over the last decades has consequences for greenhouse gas emissions and reducing this through efficiency within the same framework is difficult. Precision flight planning is crucial for reliably and optimized real environment aircraft operation. The presented study gives an overview of the status of the legal requirements for flight planning under the current fuel requirements of the European Union Aviation Safety Agency (EASA) and the emerging opportunities for fuel savings. As part of the larger study, planned and actual fuel figures of an international cargo airline were statistically analyzed. The overall analysis showed that there was no significant deviation between planned and consumed fuel. Based on the results, an adjustment of the planned alternative fuel quantity can be considered within the framework of an individual fuel plan. The possible savings potential using the example of Destination Alternate Airport fuel is presented.