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Der Beitrag zielt darauf ab, eine rechtssoziologische Verknüpfung zwischen Recht, Individuum, Gesellschaft und Ökonomie aufzuzeigen. Durch die Beleuchtung der Wechselwirkungen dieser Bereiche wird verdeutlicht, dass Biografien nicht isoliert betrachtet werden können, sondern stets im Kontext sozialer, wirtschaftlicher und rechtlicher Dynamiken stehen.
Dieser Leitfaden richtet sich in erster Linie an Studierende, die wissen wollen, wie sie ihre eigene digitale Identität souverän gestalten können. Aber er richtet sich auch an alle anderen, die schon immer wissen wollten, was eine digitale Identität beinhaltet und was man tun muss, um sie im eigenen Sinn zu gestalten und vor Missbrauch zu schützen. Wir sind fast alle täglich im Internet und in den sogenannten Social Media unterwegs. Wir nutzen diese digitale Welt, um etwas nachzuschlagen, uns mit Bekannten und Freunden zu treffen, potenziellen Arbeitgebern unsere Stärken zu präsentieren und vieles mehr. Wir werden aber auch von diesen Medien benutzt. Unsere Daten, die wir eingeben, sind ein wertvolles Gut und wir sollten sie nicht leichtfertig mit anderen teilen oder aus der Hand geben. All das wissen wir theoretisch, dennoch verhalten wir uns oft nicht so, wie es angemessen wäre. Aus Bequemlichkeit, aus Unwissenheit oder weil uns die Konsequenzen nicht wirklich klar oder zu abstrakt sind. Dieser Leitfaden soll daher zunächst einmal sensibilisieren, für die Gefahren, aber auch vor allem für die Möglichkeiten, die sich bei der Selbstpräsentation im World Wide Web ergeben können. Gegenstand des Leitfadens ist damit die bewusste Gestaltung der eigenen digitalen Identität. Themen, wie z. B. sichere Authentifizierung im Internet, werden nicht betrachtet.
Wir möchten euch daher einladen herauszufinden, wie ihr euch im Internet geeignet präsentieren, eine eigene digitale Identität kreieren und diese kontrollieren könnt. Dazu findet ihr im ersten Teil dieses Leitfadens Hintergrundinformationen zur digitalen Identität und im zweiten Teil geben wir euch Handlungsempfehlungen zur vorteilhaften Online-Selbstdarstellung.
Stereo Camera Setup for 360° Digital Image Correlation to Reveal Smart Structures of Hakea Fruits
(2024)
About forty years after its first application, digital image correlation (DIC) has become an established method for measuring surface displacements and deformations of objects under stress. To date, DIC has been used in a variety of in vitro and in vivo studies to biomechanically characterise biological samples in order to reveal biomimetic principles. However, when surfaces of samples strongly deform or twist, they cannot be thoroughly traced. To overcome this challenge, different DIC setups have been developed to provide additional sensor perspectives and, thus, capture larger parts of an object’s surface. Herein, we discuss current solutions for this multi-perspective DIC, and we present our own approach to a 360 DIC system based on a single stereo-camera setup. Using this setup, we are able to characterise the desiccation-driven opening mechanism of two woody Hakea fruits over their entire surfaces. Both the breaking mechanism and the actuation of the two valves in predominantly dead plant material are models for smart materials. Based on these results, an evaluation of the setup for 360 DIC regarding its use in deducing biomimetic principles is given. Furthermore, we propose a way to improve and apply the method for future measurements.
This paper reveals various approaches undertaken over more than two decades of teaching undergraduate programming classes at different Higher Education Institutions, in order to improve student activation and participation in class and consequently teaching and learning effectiveness.
While new technologies and the ubiquity of smartphones and internet access has brought new tools to the classroom and opened new didactic approaches, lessons learned from this personal long-term study show that neither technology itself nor any single new and often hyped didactic approach ensured sustained improvement of student activation. Rather it needs an integrated yet open approach towards a participative learning space supported but not created by new tools, technology and innovative teaching methods.
This paper presents a pragmatic approach for stepwise introduction of peer assessment elements in undergraduate programming classes, discusses some lessons learned so far and directions for further work. Students are invited to challenge their peers with their own programming exercises to be submitted through Moodle and evaluated by other students according to a predefined rubric and supervised by teaching assistants. Preliminary results show an increased activation and motivation of students leading to a better performance in the final programming exams.
As a rule, an experiment carried out at school or in undergraduate study
courses is rather simple and not very informative. However, when the experiments
are to be performed using modern methods, they are often abstract and
difficult to understand. Here, we describe a quick and simple experiment,
namely the enzymatic characterization of ptyalin (human salivary amylase)
using a starch degradation assay. With the experimental setup presented here,
enzyme parameters, such as pH optimum, temperature optimum, chloride
dependence, and sensitivity to certain chemicals can be easily determined. This
experiment can serve as a good model for enzyme characterization in general,
as modern methods usually follow the same principle: determination of the
activity of the enzyme under different conditions. As different alleles occur in
humans, a random selection of test subjects will be quite different with regard
to ptyalin activities. Therefore, when the students measure their own ptyalin
activity, significant differences will emerge, and this will give them an idea of
the genetic diversity in human populations. The evaluation has shown that the
pupils have gained a solid understanding of the topic through this experiment.
Proof of Existence as a blockchain service has first been published in 2013 as a public notary service on the Bitcoin network and can be used to verify the existence of a particular file in a specific point of time without sharing the file or its content itself. This service is also available on the Ethereum based bloxberg network, a decentralized research infrastructure that is governed, operated and developed by an international consortium of research facilities. Since it is desirable to integrate the creation of this proof tightly into the research workflow, namely the acquisition and processing of research data, we show a simple to integrate MATLAB extension based solution with the concept being applicable to other programming languages and environments as well.
Das Gesundheitswesen in Deutschland, Europa, aber auch weltweit steht gerade erst am Beginn eines notwendigen und besonderen Digitalisierungsschubs. Ein wichtiger Schritt im Rahmen dieser Digitalisierung wird es sein, sämtliche medizinische Daten leistungsträgerübergreifend einfach verfügbar zu machen. Dies ermöglicht neue Methoden der Behandlung wie durch KI-Ansätze oder die Vermeidung von Doppelbehandlungen. Zur Erreichung dieser Ziele ist es unabdingbar, dass moderne medizintechnische IT-Geräte miteinander vernetzt werden und die anfallenden Daten sicher verarbeitet und hinterlegt werden. Durch diesen Prozess entstehen aber auch neue Angriffsvektoren und die Risiken steigen erheblich an.
Diese Arbeit beschreibt zunächst grundlegende Cyber-Sicherheitsstrategien, die helfen die vorhandenen Risiken zu minimieren und mit den verbleibenden Risiken umzugehen. Zusätzlich werden konkrete Sicherheitsbedürfnisse- und Anforderungen, die zur Vernetzung von Medizintechnik und zur Verarbeitung von Daten in der Cloud, nötig sind diskutiert. Abschließend wird eine Gesamtarchitektur vorgestellt, die diese Sicherheitsbedürfnisse umsetzt.
ChatGPT ist ein leistungsstarker Chatbot, der nach Eingabe konkreter Aufforderungen maßgeschneiderte Texte erstellt und Entwickler beim Programmieren unterstützen kann. Dazu bildet das GPT-Modell, ein „Large Language Model“ (LLM), Muster auf ein statistisches Modell ab, die dem Nutzer eine Antwort auf eine Frage generieren. Durch die große mediale Aufmerksamkeit mit der ChatGPT eingeführt wurde haben eine Vielzahl von Nutzern die potenziellen Chancen dieser Technologie kennengelernt. Jedoch birgt ChatGPT auch eine Reihe von Risiken.
In diesem Artikel werden sowohl die Chancen als auch die Risiken von ChatGPT umfassend insbesondere im Bereich Cyber-Sicherheit betrachtet.
Sowohl im Online-, aber auch im stationären Handel sind schon etliche innovative immersive Anwendungen entstanden, die neue kognitive und affektive Interaktions- und Informationsmöglichkeiten bieten. In den Bereichen Kunst, Immobilien, Architektur, Gaming, Fashion, Stadtplanung und -führungen finden sich ebenfalls mehr und mehr AR/VR Anwendungen. In diesem Beitrag wird nach einer Sichtung ausgewählter immersiver Projekte ein Konzept zur Nutzung von AR bzw. VR für Leerstände in einer ehemals attraktiven Einkaufsmeile in Gelsenkirchen vorgestellt.
Desert ants Cataglyphis spec. monitor inclination and distance covered through force-based sensing in their legs. To transfer this mechanism to legged robots, artificial neural networks are used to determine the inclination angle of an experimental ramp from the motor data of the legs of a commercial hexapod walking robot. It is possible to determine the inclination angle of the ramp based on the motor data of the robot legs read out during a run. The result is independent of the weight and orientation of the robot on the ramp and hence robust enough to serve as an independent odometer.
In the realm of digital situational awareness during disaster situations, accurate digital representations,
like 3D models, play an indispensable role. To ensure the
safety of rescue teams, robotic platforms are often deployed
to generate these models. In this paper, we introduce an
innovative approach that synergizes the capabilities of compact Unmaned Arial Vehicles (UAVs), smaller than 30 cm, equipped with 360° cameras and the advances of Neural Radiance Fields (NeRFs). A NeRF, a specialized neural network, can deduce a 3D representation of any scene using 2D images and then synthesize it from various angles upon request. This method is especially tailored for urban environments which have experienced significant destruction, where the structural integrity of buildings is compromised to the point of barring entry—commonly observed post-earthquakes and after severe fires. We have tested our approach through recent post-fire scenario, underlining the efficacy of NeRFs even in challenging outdoor environments characterized by water, snow, varying light conditions, and reflective surfaces.
In this paper, we present a method for detecting objects of interest, including cars, humans, and fire, in aerial images captured by unmanned aerial vehicles (UAVs) usually during vegetation fires. To achieve this, we use artificial neural networks and create a dataset for supervised learning. We accomplish the assisted labeling of the dataset through the implementation of an object detection pipeline that combines classic image processing techniques with pretrained neural networks. In addition, we develop a data augmentation pipeline to augment the dataset with utomatically labeled images. Finally, we evaluate the performance of different neural networks.
Problem: A group of robots, called a swarm, is placed in an unknown environment and is supposed to explore it independently. The goal of the exploration is the creation of a common map.
Implementation
- Equipping six Kobuki robots with appropriate sensor technology, a large battery, a router and the Jetson board
- Setup of the Jetson-Boards with self-made ROS2 nodes and the set up mesh network
- Writing of launch files for the common start of all functions
- Reinforcement learning is used to train an AI that controls the swarm by selecting points for the robots to approach and navigating to them and navigating them there.
- Setting up a responsive website using Angular and the Bootstrap
Framework.
360° and IR- Camera Drone Flight Test: Superimposition of two data sources for Post-Fire Inspection
(2023)
This video highlights a recent flight test carried out in our cutting-edge robotics lab, unveiling the capabilities of our meticulously crafted thermal and 360° camera drone! We've ingeniously upgraded a DJI Avata with a bespoke thermal and 360° camera system. Compact yet powerful, measuring just 18 x 18 x 17 cm, this drone is strategically engineered to effortlessly navigate and deliver crucial thermal and 360° insights concurrently in post-fire or post-explosion environments.
The integration of a specialized thermal and 360° camera system enables the simultaneous capture of both data sources during a single flight. This groundbreaking approach not only reduces inspection time by half but also facilitates the seamless superimposition of thermal and 360° videos for comprehensive analysis and interpretation.
The dataset is used for 3D environment modeling, i.e. for the generation of dense 3D point clouds and 3D models with PatchMatch algorithm and neural networks. Difficult for the modeling algorithm are the reflections of rain, water and snow, as well as windows and vehicle surface. In addition, lighting conditions are constantly changing.
At the integration sprint of the E-DRZ consortium in march 2023 we improve the information captured by the human spotter (of the fire brigade) by extending him through a 360° drone i.e. the DJI Avata with an Insta360 on top of it. The UAV needs 3 minutes to capture the outdoor scenario and the hall from inside and outside. The hall ist about 70 x 20 meters. When the drone is landed we have all information in 360° degree at 5.7k as you can see it in the video. Furthermore it is a perfect documentation of the deployment scenario. In the next video we will show how to spatial localize the 360° video and how to generate a 3D point cloud from it.
At the integration sprint of the E-DRZ consortium in march 2023 we improve the information captured by the human spotter (of the fire brigade) by extending him through a 360° drone. The UAV needs 3 minutes to capture the outdoor scenario and the hall from inside and outside. The hall ist about 70 x 20 meters. When the drone is landed we have all information in 360° degree at 5.7k as you can see it in the video. Furthermore it is a perfect documentation of the deployment scenario. In the next video we will show how to spatial localize the 360° video and how to generate a 3D point cloud from it.
Gaussian Splatting: 3D Reconstruction of a Chemical Company After a Tank Explosion in Kempen 8/2023
(2023)
The video showcases a 3D model of a chemical company following a tank explosion that occurred on August 17, 2023, in Kempen computed with the gaussian splatting algorithm. Captured by a compact mini drone measuring 18cm x 18cm and equipped with a 360° camera, these images offer an intricate perspective of the aftermath. The computation need 29 minutes and uses 2770 images (~350 equirectangular images). After a comprehensive aerial survey and inspection of the 360° images taken within the facility, authorities confirmed that it was safe for the evacuated residents to return to their homes. See also:
https://www1.wdr.de/fernsehen/aktuelle-stunde/alle-videos/video-grosser-chemieunfall-in-kempen-100.html
ARGUS is a tool for the systematic acquisition, documentation and evaluation of drone flights in rescue operations. In addition to the very fast generation of RGB and IR orthophotos, a trained AI can automatically detect fire, people and cars in the images captured by the drones. The video gives a short introduction to the Aerial Rescue and Geospatial Utility System -- ARGUS
Check out our Github repository under
https://github.com/RoblabWh/argus/
You can find the dataset on kaggle under
https://www.kaggle.com/datasets/julienmeine/rescue-object-detection
This video features a flight test conducted in our robotics lab, showcasing a custom-built thermal camera drone. We've enhanced a DJI Avata with a specialized thermal camera system. With its compact dimensions measuring 18 x 18 x 17 cm, this drone is designed to navigate and provide critical thermal information within post-fire or post-explosion environments. For more insights, be sure to check out our previous videos on this channel.
The video showcases a 3D model of a chemical company following a tank explosion that occurred on August 17, 2023, in Kempen computed with the AI algorithm Neural Radiance Field (NeRF). Captured by a compact mini drone measuring 18cm x 18cm and equipped with a 360° camera, these images offer an intricate perspective of the aftermath. After a comprehensive aerial survey and inspection of the 360° images taken within the facility, authorities confirmed that it was safe for the evacuated residents to return to their homes. See also:
https://www1.wdr.de/fernsehen/aktuelle-stunde/alle-videos/video-grosser-chemieunfall-in-kempen-100.html
Nerf(acto) for the 3D modeling of the Computer Science building of Westfälische Hochschule GE
(2023)
The video shows a very high resolution 3D point cloud !!! of the computer science building of the University of Applied Science Gelsenkirchen. For the recording a 3 minute flight with a M30T was performed. The 105 images taken by the wide-angle camera during this flight were localized within 3 minutes using colmap and processed using Neural Radiance Fields (NeRF). The nerfacto model of Nerfstudio was trained on an Nvidia RTX 4090 for 8 minutes. Thus, a top 3D model is available after about 15 minutes.
The video shown here shows a free camera path rendered at 60 hz (Full HD).
The video shows a very high resolution 3D point cloud !!! of the outdoor area of the German Rescue Robotics Center. For the recording, a 25-second POI flight was performed with a Mavic 3. From the 4K video footage captured during this flight, 77 images were cropped and localized within 4 minutes using colmap and processed using Neural Radiance Fields (NeRF). The nerfacto model of Nerfstudio was trained on an Nvidia RTX 4090 for 8 minutes. In summary, a top 3D model is available to task forces after about 13 minutes. The calculation is performed locally on site by the RobLW of the DRZ. The video shown here shows a free camera path rendered at 60 hz (Full HD).
From the 360° images of the former video (
• German rescue robotic center captured... ) we now generate the 3D point cloud. The UAV needs 3 minutes to capture the outdoor scenario and the hall from inside and outside. The 3D point cloud generation is 5x slower than the video. It uses a VSLAM algorithm to localize the k-frames (green) and with 3 k-frames it use a 360° PatchMatch algorithm implemented at a NVIDIA graphic card (CUDA) to calculated the dense point clouds.The hall ist about 70 x 20 meters.
Sperical UAV: Crash Test with 1/2 liter bottle from 2 meters
The video shows the first test of a small spherical UAV (35 cm) with 4 rotors for missions in complex environments such as buildings, caves or tunnels. The spherical design protects the vehicle's internal components and allows the UAV to roll over the ground when the environment allows. The drone can land and take off in any position and come into contact with objects without endangering the propellers and can restart even after crashes.
Problem
- How to effectively use aerial robots to support rescue forces?
- How to achieve good flight characteristics and long flight times?
- How to enable simple and intuitive control?
- How to efficiently record image data of the environment?
- How to generate flight and image data for rescue forces?
Implementation:
The flying robot was designed in Autodesk Fusion360. In order to achieve high stability as well as low weight, the frame was milled from carbon. Mounts such as for GPS and 360° camera were 3D printed. A special feature is that the flying robot is not visible in the panoramic view of the 360° camera. The flight controller of the robot was set up using Ardupilot. The communication with the robot is done via MAVLink (UDP).To support different platforms, a software was realized as a web application. The front end was created using HTML, CSS and Javascript.
The back end is based on Flask-Socket-IO (Python). For the intelligent recognition of motor vehicles a micro controller with an integrated camera is used. For the post-processing of flight and video data a pipeline was implemented for automation.
Mikrostrukturen auf Oberflächen bestimmen häufig deren physikalische Eigenschaften. Die üblichen Methoden zur Herstellung von mikrostrukturierten Oberflächen wie Fotolithografie sind aber teuer und aufwändig. Daher wird schon lange die schnelle und günstige Methode der Abformung genutzt, um Gegenstände mit Mikrostrukturen herzustellen
[1,2]. Zur Nutzung als Positiv für die Abformung können Oberflächen zum Beispiel mit Fotolithografie hergestellt werden, oder es können mikrostrukturierte Objekte aus der Natur verwenden werden. Mittels Fotolithografie können aber keine gewölbten Oberflächen mit Mikrostrukturen versehen werden und mikrostrukturierte Oberflächen aus der Natur sind meist eher klein. In dieser Arbeit wurde daher nach sehr kleinen mikrostrukturierten Objekten gesucht, die nebeneinander auf eine (auch gewölbte) Oberfläche aufgebracht werden können, um diese anschließend abzuformen. Die besten Resultate ergaben mit Bärlappsporen beschichtete Oberflächen als Positive. Replikate dieser Oberflächen zeigen einen um 30° höheren Kontaktwinkel als das unstrukturierte Material.
Nachhaltigkeitsberichterstattung verfolgt die Ziele, über die Nachhaltigkeitsleistungen eines Unternehmens zu berichten, diese bewertbar zu machen und im Sinne eines Regelkreisgedankens des Controllings zu steuern. Im Zuge dieser Studie wurden vorwiegend kleine und mittlere Unternehmen aus dem westlichen Münsterland zum aktuellen Stand ihrer Nachhaltigkeitsberichterstattung befragt. Dabei wurden sowohl die auf die Unternehmen eingehenden ESG-Anforderungen, etwaig genutzte Rahmenwerke der Berichterstattung, die innerbetriebliche Organisation des Nachhaltigkeitsmanagements und die Erwartungen der Unternehmen betrachtet.
Biomechanische Untersuchungen zum Öffnungsmechanismus von verholzten Früchten der Gattung Hakea
(2023)
Die Arten H. sericea und H. salicifolia (Proteaceae) sind in Australien heimisch. Ihr natürlicher Lebensraum ist trocken und nährstoffarm, und sie sind regelmäßig Buschbränden ausgesetzt. Durch den Feuchtigkeitsverlust “schrumpft“ die Frucht und öffnet sich, wobei zwei Samen freigesetzt werden. Diese Arbeit vergleicht das Öffnungsverhalten von manipulierten Früchten, das Schwindmaß, die Öffnungskraft, den Elastizitätsmodul und die Druckfestigkeit der beiden Arten und untersucht den Einfluss verschiedener Gewebe auf die Öffnung. Es wird festgestellt, dass das Mesokarp hauptsächlich für das anisotrope Schwindverhalten verantwortlich ist.
Hakea sericea und H. salicifolia sind strauch- bis baumförmige Arten der Familie Proteaceae. Ursprünglich aus Australien stammend, breiten sie sich zunehmend in Neuseeland, Portugal, Südspanien und Südafrika invasiv aus. In Portugal wurden beide Arten als Ziergewächs, Windschutz und Heckenpflanze eingeführt und verdrängen nun heimische Arten. Die erfolgreiche Etablierung der beiden Arten hängt mit der Ausbreitungsbiologie zusammen. Die Balgfrüchte zeigen eine ausgeprägte Serotinie und verbleiben oft über Jahre an der Mutterpflanze. Erst durch Waldbrände oder starke Austrocknung öffnen sich die Früchte und geben dabei zwei geflügelte Samen frei. Während der Öffnung deformieren sich die beiden Fruchthälften stark und reißen dabei zunächst über die Bauchnaht und anschließend über die Rückenseite auf. Dieses Öffnungsverhalten ist innerhalb der Proteaceae nur für die Gattung Hakea beschrieben und für Balgfrüchte, zu denen sie dennoch gezählt werden, ungewöhnlich. Die Bruchoberflächen der verschiedenen Gewebe zeigen dabei unterschiedliche Rauigkeiten. Die Gewebe der abaxialen Seite (Rückenseite) reißen dabei mit einer glatteren Bruchfläche als die Gewebe der adaxialen Seite (Bauchseite). In dieser Arbeit werden Rauheitsparameter der Bruchoberflächen auf zufälligen Profillinien mit einem Konfokalmikroskop für die verschiedene Gewebe der Oberflächen ermittelt. Das Propagieren des Risses durch die verschiedenen Gewebe wird anhand der Ausrichtung und Lage der Zellen in den beiden Seiten der Fruchthälften erläutert. Es wird diskutiert, inwieweit sich die unterschiedlich rauen Bruchoberflächen auf die Öffnung und die dafür nötigen Kräfte auswirken. Erste Ansätze zur Optimierung von technischen Sollbruchstellen werden vorgeschlagen.
The concept of “Internationalisation at Home“ has gained momentum with the increasing digitalization of education and limitations on mobility. Collaborative Online International Learning (COIL) is an innovative, cost-effective instructional method that promotes intercul-tural learning through online collaboration between faculty and students from different countries or locations. The benefits of using COIL courses have been widely recognized, with learners developing intercultural competencies, digital skills, international education experi-ence, and global awareness.
However, multicultural communication in project environments can be complex and demand awareness of cultural variations . The creation and development of effective cross-cultural collectivism, trust, communication, and empathy in leadership is an important ingredient for remote project collaborations success. This is an area that has been least explored in re-search on communication in virtual teams.
The GIPE projects are mainly carried out as so-called Collaborative Online International Learning (COIL) events. However, to gain a “real world“ experience abroad in an intercultural team, students from all partner universities can participate in the Spring School being held for two weeks in Germany and the Germany students present and hand-over the results in the country of the partner university. The main objective of this research was to examine the experiences of students participating in the GIPE project and to evaluate the effectiveness of the project in enhancing intercultural competencies and fostering collaboration among stu-dents from different continents. This paper will also explore the implications of the GIPE project for Education 2.0 considering the COVID-19 pandemic and the future of education delivery and administration transformation.
Die verholzten Früchte der Art Hakea salicifolia öffnen sich bei Austrocknung, um Samen freizugeben. Der Öffnungsmechanismus könnte als Vorbild für selbstaktuierte Bewegungen von Bauteilen dienen. Um ihn zu verstehen, wird aus µCT-Scans einer getrockneten Frucht ein 3D-Modell generiert und additiv gefertigt, welches nur zwei Gewebetypen, nämlich Leitbündel und umgebendes Gewebe berücksichtigt. Druckprüfungen dieser Prüfkörper zeigen einen anisotropen E-Modul, der auf die Struktur der Leitbündel und den großen E-Modulunterschied der gewählten Materialien zurückzuführen ist. Die erhaltenen Daten sollen zur Verifikation eines FE-Modells herangezogen und dieses an das natürliche Vorbild angepasst werden, um die Öffnung der Früchte nachzuvollziehen.
Durch den digitalen Wandel haben Kommunen neue Entwicklungsmöglichkeiten im Bereich der Smart City. Diese Arbeit stellt eine Übersicht darüber dar, wie mithilfe von IoT, Big Data, Datenbanken, Digitalen Zwillingen und weiteren Technologien, eine Mikroklima-Analyse und Steuerung ermöglicht werden kann.
This chapter describes a new concept and experiences of a distributed interdisciplinary learning program for students across continents. The aim is to provide students with a truly Global Intercultural Project Experience (GIPE) by working together with peers from around the world and solving real-life client’s problems. We have received seed-funding for four annual projects to engage students from Germany (Europe), Namibia (Africa), Indonesia (Asia), and Peru (South America). In 2020 and 2021, 28 and 44 students from four continents engaged in a one-semester distributed interdisciplinary project for a Namibian and Indonesian client, respectively. Despite Covid-19 they successfully completed the project expressing deep appreciation for the learning opportunities overcoming challenges of working across widespread time zones, cultures, changing requirements, and various technical difficulties. Considering the vast learning benefits, we suggest incorporating such projects in all tertiary education curricula across the globe, while streamlining organizational efforts based on lessons learned.
Die Ergebnispublikation aus dem Projekt Next Level Sports zeigt anhand der im Forschungsprojekt entwickelter Software-Konzepte auf, wie der Einsatz immersiver, digitaler Technologien zu einer aktiveren und gesünderen Lebensweise beitragen kann.
Durch ihre soziale Integrationskraft und ihre positive Wirkung auf Gesundheit und Wohlbefinden stellen Sport und Bewegung wichtige Handlungsfelder der kommunalen Daseinsvorsorge dar. Dabei nimmt die Bereitschaft, sich ausreichend zu bewegen, in den letzten Jahren in Deutschland geradezu dramatisch ab. Für die Sportförderung von Städten und Gemeinden bedeutet das, sich neuen Entwicklungen offensiv zu stellen und dabei auch die Chancen der Digitalisierung zu erschließen, um schließlich eine Trendumkehr gegen den Bewegungsmangel einleiten zu können.
In Rahmen des Forschungsprojektes Next Level Sports wurden vielfältige Ansätze identifiziert, wie immersive XR-Technologien (Virtuelle und Erweiterte Realität) eingesetzt werden können, um sportliche Aktivitäten anzuregen, Gesundheitsvorsorge zu fördern und damit die Aktivität und das Wohlbefinden zu steigern. Die entwickelten Konzepte werden in der Broschüre steckbriefartig vorgestellt und erlauben eine vertiefende Diskussion um die die Einsatzmöglichkeiten von XR-Bewegungsangeboten im kommunalen Kontext.
Die im Projekt entwickelten Software-Komponenten stehen als Open-Source-Ressourcen über GitHub zur Verfügung und können über QR-Codes in der Broschüre abgerufen werden.
Hintergrund
Während der SARS-CoV-2-Pandemie ist es vorrangig, die Mitarbeiter vor Infektionsrisiken zu schützen und die Geschäftstätigkeit zu sichern. Neue Virusvarianten mit erhöhter Ansteckungsgefahr erfordern eine weiterentwickelte Risikostrategie.
Material und Methoden
Mehrere Standardmaßnahmen wie Tests, Isolierung und Quarantäne werden zu einer neuartigen Risikostrategie kombiniert. Epidemiologische Modellrechnungen und wissenschaftliche Erkenntnisse über den Verlauf der SARS-CoV-2-Infektiosität werden zur Optimierung dieser Strategie herangezogen. Das Verfahren ist in einem einfach zu bedienenden Rechner auf Excel-Basis implementiert.
Aufbau in der Praxis und Ergebnisse
Alternative Maßnahmenkombinationen und praktische Aspekte werden erörtert. Anhand von Beispielrechnungen wird die Wirkung der diskutierten Maßnahmen demonstriert.
Schlussfolgerung
Der aus diesen Grundlagen abgeleitete Quarantäne-Rechner ermöglicht es auch Nicht-Fachleuten, eine differenzierte Risikoanalyse durchzuführen und optimierte Maßnahmen einzuleiten. Gezielte Prüfroutinen und alternative Maßnahmen sichern die Personalverfügbarkeit.
We investigated the formation of Artemia franciscana swarms of freshly hatched instar I nauplii larvae. Nauplii were released into light gradients but then interrupted by light-direction changes, small obstacles, or long barriers. All experiments were carried out horizontally. Each experiment used independent replicates. Freshly produced Artemia broods were harvested from independent incubators thus providing true replicate cohorts of Artemia subjected as replicates to the experimental treatments.
We discovered that Artemia nauplii swarms can: 1. repeatedly react to non-obstructed light gradients that undergo repeated direction-changes and do so in a consistent way, 2. find their way to a light source within maze-like arrangements made from small transparent obstacles, 3. move as a swarm around extended transparent barriers, following a light gradient. This paper focuses on the recognition of whole-swarm behaviors, the description thereof and the recognition of differences in whole-swarm movements comparing non-obstructed swarming with swarms encountering obstacles. Investigations of the within-swarm behaviors of individual Artemia nauplii and their interactions with neighboring nauplii are in progress, e.g. in order to discover the underlying swarming algorithms and differences
thereof comparing non-obstructed vs. obstructed pathways.
Biomimetics is a well-known approach for technical innovation. However, most of its influence remains in the academic field. One option for increasing its application in the practice of technical design is to enhance the use of the biomimetic process with a step-by-step standard, building a bridge to common engineering procedures. This article presents the endeavor of an interdisciplinary expert panel from the fields of biology, engineering science, and industry to develop a standard that links biomimetics to the classical processes of product development and engineering design. This new standard, VDI 6220 Part 2, proposes a process description that is compatible and connectable to classical approaches in engineering design. The standard encompasses both the solution-based and the problem-driven process of biomimetics. It is intended to be used in any product development process for more biomimetic applications in the future.
Fruits (follicles) of Hakea salicifolia and Hakea sericea (Proteaceae) are characterised by pronounced lignification and open via a ventral suture and the dorsal side. The opening along both sides is unique within the Proteaceae. Both serotinous species are obligate seeders, whose spreading benefits from bush fire events. The different tissues and the course of the vascular bundles must allow the opening mechanism. While their 2D-arrangements are known to some extent from light-microscopy images of cross-sections, this work presents their three-dimensional structures and discusses their contribution to the opening of Hakea fruits. For this purpose, 3D greyscale images, reconstructed from µCT-projection data of both fruits are segmented, assisted by a deep learning algorithm (AI algorithm). 3D renderings from these segmentations show strongly interconnected vascular bundles that build a double-dome shaped network in each valve of H. salicifolia and a dome shaped honeycomb-structure in each valve of H. sericea. However, the vascular bundles of both species show no interconnection between the two lateral valves of the fruit but leave gaps for predetermined fracture tissues on the ventral and dorsal side. The opening of the fruits after a fire or after separation from the mother plant can be explained by the anisotropic shrinkage in the two valves of the fruit.
Der Aufsatz untersucht die Frage des Vorrangverhältnisses zwischen Europäischem und nationalem Recht sowie daraus folgend der Kontrolle der Kompetenzausübung der Union durch nationale Gerichte anhand der unterschiedlichen Auffassungen des BVerfG und des EuGH und diskutiert den Lösungsansatz durch ein Kompetenzgericht
Gerechter Zufall per Gesetz?
(2022)
This paper describes a new concept and experiences of a distributed interdisciplinary learning programme for students across continents. The aim is to provide students with a truly Global Intercultural Project Experience (GIPE) by working together with peers from around the world, and solving real-life client’s problems. We have received seed-funding for four annual projects to engage students from Germany (Europe), Namibia (Africa), Indonesia (Asia), and Peru (Latin-America). In 2020, 30 students from four continents engaged in a one-semester distributed software development project for a Namibian client. Despite Covid-19 they successfully completed the project expressing deep appreciation for the learning opportunities overcoming challenges of working across wide-spread time zones, cultures, changing requirements, and various technical challenges. Considering the vast learning benefits, we suggest to incorporate such projects in all tertiary education curricula across the globe.
Competency-oriented exams offer a wide range of advantages, especially where the use and mastery of third-party applications and tools play an important role. Therefore, we developed a competency-oriented setup for both our programming classes and exams ensuring their constructive alignment.
Exams were moved to the computer lab and designed to test both conceptional skills as well as the use of state-of-the-art programming tools. At the peak of the COVID-19 pandemic, when exams had to be moved from lab to online, we needed to design an online setup for our practical programming exams preserving the competency-oriented approach and its constructive alignment as well as the validity, reliability and fairness of the exams. The key was to use the same online tools that have been introduced
for running lectures and practical classes offering almost the same learning experience as before the pandemic. However, to ensure the validity and fairness of the exams, some kind of online supervision needed to be implemented as technical solutions were found to be either unusable or not working
properly in our case. This paper discusses the driving factors, the resulting technical and organizational setup as well as students’ feedback and lessons learned for further improvements. Therefore, COVID-19 has not been able to ruin our competency-oriented programming exams.
360° Camera at a small UAV
(2021)
Durch Panoramen in Kombination mit dem ORB-SLAM ist ein schnelles Tracking möglich, liefert jedoch ausschließlich spärliche Daten. Durch die Kombination mit einem neuronalen Netz soll der SLAM Algorithmus zu einem RGBD-SLAM erweitert werden, um ein besseres Tracking und eine dichtere Punktwolke zu gewährleisten.
At the beginning of the pandemic in Feb. 2020 I had a little time and wanted to do something new i.e. bring my 3D printer, AI and computer science together somehow. The result is a printed portrait with a lot of computer science. Using style transfer I transferred the etching style of a Göthe portrait to a young girl I call Carolin. By means of image processing I made a black and white picture out of it. Then, using the problem of the traveling salesman, each black point in the picture is interpreted as a city and the whole picture is drawn by only one line. Since this line is very long, it is optimized and shortened by a so-called simulated annealing algorithm. The result is printed in 5 layers on a 3D printer.
This technical report is about the architecture and integration of very small commercial UAVs (< 40 cm diagonal) in indoor Search and Rescue missions. One UAV is manually controlled by only one single human operator delivering live video streams and image series for later 3D scene modelling and inspection. In order to assist the operator who has to simultaneously observe the environment and navigate through it we use multiple deep neural networks to provide guided autonomy, automatic object detection and classification and local 3D scene modelling. Our methods help to reduce the cognitive load of the operator. We describe a framework for quick integration of new methods from the field of Deep Learning, enabling for rapid evaluation in real scenarios, including the interaction of methods.
This technical report is about the mission and the experience gained during the reconnaissance of an industrial hall with hazardous substances after a major fire in Berlin. During this operation, only UAVs and cameras were used to obtain information about the site and the building. First, a geo-referenced 3D model of the building was created in order to plan the entry into the hall. Subsequently, the UAVs were used to fly in the heavily damaged interior and take pictures from inside of the hall. A 360° camera mounted under the UAV was used to collect images of the surrounding area especially from sections that were difficult to fly into. Since the collected data set contained similar images as well as blurred images, it was cleaned from non-optimal images using visual SLAM, bundle adjustment and blur detection so that a 3D model and overviews could be calculated. It was shown that the emergency services were not able to extract the necessary information from the 3D model. Therefore, an interactive panorama viewer with links to other 360° images was implemented where the links to the other images depends on the semi dense point cloud and located camera positions of the visual SLAM algorithm so that the emergency forces could view the surroundings.
Die wechselseitigen Beeinflussungen zwischen Werbungtreibenden und Journalist*innen werden auf Basis der empirischen Synchronisationsforschung dargestellt – mit Schwerpunkt auf Einflüsse durch Sonderwerbeformen der Online-Kommunikation. Die Argumentation richtet sich gegen eine Intensivierung der Beeinflussungsversuche. Sie spricht sich für kooperative und gekennzeichnete Produktentwicklungen aus, die zentrale Determinanten wie Personae oder Markenimages des beworbenen Produkts und des Mediums berücksichtigen. So wird der Trennungsgrundsatz eingehalten und der Charakter publizistischer Massenmedien respektiert.
In Kollaboration mit dem Fachbereich Maschinenbau wurde eine prototypische Lösung zur Visualisierung der Interaktion zwischen Mensch und Maschine bei kooperativen Arbeiten entwickelt. Der Prototyp wurde in der Programmiersprache C++ auf Basis der Unreal Engine 4 realisiert und soll als Grundlage für weitere Forschungen im Bereich der Mensch-Roboter-Kollaboration dienen. Zur Echtzeitsimulation der Maschinen wurde eine Anbindung basierend auf dem Protokoll OPC UA integriert, sodass eine Kopplung mit Enterprise-Applikationen wie Siemens NX MCD und ABB RobotStudio möglich ist. Für eine realitätsgetreue Darstellung können die Maschinen in der virtuellen Realität abgebildet werden. Die Visualisierung eines Menschen erfolgt durch Einbindung der Microsoft Azure Kinect, wodurch eine Person durch eine farbliche Punktwolke oder ein Skelett angezeigt werden kann.
Bone morphogenetic protein 2 (BMP21) is a highly interesting therapeutic growth factor due to its strong osteogenic/osteoinductive potential. However, its pronounced aggregation tendency renders recombinant and soluble production troublesome and complex. While prokaryotic expression systems can provide BMP2 in large amounts, the typically insoluble protein requires complex denaturation-renaturation procedures with medically hazardous reagents to obtain natively folded homodimeric BMP2. Based on a detailed aggregation analysis of wildtype BMP2, we designed a hydrophilic variant of BMP2 additionally containing an improved heparin binding site (BMP2-2Hep-7M). Consecutive optimization of BMP2-2Hep-7M expression and purification enabled production of soluble dimeric BMP2-2Hep-7M in high yield in E. coli. This was achieved by a) increasing protein hydrophilicity via introducing seven point mutations within aggregation hot spots of wildtype BMP2 and a longer N-terminus resulting in higher affinity for heparin, b) by employing E. coli strain SHuffle® T7, which enables the structurally essential disulfide-bond formation in BMP2 in the cytoplasm, c) by using BMP2 variant characteristic soluble expression conditions and application of L-arginine as solubility enhancer. The BMP2 variant BMP2-2Hep-7M shows strongly attenuated although not completely eliminated aggregation tendency.
Die Diskussion über den Umgang von Industriekultur, bzw. der Kultur der Arbeit wird bereits seit einigen Jahrzehnten geführt. Im Mittelpunkt stehen zum einen Auseinandersetzungen nach Abriss oder Erhalt industrieller Erzeugnisse und zum anderen konzeptionelle Entwürfe, die sich an den Polen eines industriekulturell puristischen oder marketingfixierten Freizeit-Verständnisses orientieren. Je nach Ausrichtung sollen die Konsequenzen für die Gestaltung eines angemessen oder tendenziell beliebigen Freizeitangebotes aufgezeigt werden.
Seit einigen Jahren sind aufgrund des Bedeutungsverlustes von christlicher Religion sowie sinkender Mitgliedszahlen zahlreiche Kirchen profaniert worden. Auch hier entsteht eine noch stärker emotional aufgeladene Diskussion darüber, welche Nachnutzung in einem reli-giös-normativen Verständnis, aber auch unter ökonomischen Vorzeichen möglich sein soll. Zu klären ist also, was als angemessen gilt und inwieweit die ursprüngliche Nutzung noch symbolhaft sichtbar bleiben kann und soll.
Biomimetics is the interdisciplinary co-operation of various scientific disciplines and fields of innovation, and it aims to solve practical problems using biological models. Biomimetic research and its fields of application are manifold, and the community is made up of a wide range of disciplines, from biologists and engineers to designers. Guidelines and standards can build a common ground for understanding of the field, communication across disciplines, present and future projects and implementation of biomimetic knowledge. Since 2015, three international standards have been published and defined terms and definitions, as well as specific applications. The scientific literature and patents in several databases were searched for citations of the published standards. Standards or technical guidelines on biomimetics are represented both in the scientific literature and in patents. However, taking into account the increasing number of publications in biomimetics, the number of publications (52) citing the international standards is low. This shows that the perception of technical rules is still underrepresented in the academic field. Greater awareness and acceptance of the importance of standards for quality assurance even in the academic environment is discussed, and active participation in the corresponding International Organization for Standardization committee on biomimetics is asked for.
Gelsenkirchen hat sich aus dem Strukturwandel zukunftsorientierte Ziele und Handlungsfelder gesetzt. Dabei ist Gelsenkirchen mit einem nachhaltigen und strategisch orientierten Konzept zur digitalen Modellkommune geworden. Eine integrierte Strategie enthält die Handlungselemente Energie und Umwelt, Lebensqualität und Teilhabe, Wirtschaft, Mobilität und bürgerorientierte Verwaltung. OIL - Open Innovation Lab - an der Schalke Arena bildet als Reallabor ein Kernelement der Weiterentwicklung.
Wie können mit Luftbildaufnahmen 3D Modelle generiert werden?
- Planen von kreisförmigen und einen rasterförmigen Flug Trajektorien.
- Autonomes Abfliegen und Aufnahme der Bilder
- Verortung der Bilder mittels GPS und Structure from Motion Algorithmen.
- Generierung von 3D Modellen mithilfe von Multi-View Stereo Algorithmen.
Versteht man den Sport als eigenständige kulturelle Praxis, so präsentieren dessen große Veranstaltungen sowohl die Ausnahmefähigkeit und Kunstfertigkeiten im Spitzensport, als auch die Festkultur im Breitensport (z.B. Gymnaestrada, Deutsches Turnfest). Beide Bereiche besitzen das kulturelle Potential, zu einem bereichernden Leben beizutragen. Diese vermeintlichen Gewissheiten sind jedoch brüchig geworden.
Vier Problemlagen treten für die (mit-)veranstaltenden Städte offensichtlich zu Tage:
1. Die hoch verschuldeten Großstädte ziehen sich um die Ausrichtung und Unterstützung von Sportgroßveranstaltungen zurück.
2. Der Standortwettbewerb reduziert sich auf wenige Städte und Sportgroßveranstaltungen werden zunehmend für Zwecke benutzt, die außerhalb des Sports liegen.
3. Die Zustimmung zu Sportgroßveranstaltungen ist dadurch nicht mehr ungeteilt. Das zeigen u.a. die ablehnenden Befragungsergebnisse zu Olympiabewerbungen.
4. Begründete Kriterien zum Umgang und zur Struktur auszurichtender Sportgroßveranstaltungen sowie langfristige Strategien sind eher die Ausnahme als die Regel.
Die aufgeworfenen Probleme sind prinzipiell lösbar. Insofern soll eine Orientierung für einen angemessenen Umgang mit Sportgroßveranstaltungen vermittelt werden.
9 Panoramen, das erste ist aus größerer Höhe aufgenommen und enthält im Himmel eine Karte mit den Positionen der aufgenommenen Punkte (gelb). Das aktuelle Bild ist im Fadenkreuz (rot). Zusätzlich noch ein paar Details zu dem aktuellen Punkt. Jedes Panorama ist 10 Sekunden lang.
Zum Betrachten die höchste Auflösungsstufe wählen und die Pausetaste verwenden. Mit dem gedrückten linken Button kann man sich im Bild bewegen.
Challenging visual localization of an UAV while flying out of a room into a snowy environment (~ 4:50). The UAV is equipped with a 360° camera. The localization is done with OpenVSLAM.
The video was recorded in Jan. 2019 at the Fire Brigade training center in Dortmund
To achieve nearly real time conditions the original resolution of 5k (30 fps) was reduced to 2k (ffmpeg -i video.mp4 -vf scale=1920:-1 -crf 25 vido-small.mp4) with high compression (-crf 25). This reduce the original size from 3.2 GB to 93MB (~ 4 MBit/s which could be transmitted online via a radio link). The localization shown did not use frameskip. With a frameskip above 1 the localization fails while the UAV is flying through the window. Indoor localization can be done with a frameskip of 3 in real time.
