This paper presents a method for simultaneous classification and robust tracking of traffic participants based on the labeled random finite set (RFS) tracking framework. Specifically, a method to integrate the object class information into the tracking loop of the multiple model labeled multi-Bernoulli (MMLMB) filter, using Dempster-Shafer evidence theory is presented. The multi-object state is estimated using the detections from the sensors and by propagation of multi-object density in a Bayesian fashion. Parallelly, the object class information is also predicted and updated recursively. The underlying object class information required for this could typically be obtained from different types of sensor such as radar, lidar and camera, using classical perception or more recent deep learning methods. On one hand, this enables an unified classification and tracking of traffic participants. On the other hand, it also increases the robustness of multi-object tracking, as the parameters of the tracking algorithm could be adapted using the class information. Moreover, using the Dempster-Shafer method for fusing class information from different sensor sources improves the overall performance, especially when the sensors have contradicting classification.

Die zunehmende Urbanisierung und wachsende Population erschweren die Gewährleis-tung einer konstanten Lebensmittelversorgung weltweit. Dies spiegelt sich vor allem in Städten wider, da diese oftmals über keine eigenständige und unabhängige Lebensmit-telproduktion verfügen. Die Lebensmittelnachfrage steigt kontinuierlich, jedoch stößt die Landwirtschaft im ländlichen Raum aufgrund knapper werdender Ressourcen an ihre Grenzen. Zudem gelten landwirtschaftliche Prozesse aufgrund eines hohen Was-serverbrauchs, Treibhausgasemissionen und Bodenverlusten als Treiber des Klima-wandels. In dieser konzeptionellen Bachelorarbeit untersuche ich die Erfolgs- und Ge-fahrenfaktoren des Urban Farmings und beurteile, inwiefern die urbane Agrikultur die Realisierung der Sustainable Development Goals beeinflusst. Im Zuge dessen identifi-ziere ich die Akteure des Urban Farmings und untersuche das Start-up Infarm, um Ur-ban Farming als Geschäftsmodell in einen greifbaren Kontext zu versetzen. Urban Farming stellt durch die Verlagerung landwirtschaftlicher Produktionsprozesse ein Mittel zur nachhaltigen Entwicklung dar. Die Implikation von Urban Farming schafft durch die Verkürzung von Lieferketten ein sicheres Versorgungsnetz für Städte und wirkt durch den Einsatz disruptiver Technologien und Smart Farming den Folgen des Klimawandels entgegen. Außerdem kurbelt Urban Farming durch die Generierung von Arbeitsplätzen das Wirtschaftswachstum an, unterstützt die Biodiversität und macht Städte langfristig nachhaltiger. Allerdings birgt Urban Farming ebenfalls Gefahrenpo-tentiale, die die Realisierung der SDGs hemmen könnten. Urban Farming benötigt ein hohes Maß an Planung, Knowhow und Expertise in der Planung und Umsetzung, um als erfolgreiches Mittel zur nachhaltigen Entwicklung zu dienen. Relevant für die zu-künftige Forschung ist die Identifikation und Reduktion potenzieller Risikofaktoren, um Urban Farming als Teil des landwirtschaftlichen Sektors zu etablieren und sein volles Potential auszuschöpfen.

Durch den zunehmenden Anteil erneuerbarer Erzeugung und die voranschreitende Elektrifizierung von Verkehrs- und Wärmesektor gewinnt die Möglichkeit, den Netzzustand im Verteilnetz zu kennen und steuern zu können, für die Netzbetreiber immer mehr an Bedeutung. Im Forschungsprojekt "SmartAPO" wurde ein Netzautomatisierungssystem entwickelt, das den Zustand im Niederspannungsnetz auf Basis von Smart-Meter-Daten schätzen und regeln kann. Ziel dieser Arbeit ist die Analyse und Bewertung des Systems im Vorlauf eines Feldtests durch die Implementierung im Labor. Die Untersuchungen leisten einen Beitrag zu den Forschungsaktivitäten im Bereich intelligenter Verteilnetze. Nach der Darstellung der im Netzautomatisierungssystem verwendeten Funktionen werden für die Laboruntersuchungen geeignete Anwendungsfälle entwickelt und qualitative Bewertungskriterien formuliert. Die Anwendungsfälle orientieren sich an realistischen Begebenheiten und beinhalten Tages- und Echtzeitprofile. Neben Haushaltslasten wird die Last durch Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen und durch Wärmepumpen einbezogen. Es kommen verschiedene Konfigurationen der Netznachbildung zum Einsatz, um die Regelung in unterschiedlichen Netztopologien zu testen. Auch der Umgang mit Störeinflüssen, wie langen Messzyklen und fehlenden Messdaten, wird betrachtet. Durch die Auswertung der durchgeführten Untersuchungen und die Anwendung der angesetzten Kriterien wird die Spannungsregelung mit einem regelbaren Ortsnetztransformator und die Stromregelung mit einem Maschenstromregler validiert. Die betrachteten internen Funktionen werden verifiziert. Die Verifizierung des Umgangs mit Störeinflüssen erfolgt mit Einschränkungen, die den Bedarf an weiteren Untersuchungen aufzeigen. Die gemachte Arbeit ist wichtiger Bestandteil des Forschungsprojektes und trägt dazu bei, die Netzautomatisierung im Niederspannungsnetz, die für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende in Deutschland erforderlich ist, voranzubringen.

Glycine constitutes the major neurotransmitter at inhibitory synapses of lower brain regions. A rapid removal of glycine from the synaptic cleft and consequent recycling is crucial for synaptic transmission in systems with high effort on temporal precision. This is mainly achieved by glycine translocation via two glycine transporters (GlyTs), namely GlyT1 and GlyT2. At inhibitory synapses, GlyT2 was found to be specifically expressed by neurons, supplying the presynapse with glycine needed for vesicle filling. In contrast, GlyT1 is attributed to astrocytes and primarily mediates the termination of synaptic transmission by glycine removal from the synaptic cleft. Employing patch-clamp recordings from principal neurons of the lateral superior olive (LSO) in acute brainstem slices of GlyT1b/c knockout (KO) mice and wildtype (WT) littermates at postnatal day 20, I analyzed how postsynaptic responses are changed in a GlyT1-depleted environment. During spontaneous vesicle release I found no change of postsynaptic responses, contradicting my initial hypothesis of prolonged decay times. Electrical stimulation of fibers of the medial nucleus of the trapezoid body (MNTB), which are known to form fast, reliable and highly precise synapses with LSO principal neurons, revealed that GlyT1 is involved in proper synaptic function during sustained, high frequent synaptic transmission. Stimulation with 50 Hz led to a stronger decay time and latency prolongation in GlyT1b/c KO, accelerating to 60% longer decay times and 30% longer latencies. Additionally, a more pronounced frequency-dependent depression and fidelity decrease was observed during stimulation with 200 Hz in GlyT1b/c KO, resulting in 67% smaller amplitudes and only 25% of WT fidelity at the end of the challenge. Basic properties like readily releasable pool, release probability, and quantal size (q) were not altered in GlyT1b/c KO, but interestingly q decreased during 50 Hz and 100 Hz challenges to about 84%, which was not observed in WT. I conclude that stronger accumulation of extracellular glycine due to GlyT1 loss leads to prolonged activation of postsynaptic glycine receptors (GlyRs). As a further consequence, activation of presynaptic GlyRs in the vicinity of the synaptic cleft might be enhanced, accompanied by a stronger occurrence of shunting inhibition. Furthermore, I assume a GlyT1-dependent glycine shuttle, which is absent at GlyT1b/c KO synapses. This could result in a diminished glycine supply to GlyT2 located at more distant sites, causing a disturbed replenishment during periods with excess release of glycine. Conclusively, my study reveals a contribution of astrocytes in fast and reliable synaptic transmission at the MNTB-LSO synapse, which in turn is crucial for proper sound source localization.

Background: The positive effect of carbohydrates from commercial beverages on soccer-specific exercise has been clearly demonstrated. However, no study is available that uses a home-mixed beverage in a test where technical skills were required. Methods: Nine subjects participated vol-untarily in this double-blind, randomized, placebo-controlled crossover study. On three testing days, the subjects performed six Hoff tests with a 3-min active break as a preload and then the Yo-Yo Intermittent Running Test Level 1 (Yo-Yo IR1) until exhaustion. On test days 2 and 3, the subjects received either a 69 g carbohydrate-containing drink (syrup–water mixture) or a carbo-hydrate-free drink (aromatic water). Beverages were given in several doses of 250 mL each: 30 min before and immediately before the exercise and after 18 and 39 min of exercise. The primary target parameters were the running performance in the Hoff test and Yo-Yo IR1, body mass and heart rate. Statistical differences between the variables of both conditions were analyzed using paired samples t-tests. Results: The maximum heart rate in Yo-Yo IR1 showed significant differ-ences (syrup: 191.1 ± 6.2 bpm; placebo: 188.0 ± 6.89 bpm; t(6) = −2.556; p = 0.043; dz = 0.97). The running performance in Yo-Yo IR1 under the condition syrup significantly increased by 93.33 ± 84.85 m (0–240 m) on average (p = 0.011). Conclusions: The intake of a syrup–water mixture with a total of 69 g carbohydrates leads to an increase in high-intensive running performance after soccer specific loads. Therefore, the intake of carbohydrate solutions is recommended for intermit-tent loads and should be increasingly considered by coaches and players.

International talent management, public management and policy

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem elektronischen Einfluss des Substitutionsmusters auf die Eigenschaften des angeregten Zustands von Bis(2,2'-bipyridin)ruthenium(II)- komplexen. Dazu wurde eine Funktionalisierung der 2,2'-Bipyridin- (X2bpy) und Pyridinliganden (Ypy) para-Position zum Stickstoffdonoratom untersucht. Grundlegende Änderungen, beschrieben durch die Hammett-Parameter, führten zu einer Variation der elektronischen Konfiguration der Liganden und des Metallions. Die funktionalisierten Liganden wurden ausgehend von den Vorstufen [(PhCOOR)RuCl2]2 (R = Me, iPr) durch ein Ruthenium(II)ion komplexiert. Die Bis(X2bpy)ruthenium(II)- dichloridverbindungen wurden mit Acetylacetonat (acac), Hexafluoroacetylacetonat (F6acac) und funktionalisiertem Pyridin (Ypy) umgesetzt, um die Komplexe [(acac)(X2bpy)2Ru], [(F6acac)(X2bpy)2Ru] und [(Ypy)2(X2bpy)2Ru] darzustellen, die alle PF6 als Gegenion besitzen. Die folgenden Komplexreihen vom Typ [(Ypy)2(X2bpy)2Ru] wurden in zwei Kategorien unterteilt. Der erste Teil beinhaltete die Funktionalisierung des X2bpy mit N-Nicotinoylpyrrolidin (m-pyCON(C4H8)) als zweitem Liganden. Dieser Pyridin-Ligand wurde ausgewählt, weil der Ligand eine IR-Markierung und die Pyrrolidin-Einheit trägt, welche eine gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln gewährleistet. In der zweiten Serie wurden ausschließlich die Pyridinliganden funktionalisiert, um den direkten Einfluss der Substituenten auf die Stickstoff-Ruthenium-Bindung zu untersuchen. Sowohl py als auch bpy konnten mit elektronenschiebenden und -ziehenden Gruppen versehen werden, die durch ihre elektronischen Effekte (I-Effekt, M-Effekt) die Elektronenkonfiguration des Liganden, des Rutheniums und damit des gesamten Komplexes beeinflussen. Hierzu sollen IR und UV/Vis-Messungen in der Gasphase und in der Lösung durchgeführt werden. Ergänzend wurden diese Effekte mittels 1H- and 15N-NMR-Spektroskopie untersucht, wodurch der elektronische Einfluss auf die Liganden und auf das Stickstoffdonoratom gezeigt werden konnte, da die Ergebnisse mit den Hammett-Parametern σp+ korrelieren. Die Komplexe mit elektronenziehenden Substituenten werden dabei reaktionsträge, was auf eine Stabilisierung des MLCT-Zustands hinweist, während elektronenziehende Gruppen eine Ligandendissoziation und daher eine Stabilisierung des MC-Zustands hervorrufen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die Nutzung elektronischer Effekte die Komplexe gezielt manipuliert werden konnten, was die Realisierung von maßgeschneiderten Komplexen ermöglicht.

Entscheidungen und Entscheidungsprozesse der Legislative der Vereinigten Staaten von Amerika

To foster sustainability pursuits, regulation by state-imposed legislation is often crucial, but self-regulation by corporations, associations, and other non-state actors increasingly exerts pressures and provides incentives for sustainable practices. In order to shed more light on the complex interplay among sustainability regulations and self-regulation, this study focused on a highly regulated field: the German wine industry. Using a social network analysis, this study identified the most central actors (e.g., associations, regulatory institutions) that need to be addressed in order to ensure the enforcement of sustainability. By analyzing 15 semi-structured interviews with the key actors, we outlined their understanding of sustainability, and classified three distinctive governance patterns. These mixed methods and in-depth analyses revealed that self-regulation by associations plays a crucial role in terms of enhancing sustainability, but regulation remains an important trigger in this context. This article concludes with some lessons for regulation and self-regulation policies that can ensure sustainability within an organizational field.

Structural resilience describes urban drainage systems’ (UDSs) ability to minimize the frequency and magnitude of failure due to common structural issues such as pipe clogging and cracking or pump failure. Structural resilience is often neglected in the design of UDSs. The current literature supports structural decentralization as a way to introduce structural resilience into UDSs. Although there are promising methods in the literature for generating and optimizing decentralized separate stormwater collection systems, incorporating hydraulic simulations in unsteady flow, these approaches sometimes require high computational effort, especially for flat areas. This may hamper their integration into ordinary commercially designed UDS software due to their predominantly scientific purposes. As a response, this paper introduces simplified cost and structural resilience indices that can be used as heuristic parameters for optimizing the UDS layout. These indices only use graph connectivity information, which is computationally much less expensive than hydraulic simulation. The use of simplified objective functions significantly simplifies the feasible search space and reduces blind searches by optimization. To demonstrate the application and advantages of the proposed model, a real case study in the southwest city of Ahvaz, Iran was explored. The proposed framework was proven to be promising for reducing the computational effort and for delivering realistic cost-wise and resilient UDSs.

In order to exploit the full lightweight potential of fibre-reinforced plastics (FRP), a detailed knowledge of their progressive failure behaviour under load is required. In this context, acoustic emission analysis offers a method to characterize the underlying mechanisms in more detail. By detecting and analszing acoustic waves emitted during crack initiation and growth, the location and type of damage can be described over the course of the test. A major challenge thereby is the differentiation between FRP specific damaging events, such as fibre and matrix fractures, on the basis of their acoustic emissions. The present work deals with the influence of two parameters which can have a significant impact on the acoustic characteristics of damaging events. These include the depth in which the damaging event occurs (source depth) and the lateral distance the acoustic wave has to travel from the source to the sensor (source-to-sensor distance). In order to gain an understanding of the effects of both parameters, the work highlights the properties of guided waves in fibre- reinforced plastics as crucial. By analysing artificial acoustic emission sources as well as acoustic emissions from real damaging events, the work demonstrates that changes in source depth and source-to-sensor distance can be accompanied by strong changes in the modal and frequency content of the acoustic emissions. These changes can even lead to a fibre break being mistakenly classified as a matrix break and vice versa. Consequently, for more reliable results in source identification, the influence of source depth and source-to-sensor distance must be considered. In this context, the use of modal acoustic emission analysis can be of great benefit in understanding the underlying phenomena and developing more robust evaluation methods.

Der Beruf schulischer Lehrkräfte ist starken Spannungsverhältnissen und Antinomien ausgesetzt, die es gerade in der unterrichtlichen Gestaltung zu bewerkstelligen gilt. Durch aktuelle bildungspolitische Forderungen, die eine Medienkompetenzförderung und die Einbindung digitaler Medien in den Unterricht fordern, wachsen auch die Erwartungen an den Lehrer*innenberuf sowie seine Aufgaben. Da es gilt, Schülerinnen und Schüler auf eine selbst- und eigenverantwortliche Teilhabe in der Gesellschaft vorzubereiten, braucht es daher geeignete Lehr- und Lernkonzepte, um digital gestützte Veränderungs- und Arbeitsprozesse zu berücksichtigen. Das fordert zuweilen ein Umdenken bewährter Unterrichtskonzepte und Rollenwahrnehmungen von Lehrkräften. In der Arbeit steht daher die Rollenwahrnehmung schulischer Lehrkräfte unter der Perspektive eines digitalen Medieneinsatzes im Fokus. Dazu wurde in einem zweistufigen qualitativen Analyseverfahren Rollenwahrnehmungen von Lehrerinnen und Lehrern erhoben und diese vor dem Hintergrund der sozialen Rollentheorie von Parsons diskutiert.

Glasfaserverstärktes Sheet Molding Compound (G-SMC) wird seit mehreren Jahrzehnten vorrangig in der Automobilindustrie zur Herstellung von Außenhaut- und Verkleidungsbauteilen verwendet. Es handelt sich dabei hauptsächlich um ebene und großflächige Bauteile mit niedrigen oder semistrukturellen Anforderungen. Aufgrund der hohen Designfreiheit von Bauteilen dieser Werkstoff-klasse wird seit einigen Jahren versucht diese durch die Steigerung der mechanischen Kennwerte als strukturelle Komponenten zu befähigen und in Fahrzeugstrukturen zu integrieren. Die beiden wichtigsten Stellgrößenen sind hierbei die Verwendung von Kohlenstofffasern (C-Fasern) zusammen mit einem hohen Faservolumengehalt (über 40 Vol-%). Mit dem Einsatz teurer C-Fasern und dem Wunsch nach effzientem Materialeinsatz steigt der Bedarf nach Simulationswerkzeugen, um die Formfüllung bzw. Bauteilherstellung zu beschreiben. Für G-SMC wurden bisher DProzesssimulationen entwickelt und validiert. Trotz allem ist der Einsatz in der industriellen Praxis bisher kaum verbreitet. Insbesondere lassen sie sich auf den Einsatz von Kohlenstofffaserverstärkten Sheet Molding Compounds (C-SMC) nicht anwenden, da hierbei komplexe, teilweise verripte 3D-Bauteile vorliegen. Um die Material- und Produktkosten bei C-SMC zu senken, werden mittlerweile auch rezyklierte Halbzeuge angeboten und industriell eingesetzt. Diese Halbzeuge weisen in ihrem Umform- und Fließverhalten deutliche Unterschiede zu Neufasermaterialien auf. Hier setzt die vorliegende Arbeit an. Sie leistet einen Beitrag zur Charakterisierung und phänomenologischen Beschreibung von C-SMC mit neuen und rezyklierten C-Fasern. Dabei stehen Methoden zur Erzeugung von Eingangs- und Validierungsdaten für die 3D-Prozesssimulation im Vordergrund. Zur Bestimmung der Faserorientierungen als wichtigste Kenngröße wird das Wirbelstromverfahren in Transmission verwendet. Dabei wird erstmalig eine Methode zur Messung von komplexeren 3D-Bauteilen gezeigt und eine Übertragung auf Finite-Elemente-Netze (FE-Netze) entwickelt. Auf Basis der Materialcharakterisierung wird eine durchgängige, virtuelle 3D-Prozesskette (VPK) für den Pressvorgang bereitgestellt. Für die 3D-Simulation des Pressvorgangs wird der gekoppelte Euler-Lagrange-Ansatz (CEL) verwendet. Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal gegenüber der bisherigen Modellierung von G-SMC ist der festkörpermechanische Betrachtungsansatz des C-SMC beim Pressen. Insbesondere für rezykliertes C-SMC mit einer Wirrfaserstruktur und starken Kompaktierung kommen die bisher verwendeten uidmechanischen Anäatze an die Grenzen ihrer Gültigkeit. Für die Simulation der Bauteilabkühlung nach dem Pressvorgang wird eine linearelastische, orthotrope 3D-Verzugssimulation entwickelt. Für die Verknüpfung der Presssimulation mit der anschließenden Verzugssimulation wird eine modulare Schnittstellenlösung bereitgestellt. Ein Fokus der Entwicklung ist die industrielle Einsetzbarkeit der VPK, weshalb Werkzeuge und Methoden bereitgestellt werden, um komplexere Modelle zu erstellen und diese zu verknüpfen. Die Anwendbarkeit und Prognosegüte der entwickelten VPK wird abschließend an einem Vorserienbauteil einer PKW-Stütze C-Säule ausführlich untersucht.

This work deals with the simulation of the micro-cutting process of titanium. For this purpose, a suitable crystal-plastic material model is developed and efficient implemen- tations are investigated to simulate the micro-cutting process. Several challenges arise for the material model. On the one hand, the low symmetry hexagonal close-packed crystal structure of titanium has to be considered. On the other hand, large defor- mations and strains occur during the machining process. Another important part is the algorithm for the determination of the active slip systems, which has a significant influence on the stability of the simulation. In order to obtain a robust implemen- tation, different aspects, such as the algorithm for the determination of the active slip systems, the method for mesh separation between chip and workpiece as well as the hardening process are investigated, and different approaches are compared. The developed crystal-plastic material model and the selected implementations are first validated and investigated using illustrative examples. The presented simulations of the micro-cutting process show the influence of different machining parameters on the process. Finally, the influence of a real microstructure on the plastic deformation and the cutting force during the process is shown.

Simulating the flow of water in district heating networks requires numerical methods which are independent of the CFL condition. We develop a high order scheme for networks of advection equations allowing large time steps. With the MOOD technique unphysical oscillations of non smooth solutions are avoided. In numerical tests the applicability to real networks is shown.

This thesis consists of two parts, i.e. the theoretical background of (R)ABSDE including basic theorems, theoretical proofs and properties (Chapter 2-4), as well as numerical algorithms and simulations for (R)ABSDES (Chapter 5). For the theoretical part, we study ABSDEs (Chapter 2), RABSDEs with one obstacle (Chapter 3)and RABSDEs with two obstacles (Chapter 4) in the defaultable setting respectively, including the existence and uniqueness theorems, applications, the comparison theorem for ABSDEs, their relations with PDEs and stochastic differential delay equations (SDDE). The numerical algorithm part (Chapter 5) introduces two main algorithms, a discrete penalization scheme and a discrete reflected scheme based on a random walk approximation of the Brownian motion as well as a discrete approximation of the default martingale; we give the convergence results of the algorithms, provide a numerical example and an application in American game options in order to illustrate the performance of the algorithms.

Drahtlose Kommunikationssysteme dringen in immer mehr Anwendungsbereiche vor. Für einige Anwendungsszenarien, wie etwa die Prozessautomatisierung in Fabriken und Industrieanlagen, ist die Zuverlässigkeit vieler drahtloser Kommunikationssysteme wie IEEE 802.11 (WLAN) oder Bluetooth aber noch unzureichend. Daher wurden für diese Anwendungsbereiche spezielle Kommunikationssysteme wie WirelessHART oder ISA 100.11a entwickelt. Diese basieren meist auf Time Division Multiple Access (TDMA) und erreichen durch exklusive Reservierungen deterministische Zuverlässigkeit, falls kein anderes Kommunikationssystem die genutzten Kanäle stört. Diese Arbeit behandelt geeignete Protokolle und Algorithmen, um die Zuverlässigkeit drahtloser Kommunikationssysteme zu verbessern. Im ersten Teil der Arbeit werden Verfahren für TDMA-basierte Kommunikationssysteme betrachtet. Basierend auf IEEE 802.15.4 werden mehrere Funktionalitäten für ProNet 4.0, einem an der Arbeitsgruppe Vernetzte Systeme der TU Kaiserslautern entwickelten Kommunikations-Stack für Industrie 4.0, entworfen und auf Imote 2 Sensorknoten implementiert. Zuverlässige Kommunikation bedarf Kenntnis von sowohl der Kommunikationstopologie, über die Knoten miteinander kommunizieren können, als auch der Interferenztopologie, die angibt, wie Knoten sich gegenseitig stören können. Dazu stellt die Arbeit mit dem Automatic Topology Discovery Protocol (ATDP) ein Verfahren zur automatischen Topologieerkennung vor. Anschließend wird QoS Multicast Routing betrachtet und mit dem QoS Multicast Routing Protocol (QMRP) ein Verfahren für partiell mobile Netzwerke entwickelt. Weiterhin wird mit ProMid eine Kommunikations-Middleware beschrieben, die ein hohes Abstraktionslevel aufweist und die darunter liegenden Schichten steuert. Die dienstorientierte Architektur nutzt eine verteilte Service Registry, wobei die Auswahl der Registry-Knoten anhand eines dafür entwickelten Clustering-Algorithmus erfolgt. Das Heterogeneous Network Clustering (HNC) genannte Verfahren berücksichtigt ein heterogenes Netzwerkmodell mit Knoten, die Clusterhead bzw. Gateway werden müssen, können bzw. nicht dürfen. Der zweite Teil der Arbeit behandelt Protokolle und Algorithmen für zuverlässige wettbewerbsbasierte Kommunikationssysteme. Die in diesem Kapitel vorgestellten Verfahren sind in einem auf WLAN basierenden Kommunikations-Stack implementiert und evaluiert worden. Zunächst wird ein Verfahren für die Topologieerkennung in WLAN-Netzwerken vorgestellt. Anschließend wird ein auf dem Token Bucket-Mechanismus basierendes Verfahren zur Verkehrskontrolle entwickelt. Daraus wird mit der Unusable Wasted Bandwidth Ratio eine Metrik abgeleitet, die es erlaubt, die Auslastung des Mediums abzuschätzen. Aufbauend auf dem Verfahren zur Verkehrskontrolle wird eine kooperative faire Bandbreitenskalierung für WLAN vorgestellt. Das Verfahren verteilt die Bandbreite fair unter den internen Knoten unter Berücksichtigung der Quality of Service (QoS) Anforderungen. Dabei reagiert es dynamisch auf Änderungen des externen Verkehrs und verhindert so Überlastsituationen. Letztlich wird ein Clustering-Protokoll vorgestellt, welches durch das Anwendungsszenario der Überwachung von Güterzügen motiviert ist und Linientopologien bildet sowie dynamisch repariert. Das auf Bluetooth LE aufbauende Verfahren dient dazu, Energie einzusparen, und wurde in einer Kooperation mit der Bosch Engineering GmbH entwickelt.

Das Ultraschallschweißen ist eine innovative und vielversprechende Fügetechnologie für hybride Werkstoffsysteme. Im Rahmen dieser Arbeit wird erstmalig das kontinuierliche Metall- Ultraschallschweißen zur Verbindung von Leichtmetalllegierungen mit faserverstärkten Kunststoffen für den Einsatz im Hydrauliksystem eines Flugzeuges betrachtet. Dafür wurden Ultraschallschweißanlagen und Prozessparameter für translatorisches Schweißen ebener und für das neuartige orbitale Schweißen rohrförmiger Fügepartner entwickelt. Das Ultraschallschweißen von Titan erfordert besonders robuste Sonotroden. Die Härte, die Festigkeit und die vergleichsweise geringe Wärmeleitfähigkeit bedeuten eine hohe mechanische und thermische Beanspruchung der Sonotrode während des Schweißprozesses. Gleichzeitig muss die Sonotrode mit hoher Amplitude von bis zu 50 μm schwingen, um eine feste Verbindung erzeugen zu können. Der Werkstoff, die Geometrie und die Sonotrodenkoppelfläche müssen speziell für das Ultraschallschweißen von Titan ausgelegt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Schweißanlagen, Prozessparameter und Sonotroden erfolgreich für den orbitalen Ultraschallschweißprozess entwickelt, sodass eine Ti6Al4V-Fitting/CF-PEEK-Rohr-Verbindung hergestellt werden konnte, die einem Innendruck von 960 bar standhielt, der einer Axialkraft von 81,7 kN und einer relativen Zugscherkraft in Bezug zur Schweißnahtlänge von 390 N/mm entspricht.

Mit dem Vorhandensein elektrischer Energie und moderner Sensorik an elektrisch unterstützten Fahrrädern eröffnen sich neue Möglichkeiten der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen am Pedelec zur Erhöhung der Sicherheit und des Fahrkomforts. Die Leistungsfähigkeit solcher Systeme kann durch die Nutzung von Inertialsensorik weiter gesteigert werden. Jedoch müssen solche Sensoren, vor allem bei sicherheitsrelevanten Assistenzsystemen, zuverlässige, robuste und plausible Sensordaten liefern. Hieraus ergibt sich das Thema dieser Arbeit: die Evaluation von Inertialsensorik für Fahrerassistenzsysteme am Pedelec anhand systematischer Untersuchung der Fahrdynamik. Durch simulative und experimentelle Untersuchungen der MEMS-Sensorik und der Fahrdynamik, basierend auf Testkatalogen, werden die Anforderungen an Inertialsensorik abgeleitet und die Störbarkeit der Drehrate analysiert. Dabei führt die Betrachtung verschiedener Sensortypen, Fahrszenarien und Anbaupositionen zu der Erkenntnis, dass bspw. die Anbauposition am Sattelrohr und in der Antriebseinheit besonders geeignet sind. Vor allem der betrachtete Automotive-MEMS-Sensor liefert auch bei potentiell kritischen Vibrationen bei einer Fahrt über Kopfsteinpflaster oder über Treppenstufen sowie bei Bremsenquietschen zuverlässig plausible Sensordaten. Zusätzlich zeigt eine Betrachtung der Auswirkungen von Sensorfehlern auf eine Datenfusion, d.h. der Berechnung der Raumwinkel, dass vor allem die Minimierung des Offset-Fehlers, bspw. durch eine Langzeitkorrektur, sinnvoll erscheint und resultierende Winkelfehler minimieren kann. Die Untersuchung der Fahrdynamik betrachtet insbesondere das Fahrszenario (kritische) Kurvenfahrt. Anhand der Fahrdaten zahlreicher Pedelec-Nutzer werden eine Methode zur Erkennung von Kurvenfahrten sowie theoretische Ansätze zur Vermeidung einer kritischen Kurvenfahrt durch einen aktiven Lenkeingriff realisiert.

This paper presents a method for classifying traffic participants based on high-resolution automotive radar sensors for autonomous driving applications. The major classes of traffic participants addressed in this work are pedestrians, bicyclists and passenger cars. The preprocessed radar detections are first segmented into distinct clusters using density-based spatial clustering of applications with noise (DBSCAN) algorithm. Each cluster of detections would typically have different properties based on the respective characteristics of the object that they originated from. Therefore, sixteen distinct features based on radar detections, that are suitable for separating pedestrians, bicyclists and passenger car categories are selected and extracted for each of the cluster. A support vector machine (SVM) classifier is constructed, trained and parametrised for distinguishing the road users based on the extracted features. Experiments are conducted to analyse the classification performance of the proposed method on real data.

In ihrem 50. Jubiläumsjahr lud die Technische Universität Kaiserslautern am 26. und 27. November 2020 zu einem Höhepunkt ein: dem Kongress #Sport #Gesundheit #Digital. Für zwei Tage wurden im Rahmen eines Online-Forums gemeinsam die Themenfelder Sport, Gesundheit und Digitalisierung diskutiert. Wir freuen uns sehr, dass die Techniker Krankenkasse die TUK als Ausrichter der Veranstaltung besonders unterstützt hat. #SGD – Der Kongress setzte an der Schnittstelle von Sport, Gesundheit und Digitalisierung an und beleuchtete Chancen und Möglichkeiten, die durch das Zusammenspiel dieser Disziplinen entstehen können. Gleichzeitig wurden Risiken und Herausforderungen der digitalen Entwicklungen in Sport und Gesundheit betrachtet und perspektivisch mit Blick in die Zukunft analysiert. Hochkarätige Beiträge aus Wissenschaft und Praxis aus allen für das Themenspektrum relevanten Fachrichtungen sorgten für ein hohes Maß an Abwechslung und Transfer. Der Kongress richtete sich dabei nicht nur an Personen aus Wissenschaft und Praxis der Bereiche Gesundheitswesen und -management, Medizin und Psychologie. Ebenso angesprochen wurden Übungsleitende und Angehörige aus Hochschulsport und Sportwissenschaft, Studierende und Mitarbeitende aller bezogenen Fachrichtungen sowie alle allgemein interessierten Personen. Der vorliegende Kongressband stellt die Sammlung der Kongressinhalte dar. Neben den schriftlichen Beiträgen lassen sich hier auch Impressionen der Kongresstage und die Vorträge als interaktiv eingebundene Videos finden.

„Die Grenzen meiner Sprache bedeuten die Grenzen meiner Welt.“, schrieb der österreichisch-englische Philosoph Ludwig Wittgenstein (1922). Das Beherrschen der Schriftsprache wurde in der neuhumanistischen Bildungstheorie nach Wilhelm von Humboldt (Humboldt & Menze, 1997) in den Mittelpunkt der Bildungsprozesse gestellt. Bildung kann daher nur dann gelingen, wenn die Schriftsprache beherrscht wird. Dabei wird Bildung als eine Art lebenslanges Lernen verstanden, in dem es darum geht, die Funktionsweisen der Gesellschaft und der Welt in der wir leben, zu verstehen und dahingegen zu handeln (Otto, 2007). Mit dem erfolgreichen Schriftspracherwerb und dem sicheren Umgang mit der Schriftsprache ist eine Art Teilhabe am „kulturellen Gedächtnis“ so Assmann (2007) sowie an gegenwärtigen Prozessen. Nicht für alle Kinder verläuft der Erwerb der Schriftsprache ohne Schwierigkeiten. In der ersten PISA-Studie aus dem Jahr 2000 lag der Prozentsatz leseschwacher Kinder in Deutschland bei ca. 24 Prozent (OECD, 2001). Dieser verringerte sich zwar in der PISA-Studie im Jahr 2015 auf rund 16 Prozent (PISA 2015 Results (Volume V), 2017). Die Ergebnisse der aktuellen PISA-Studie sind jedoch ernüchternd. In Bezug auf die Lesekompetenz ist der Anteil der leseschwachen Kinder auf 21 Prozent gestiegen, an Gymnasien sogar auf 29 Prozent (OECD, 2019). Auch Fischbach und Kollegen (Fischbach et al., 2013) fanden bei ihrer Studie im deutschsprachigen Raum heraus, dass 18 Prozent aller Grundschüler1 erhebliche Schwierigkeiten im Lesen und Schreiben aufweisen. Stellen sich erste Schwierigkeiten beim Erlernen des Lesens und Schreibens ein, muss eine zeitige Förderung der betroffenen Kinder an erster Stelle stehen. An diesem Punkt setzt das computerbasierte Trainingsprogramm Lautarium (Klatte, Steinbrink, Bergström, & Lachmann, 2017) an, indem es Lehrern, Eltern, Therapeuten und den betroffenen Kindern ein Werkzeug an die Hand gibt, welches sich bereits in mehreren Studien als wirksam erwiesen hat (einen Überblick bietet Klatte et al., 2017). Entwickelt wurde dieses Programm im Zuge eines Drittmittelprojekts mit dem Schwerpunkt „Entwicklungsstörungen schulischer Fertigkeiten“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Die hier durchgeführte Studie befasst sich mit den Effekten des Trainings mit dem computerbasierten Förderprogramms Lautarium auf die phonologischen und schriftsprachlichen Leistungen von Zweitklässlern mit Lese-Rechtschreibschwierigkeiten. Lautarium basiert auf aktuellen Forschungserkenntnissen zur Bedeutung der phonologischen Verarbeitung für den Schriftspracherwerb und umfasst aufeinander aufbauende Übungen zur Phonemwahrnehmung, phonologischen Bewusstheit und Graphem-Phonem-Zuordnung, zum Lesen und Schreiben lautgetreuer Wörter und zur schnellen Worterkennung. Zwar hat sich das Trainingsprogramm bereits in mehreren Studien als wirksam erwiesen, in der jetzigen Studie wird die Wirksamkeit jedoch erstmals im Rahmen eines randomisierten kontrollierten Designs (randomized controlled trial, RCT, „Goldstandard“ der klinischen Forschung) geprüft (Borah, Moriarty, Crown, & Doshi, 2014; Kaptchuk, 2001). Es wurde zunächst ein klassisches Prätest-Posttest-Follow-up–Design realisiert, um kurz- und langfristige Effekte des Lautarium-Trainings zu erfassen (Studienteil 1: Vortest bis Nachtest 2). Eine Gruppe von Kindern (n= 24) bearbeitete das Lautarium-Training, die andere Gruppe (n= 31) ein computerbasiertes Denktraining (Lenhard, Lenhard & Klauer, 2011). Das Training erfolgte täglich etwa 20 Minuten über mehrere Wochen im Rahmen des differenzierenden Unterrichts. Im Anschluss an den Follow-upTest arbeiteten die Gruppen mit dem jeweils anderen Programm, danach folgte ein weiterer, abschließender Nachtest 3 (Studienteil 2: bis Nachtest 3, n= 44). Studienteil 1 bestätigte signifikante und teilweise anhaltende Effekte des LautariumTrainings auf Untertests zur phonologischen Bewusstheit, zum Lesen und zur Rechtschreibung. Die in früheren Studien gezeigten Effekte ließen sich somit auch im Rahmen eines RCT-Designs replizieren. In Studienteil 2 zeigten sich signifikante Effekte auf die phonologische Bewusstheit. Abschließend werden Potentiale und Grenzen des Einsatzes von Lautarium im differenzierenden Unterricht diskutiert.

There is little scientific evidence regarding the cumulative effect of purposeful heading. The head-neck-torso alignment is considered to be of great importance when it comes to minimizing potential risks when heading. Therefore, this study determined the relationship between head-neck-torso alignment (cervical spine, head, thoracic spine) and the acceleration of the head, the relationship between head acceleration and maximum ball speed after head impact and differences between head accelerations throughout different heading approaches (standing, jumping, running). A total of 60 male soccer players (18.9 ± 4.0 years, 177.6 ± 14.9 cm, 73.1 ± 8.6 kg) participated in the study. Head accelerations were measured by a telemetric Noraxon DTS 3D Sensor, whereas angles for the head-neck-torso alignment and ball speed were analyzed with a Qualisys Track Manager program. No relationship at all was found for the standing, jumping and running approaches. Concerning the relationship between head acceleration and maximum ball speed after head impact only for the standing header a significant result was calculated (p = 0.024, R2 = .085). A significant difference in head acceleration (p < .001) was identified between standing, jumping and running headers. To sum up, the relationship between head acceleration and head-neck-torso alignment is more complex than initially assumed and could not be proven in this study. Furthermore first data were generated to check whether the acceleration of the head is a predictor for the resulting maximum ball speed after head impact, but further investigations have to follow. Lastly, we confirmed the results that the head acceleration differs with the approach.

Klimawandel und der Wunsch nach nachhaltigen Konzepten: Im Rahmen dieser Ausarbeitung wurde ein nachhaltigkeitsorientiertes Nahverkehrskonzept für eine derzeit (2021) nicht mehr im Schienenpersonennahverkehr bedienten Strecke in Rheinland-Pfalz erarbeitet. Hierbei wurden die Effekte auf die Nachhaltigkeit untersucht und die Besonderheiten des vom demografischen Wandel betroffenen Gebietes einbezogen. Die für den Nahverkehr stillgelegte Schienenstrecke verläuft zwischen Staudernheim und Lauterecken-Grumbach in den Landkreisen Bad Kreuznach und Kusel und ist rund 21 Kilometer lang.

In diesem Text werden einige wichtige Grundlagen zusammengefasst, mit denen ein schneller Einstieg in das Arbeiten mit Arduino und Raspberry Pi möglich ist. Wir diskutieren nicht die Grundfunktionen der Geräte, weil es dafür zahlreiche Hilfestellungen im Internet gibt. Stattdessen konzentrieren wir uns vor allem auf die Steuerung von Sensoren und Aktoren und diskutieren einige Projektideen, die den MINT-interdisziplinären Projektunterricht bereichern können.

In recent years, business intelligence applications become more real-time and traditional data warehouse tables become fresher as they are continuously refreshed by streaming ETL jobs within seconds. Besides, a new type of federated system emerged that unifies domain-specific computation engines to address a wide range of complex analytical applications, which needs streaming ETL to migrate data across computation systems. From daily-sales reports to up-to-the-second cross-/up-sell campaign activities, we observed various latency and freshness requirements set in these analytical applications. Hence, streaming ETL jobs with regular batches are not flexible enough to fit in such a mixed workload. Jobs with small batches can cause resource overprovision for queries with low freshness needs while jobs with large batches would starve queries with high freshness needs. Therefore, we argue that ETL jobs should be self-adaptive to varying SLA demands by setting appropriate batches as needed. The major contributions are summarized as follows. • We defined a consistency model for “On-Demand ETL” which addresses correct batches for queries to see consistent states. Furthermore, we proposed an “Incremental ETL Pipeline” which reduces the performance impact of on-demand ETL processing. • A distributed, incremental ETL pipeline (called HBelt) was introduced in distributed warehouse systems. HBelt aims at providing consistent, distributed snapshot maintenance for concurrent table scans across different analytics jobs. • We addressed the elasticity property for incremental ETL pipeline to guarantee that ETL jobs with batches of varying sizes can be finished within strict deadlines. Hence, we proposed Elastic Queue Middleware and HBaqueue which replace memory-based data exchange queues with a scalable distributed store - HBase. • We also implemented lazy maintenance logic in the extraction and the loading phases to make these two phases workload-aware. Besides, we discuss how our “On-Demand ETL” thinking can be exploited in analytic flows running on heterogeneous execution engines.

Durch die Zielsetzung des Projekts, in einem ganzheitlichen Ansatz Bleibefaktoren für Zuwanderer in ländlichen Räumen zu untersuchen und geeignete Lösungsansätze für deren Integration zu entwickeln, wird eine bisher in dieser Form kaum betrachtete Forschungslücke adressiert. Diese Nische zeichnet sich dadurch aus, dass im Vorhaben miteinander verbundene, jedoch bisher meist disziplinär bearbeitete Fragestellungen der Integrationsforschung, der Stadtplanung und der zukunftsfähigen Kommunalentwicklung bzw. kommunalen Nachhaltigkeit unter besonderer Berücksichtigung von demografischen Herausforderungen vereint werden. Diese inhaltliche Verschränkung spiegelt sich zudem auch in der interdisziplinären Vorgehensweise im Projekt wider. So werden die Fragestellungen des Vorhabens aus der Perspektive von und mit methodischen Zugängen aus den Sozial-, Wirtschafts- und Planungswissenschaften bearbeitet. Der von Beginn an starke und unmittelbare Einbezug der Kommunalpartner und weiterer praxisnaher Akteure stellt sicher, dass von Anfang an unterschiedliche wissenschaftliche und nicht-wissenschaftliche Perspektiven sowie Praxiswissen in den Forschungsprozess integriert werden, um ein gemeinsames Problemverständnis und eine hohe Relevanz der Ergebnisse für die kommunale Praxis sicherzustellen. Zuwanderung an sich ist kein neues Phänomen in der Geschichte der Bundesrepublik, was sich in einer Vielfalt von Studien und Publikationen zu den Einflussfaktoren auf die Integration von verschiedenen Migrantengruppen (z.B. von „Gastarbeitern“ und ihren Familien, Aussiedlern und Spätaussiedlern aus Osteuropa, humanitären Migranten bzw. Flüchtlingen, Migranten in erster und zweiter Generation) widerspiegelt. Darüber hinaus existieren Studien zu einzelnen Aspekten der Integration wie der Teilhabe am Arbeitsmarkt, dem Schulsystem, der Integration in den Wohnungsmarkt oder auch standortbezogene Fallstudien. Diese Untersuchungen betrachten jedoch die allgemeine Integration von Zuwanderern, ohne auf die Besonderheiten von kleinstädtisch und ländlich geprägten Kommunen einzugehen. Diese Thematik wird in einer Studie der Schader Stiftung aufgegriffen, in der neben den Herausforderungen und Rahmenbedingungen in den Kommunen einige Aspekte bzw. Handlungsoptionen der Integration aufgezeigt werden. Die besonderen Herausforderungen des demografischen Wandels für Kommunen sind ebenfalls Gegenstand zahlreicher Publikationen. Kleinstädtische und ländlich geprägte Kommunen sind besonders stark von diesem Megatrend betroffen, so dass in vielen Fällen auch deren Zukunftsfähigkeit bedroht sein kann. Durch die Integration von Zuwanderern im ländlichen Raum können sich für die Kommunen Potenziale ergeben, die negativen Auswirkungen des Trends zum Teil aufzufangen. Aus einer stadtplanerischen Perspektive sind in Kommunen mit demografischen Herausforderungen im Sinne einer (stark) schrumpfenden Bevölkerung signifikante Anlässe zur baulichen Wiedernutzung von Brachflächen, zum Schließen von Baulücken oder zur Nachverdichtung im Bestand gegeben: Potentielle volkswirtschaftlichen Folgen sind zu erwarten, wenn sozialräumlich homogene Wohnungsbestände durch den Attraktivitäts- und Imageverlust von benachbarten Teilräumen mit hohen Wohnungsleerständen betroffen sind. Zudem gilt es, den betriebswirtschaftlichen (Kostenfaktoren) und städtebaulichen Auswirkungen entgegenzusteuern, um den potentiellen baulichen Verfall sowie stadtstrukturelle, funktionale und soziale Missstände zu verhindern. Eine effiziente Nutzung innerörtlicher Flächenressourcen, sowohl durch die Wiedernutzung von Brachflächen als auch durch die Reaktivierung von Wohnungsleerständen, ermöglicht es den Kommunen, die Neuinanspruchnahme von Siedlungs- und Verkehrsflächen zu reduzieren. Hierdurch kann den im Rahmen der Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie formulierten Zielvorgaben der Reduzierung zusätzlicher Flächeninanspruchnahme Rechnung getragen werden. Ein sparsamer Umgang mit Grund und Boden und die Begrenzung der Bodenversiegelung ist als städtebauliche Aufgabe durch die Bodenschutzklausel gemäß §1a Abs. 2 BauGB bestimmt. In Anpassung an die örtlichen und städtebaulichen Gegebenheiten sind anstelle der Neuausweisung von Bauflächen Möglichkeiten der innerörtlichen Entwicklung zu nutzen. Bei der Inanspruchnahme unbebauter Flächen ist darüber hinaus eine flächensparende Bauweise zu bevorzugen. Durch entsprechende Darstellungen und Festsetzungen in den Bauleitplänen kann dies erreicht werden, indem beispielsweise auf Darstellungen von (Neu-) Bauflächen in Flächennutzungsplänen verzichtet oder indem Höchstmaße der baulichen Nutzung für Wohnbaugrundstücke in Bebauungsplänen festgesetzt werden (§ 9 Abs. 1 Nr. 3 BauGB). Anstelle der Neuausweisung von Wohngebieten in siedlungsstrukturellen Randlagen stellt die Innenentwicklung für den Erhalt lebendiger Zentren und zur Begrenzung der Flächenneuinanspruchnahme einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen städtebaulichen Entwicklung im Sinne des §1 Abs. 5 BauGB dar. Als Voraussetzungen für die erfolgreiche Wiedernutzung innerörtlicher Flächen und baulicher Potentiale sind Kenntnisse der vorhandenen Innenentwicklungspotenziale und ihre Verfügbarkeit erforderlich. In einem geografischen Informationssystem (GIS) lassen sich nach dem gegenwärtigen Stand von Wissenschaft und Technik Brachflächen, Baulücken und Leerstände zentral erfassen. Zur Erhebung und Verwaltung von Wohnungsleerständen in einem kommunalen Leerstandskataster lassen sich im Wesentlichen folgende Methoden und Datenquellen nutzen: Die Analyse von Ver- und Entsorgerdaten (Strom/Wasser) stellen neben der Erhebung durch Ortsbegehungen (Inaugenscheinnahme von außen durch geschultes Personal), den Befragungen von Eigentümern, den statistischen Schätzverfahren (Wohnungsfortschreibung und Melderegister) bzw. den Befragungen kommunaler Funktionsträger (Ortsvorsteher, Bürgermeister) methodische Zugänge dar. Zur Verifizierung der Daten erfolgt eine Kombination der genannten Methoden. Dabei werden die ermittelten Leerstände mittels der Stromzählermethode durch zusätzliche Befragung von Wohnungsunternehmen/Eigentümern oder Ortsvorstehern ergänzt und plausibilisiert, quantitative Daten (zählerbasierte Methoden) werden durch qualitative Erhebungen (Befragungen) ergänzt. Da der Zugang zu diesen kommunalen Datenbeständen erschwert war, bediente sich die Forschungsgruppe der SeniorForschungsprofessur Stadtplanung an zugänglichen öffentlichen Daten (Zensus-Erhebungen zu den Wohnungsleerständen aus dem Jahr 2011) sowie kommerziell erwerbbaren Daten aus der Marktforschung (microm Geo-Milieus®), da diese empirisch abgesichert sind und im Kontext der Kommunalentwicklung vielfältig eingesetzt werden (z.B. Beteiligungsverfahren, Wohnbaulandentwicklung).

Generationenkonflikte in Teams der Erwachsenenbildung, Führungsstile, mögliche Lösungsansätze zur Führung von Multi-Generationen-Teams

Scaling up conventional processor architectures cannot translate the ever-increasing number of transistors into comparable application performance. Although the trend is to shift from single-core to multi-core architectures, utilizing these multiple cores is not a trivial task for many applications due to thread synchronization and weak memory consistency issues. This is especially true for applications in real-time embedded systems since timing analysis becomes more complicated due to contention on shared resources. One inherent reason for the limited use of instruction-level parallelism (ILP) by conventional processors is the use of registers. Therefore, some recent processors bypass register usage by directly communicating values from producer processing units to consumer processing units. In widely used superscalar processors, this direct instruction communication is organized by hardware at runtime, adversely affecting its scalability. The exposed datapath architectures provide a scalable alternative by allowing compilers to move values directly from output ports to the input ports of processing units. Though exposed datapath architectures have already been studied in great detail, they still use registers for executing programs, thus limiting the amount of ILP they can exploit. This limitation stems from a drawback in their execution paradigm, code generator, or both. This thesis considers a novel exposed datapath architecture named Synchronous Control Asynchronous Dataflow (SCAD) that follows a hybrid control-flow dataflow execution paradigm. The SCAD architecture employs first-in-first-out (FIFO) buffers at the output and input ports of processing units. It is programmed by move instructions that transport values from the head of output buffers to the tail of input buffers. Thus, direct instruction communication is facilitated by the architecture. The processing unit triggers the execution of an operation when operand values are available at the heads of its input buffers. We propose a code generation technique for SCAD processors inspired by classical queue machines that completely eliminates the use of registers. On this basis, we first generate optimal code by using satisfiability (SAT) solvers after establishing that optimal code generation is hard. Heuristics based on a novel buffer interference analysis are then developed to compile larger programs. The experimental results demonstrate the efficacy of the execution paradigm of SCAD using our queue-oriented code generation technique.

Diversität und die Entwicklung einer Kompetenz mit deren Umgang bilden ein wichtiges Fundament eines respektvollen Zusammenlebens in der heutigen multikulturellen Gesellschaft. Die vorliegende Arbeit soll aufzeigen, warum beides in der Erwachsenenpädagogik eine hohe Relevanz gewinnt und welchen Einfluss Diversitätskompetenz auf den Lehr-Lern-Prozess und damit auf die Erfolgschancen von Aus- und Weiterbildungsteilnehmenden in der betrieblichen Bildung ausüben kann. Es wird dargestellt, warum eine Erwachsenenpädagogik der Anerkennung als Brücke sowohl zwischen Theorie und Praxis als auch zwischen Lehrenden und Lernenden dient und in welcher Weise eine anerkennende Interaktion in vielerlei Hinsicht das Grundgerüst für einen diversitätskompetenten Umgang konstituiert. Diversity and the development of its competence are forming an important foundation of a respectful coexistence in a multicultural society. The present thesis shall show why both are important in a pedagogical context and in which way the outcome of participants in apprenticeship or further education can increase. It shows why an adult education of recognition can build a bridge between theory and practice or teachers and learners. It is also demonstrated how recognition constitutes a basic structure for living together with competence of diversity.

Die Monomere Ethen und Propen gehören zu den wichtigsten Grundbausteinen der chemischen Industrie. Die zahlreichen Einsatzmöglichkeiten dieser kurzkettigen Alkene sorgen dafür, dass der Bedarf stetig steigt. Um diesen decken zu können, werden Olefine durch diverse Syntheserouten großtechnisch hergestellt. Das Steamcracken und katalytische Cracken (FCC) von Naphtha oder Ethan gehören zu den am meisten verbreiteten Verfahren, um leichte Olefine zu synthetisieren. Diese Technologien sind allerdings mit einigen Nachteilen, wie zum Beispiel einem relativ hohen Energieverbrauch und einer geringen Selektivität für bestimmte Olefine verbunden. Endliche Erdölreserven und steigende Erdölpreise führen schlussendlich zur Entwicklung neuartiger Synthesemethoden für leichte Olefine über nachhaltige Rohstoffe speziell für Produktionsanlagen, die nicht völlig rückintegriert zu Raffinerien oder Steamcracker sind. Ethen, Propen und Butene können auch selektiv aus den korrespondierenden Alkanen durch Dehydrierung erhalten werden. Der Vorteil der selektiven Dehydrierung besteht darin, dass kein kompliziertes Produktgemisch vorliegt und die Reaktion somit nicht mit einer aufwendigen Produkttrennung verbunden ist. Die Dehydrierung von Propan zu Propen ist mit einer erheblichen Wertsteigerung am Markt verbunden und wird bereits vielfältig eingesetzt. Ethan kommt als große Nebenkomponente im preiswerten Erdgas vor. Es ist daher interessant, Ethan zu dehydrieren und anschließend in situ zu Propen und Butenen zu dimerisieren. Neben der Dehydrierung von Ethan kann Ethen aber auch aus Ethanol hergestellt werden. Durch die Dehydratisierung von Ethanol kann Ethen aus nachwachsenden Rohstoffen, wie zum Beispiel aus zucker- oder stärkehaltigen Materialien oder auch aus Lignocellulose hergestellt werden. Über Fermentation und anschließende Aufreinigung ist Bioethanol leicht aus Korn, Zuckerrohr und Cellulose zugänglich. Zeolithe werden als azide, feste Katalysatoren in der chemischen Industrie eingesetzt. Diverse Porenarchitekturen und unterschiedliche Dimensionalitäten ermöglichen eine sehr gute Steuerung der Selektivität in Bezug auf ein erwünschtes Produkt. Über das Silizium zu Aluminium-Verhältnis kann die Anzahl der sauren Zentren angepasst und können säurekatalysierte Reaktionen beeinflusst werden. Die einfache Herstellung sowie Abtrennung des Katalysators aus dem Produktgemisch sorgen dafür, dass feste Katalysatoren, insbesondere Zeolithe, einen hohen Stellenwert in der Industrie haben. Deshalb werden sie in dieser Arbeit als Katalysatoren verwendet. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Untersuchung von Verfahren zur Produktion leichter Olefine aus Ethan und Ethanol. Je nachdem welche Reaktionsbedingungen bei der oder bei der Dehydrierung gewählt werden, ist Ethen das Hauptprodukt. Die anschließende Oligomerisierung von Ethen zu Propen, Butenen oder sogar zu BTX-Aromaten ist hingegen eine Herausforderung. Im ersten Teil dieser Arbeit wird Dehydratisierung die Dehydratisierung von Ethanol zu leichten Olefinen untersucht. Hierbei wird die Abhängigkeit des Produktspektrums von Zeolithen mit unterschiedlicher Dimensionalität und Porengröße ermittelt. Anschließend wird die Abhängigkeit der Olefinausbeute von der Partikelgröße untersucht und das Produktspektrum der Dehydrierung von Ethan über den Einsatz ausgewählter Metalle optimiert. Die eingesetzten Zeolithe werden je nach gewünschter Porenarchitektur und Dimensionalität synthetisiert und entsprechend physikochemisch charakterisiert.

Skript zur Vorlesung "Character Theory of finite groups".

Die Verwendung von Sheet-Molding-Compounds (SMCs) unter dauerhaft wirkenden statischen Lasten und erhöhten Temperaturen lässt die Frage nach der Materialkriechneigung aufkommen. Während der Kriecheffekt bisher viel Aufmerksamkeit im thermoplastischen Polymerbereich erhielt, zeigt diese Arbeit auf, dass auch duroplastische, wirrfaserverstärkte Matrixsysteme von dem Phänomen in kritischen Größenordnungen betroffen sein können. Es wurden Kriechuntersuchungen an einem glas- und einem carbonfaserverstärkten SMC durchgeführt. Die Untersuchungen wurden bei einer Temperatur von 120 °C durchgeführt, welche von einer möglichen Anwendung in einem E-Motor herrührt. Die Charakterisierung des Kriechens in der Faserebene zeigte die Schwierigkeit einer zuverlässigen Kriechversagensvorhersage bei der Beanspruchung in der Faserebene auf. Kriechdehnungsverläufe zeigen deutliche Unterschiede bei Beanspruchung auf Zug und Druck bei den vorgestellten Wirrfasermaterialien. Gängige FE- (Finite Elemente) Anwendungen sind, wie Untersuchungen in dieser Arbeit feststellen, über Standardverfahren nicht in der Lage, zuverlässige Kriechvorhersagen von Faserkunststoffverbundbauteilen bei einer Mischbeanspruchung vorherzusagen. Es wurden mögliche Implementierungsansätze für FE-Programme vorgeschlagen, um eine beschriebene Kriechvorhersage zu bewerkstelligen. Es wurde jedoch herausgefunden, dass die isotrope Kriechmodellierung, welche in gängigen FE-Programmen bereits implementiert ist, bei uniaxialem Spannungszustand im eigentlich anisotropen SMC-Material verwendbar ist. Ein solcher uniaxialer Spannungszustand mit relevantem Anwendungsszenario ist beispielsweise bei Verschraubungen vorhanden. Die Druckbeanspruchung im Faserkunststoffverbundmaterial durch die Schraubenvorspannkraft führt zu einem Kriechen in Dickenrichtung. Die Charakterisierung des Kriechens in Dickenrichtung ermöglichte die zuverlässige Vorhersage, der über die Zeit schwindenden Vorspannkraft von verschraubten SMC-Testplatten. Vorteilhaft ist hier, für die künftige Auslegung von verschraubten SMC-Verbindungselementen, dass die Kriechuntersuchungen für die verwendete Materialkarte in der Simulation vergleichbar geringen Versuchsaufwand benötigen. Die Messung kann in einer Universalprüfmaschine durchgeführt werden. Die Basis für die Kriechmessdaten bildeten zwei Druckversuche an gestackten Coupons über einen Zeitraum von je 84 h.Die Extrapolation dieser Messdaten ermöglicht eine zuverlässige Schraubenkraftvorhersage für Zeiten von (mindestens) 1000 h. Die Kriechmessdaten wurden mit dem Norton-Bailey-Kriechgesetz approximiert. Das Norton-Bailey-Kriechgesetz ist standardmäßig in allen gängigen FE-Programmen verwendbar, was dem Anwender eine einfache Berechnung ermöglicht.

A novel shadowgraphic inline probe to measure crystal size distributions (CSD), based on acquired greyscale images, is evaluated in terms of elevated temperatures and fragile crystals, and compared to well-established, alternative online and offline measurement techniques, i.e., sieving analysis and online microscopy. Additionally, the operation limits, with respect to temperature, supersaturation, suspension, and optical density, are investigated. Two different substance systems, potassium dihydrogen phosphate (prisms) and thiamine hydrochloride (needles), are crystallized for this purpose at 25 L scale. Crystal phases of the well-known KH2PO4/H2O system are measured continuously by the inline probe and in a bypass by the online microscope during cooling crystallizations. Both measurement techniques show similar results with respect to the crystal size distribution, except for higher temperatures, where the bypass variant tends to fail due to blockage. Thiamine hydrochloride, a substance forming long and fragile needles in aqueous solutions, is solidified with an anti-solvent crystallization with ethanol. The novel inline probe could identify a new field of application for image-based crystal size distribution measurements, with respect to difficult particle shapes (needles) and elevated temperatures, which cannot be evaluated with common techniques.

In this paper, the effect of shot peening and cryogenic turning on the surface morphologyof the metastable austenitic stainless steel AISI 347 was investigated. In the shot peeningprocess, the coverage and the Almen intensity, which is related to the kinetic energy of thebeads, were varied. During cryogenic turning, the feed rate and the cutting edge radiuswere varied. The manufactured workpieces were characterized by X-ray diffractionregarding the phase fractions, the residual stresses and the full width at half maximum.The microhardness in the hardened surface layer was measured to compare the hardeningeffect of the processes. Furthermore, the surface topography was also characterized. Thenovelty of the research is the direct comparison of the two methods with identical work-pieces (same batch) and identical analytics. It was found that shot peening generally leadsto a more pronounced surface layer hardening, while cryogenic turning allows the hard-ening to be realized in a shorter process chain and also leads to a better surface topog-raphy. For both hardening processes it was demonstrated how the surface morphology canbe modified by adjusting the process parameter.

Financing measures and incentive schemes for (existing and new) building owners can promote the sustainable settlement development of rural regions or municipalities and, in a wider sense, entire countries or cross-border regions. In order to be used on a broad scale, the concept of revolving funds must continue to be further developed. In this research, the concept of an advanced revolving housing fund (ARF) for building owners to support the sustainable development of rural regions and potential mechanisms are introduced. The ARF is designed to reflect impacts and challenges with regard to rural regions in Germany, Europe and beyond. Based on New Institutional Economics, the Theory of Spatial Organisms, an expert workshop, interviews and discussions and further literature research, the fundamentals for incentive schemes and the essential mechanisms and design aspects of the ARF are derived. This includes the principal structure and governance of a holding fund and several regional funds. Based on this, input parameters for the financial modelling of an ARF are presented as well as guiding elements for empirical testing to promote more research in this area. It is found that the ARF should have a regional focus and must be a comprehensive instrument of settlement development with additional informal and formal measures. The developed concept promises new impulses, in particular, for rural regions. It is proposed to test the concept by means of case studies in pioneer regions of different countries

Solar radiation data is essential for the development of many solar energy applications ranging from thermal collectors to building simulation tools, but its availability is limited, especially the diffuse radiation component. There are several studies aimed at predicting this value, but very few studies cover the generalizability of such models on varying climates. Our study investigates how well these models generalize and also show how to enhance their generalizability on different climates. Since machine learning approaches are known to generalize well, we apply them to truly understand how well they perform on different climates than they are originally trained. Therefore, we trained them on datasets from the U.S. and tested on several European climates. The machine learning model that is developed for U.S. climates not only showed low mean absolute error (MAE) of 23 W/m2, but also generalized very well on European climates with MAE in the range of 20 to 27 W/m2. Further investigation into the factors influencing the generalizability revealed that careful selection of the training data can improve the results significantly

In this dissertation, I will present the studies conducted during my doctoral studies. In spite of a lot of research in the last decades, the complex cognitive processes underlying human memory are not fully unraveled. Furthermore, the development of neuroscientific methods like functional mag-netic resonance imaging (fMRI) and event-related potentials (ERPs) have further build a founda-tion for new insights. Naturally, the utilization of these techniques led to further adaptation of both these techniques and the paradigms in which they have been employed. This can be observed in the research literature on episodic memory retrieval. Familiarity and recollection, have been found to be the chief factors at play during memory retrieval. The two processes have been thoroughly characterized in several studies and reviews (e.g., Mecklinger, 2000; Rugg & Curran, 2007; Yonelinas, 2002; Zimmer & Ecker, 2010), yet there are still open questions that have to be ad-dressed by researchers in this field (c.f., Leynes, Bruett, Krizan, & Veloso, 2017; MacLeod & Donaldson, 2017). In order to answer these questions, we conducted several studies during my doctoral studies. In Study 1, we developed a paradigm to investigated episodic memory using ERPs. In the study phase, pictorial stimuli were presented which at test were either perceptually identical, perceptually changed, or entirely new. Data collected from a sample of young adults revealed that the paradigm was suitable to elicit ERP correlates of both familiarity and recollection. As the newly developed paradigm yielded similar results as existing literature, we then applied this paradigm in two devel-opmental populations, second-graders and fifth-graders. According to the ERPs, the younger chil-dren seemed to rely on recollection alone, whereas ERPs of older children suggested the use of familiarity for perceptually identical items and only after intentional encoding. In a follow-up study two years later, we used the results from both studies to only slightly refine the paradigm, again administering it to young adults. In this study, Study 3, we found that ERP correlates were much smaller than in the earlier studies, hence we used a data-driven approach to detect time windows of interest. In spite of the large body of research on episodic memory, these studies serve to demon-strate that episodic memory is a complex interplay of several contributing cognitive processes which need to assessed carefully in order to unravel the key factors at play during familiarity and recollection.

In today’s computer networks we see an ongoing trend towards wireless communication technologies, such as Wireless LAN, Bluetooth, ZigBee and cellular networks. As the electromagnetic spectrum usable for wireless communication is finite and largely allocated for exclusive use by respective license holders, there are only few frequency bands left for general, i.e. unlicensed, use. Subsequently, it becomes apparent, that there will be an overload situation in the unlicensed bands, up to a point where no communication is possible anymore. On the other hand, it has been observed that licensed frequency bands often go unused, at least at some places or over time. Mitola combined both observations and found the term Cognitive Radio Networks [Mit00], denoting a solution for spectrum scarcity. In this concept, so called Secondary Users are allowed to also use licensed bands (attributed to a Primary User) as long as it is vacant. In such networks, all obligations reside with Secondary Users, especially, they must avoid any interference with the Primary User. They must therefore reliably sense the presence of Primary Users and must decide which available spectrum to use. These two functionalities are called Spectrum Sensing and Spectrum Mobility and describe 2 out of 4 core functionalities of Cognitive Radio Networks and are considered in this thesis. Regarding Spectrum Sensing, we present our own approach for energy detection in this thesis. Energy detection essentially works by comparing measured energy levels to a threshold. The inherent problem is on how to find such thresholds. Based on existing work we found in literature, we improve techniques and assert the effectiveness of our additions by conducting real world experiments. Regarding Spectrum Mobility, we concentrate on the point, where the Primary User shows up. At this point, nodes must not use the current channel anymore, i.e. they also have no possibility to agree on another channel to switch to. We solve this problem by employing channel switching, i.e. we change channels proactively, following a schedule shared by all nodes of the network. The main contribution of this thesis is on how to synthesize those schedules to guarantee robust operation under changing conditions. For integration, we considered three dimensions of robustness (of time, of space and of channel) and, based on our algorithms and findings, defined a network protocol, which addresses perturbation within those dimensions. In an evaluation, we showed that the protocol is actually able to maintain robust operation, even if there are large drops in channel quality.

Designing exotic structures in low dimensions is key in today’s quest to tailor novel quantum states in materials with unique symmetries. Particularly intriguing materials in this regard are low dimensional aperiodic structures with non-conventional symmetries that are otherwise forbidden in translation symmetric crystals. In our work, we focus on the link between the structural and electronic properties of aperiodically ordered aromatic molecules on a quasicrystalline surface, which has largely been neglected so far. As an exemplary case, we investigate the self-assembly and the interfacial electronic properties of the nano-graphene-like molecule coronene on the bulk truncated icosahedral (i) Al–Pd–Mn quasicrystalline surface using multiple surface sensitive techniques. We find an aperiodically ordered coronene monolayer (ML) film on the i-Al–Pd–Mn surface that is characterized by the same local motifs of the P1 Penrose tiling model as the bare i-Al–Pd–Mn surface. The electronic valence band structure of the coronene/i-Al–Pd–Mn system is characterized by the pseudogap of the bare i-Al–Pd–Mn, which persists the adsorption of coronene confirming the quasiperiodic nature of the interface. In addition, we find a newly formed interface state of partial molecular character that suggests an at least partial chemical interaction between the molecule and the quasicrystalline surface. We propose that this partial chemical molecule–surface interaction is responsible for imprinting the quasicrystalline order of the surface onto the molecular film.

CRISPR/Cas has become the state-of-the-art technology for genetic manipulation in diverse organisms, enabling targeted genetic changes to be performed with unprecedented efficiency. Here we report on the first establishment of robust CRISPR/Cas editing in the important necrotrophic plant pathogen Botrytis cinerea based on the introduction of optimized Cas9-sgRNA ribonucleoprotein complexes (RNPs) into protoplasts. Editing yields were further improved by development of a novel strategy that combines RNP delivery with cotransformation of transiently stable vectors containing telomeres, which allowed temporary selection and convenient screening for marker-free editing events. We demonstrate that this approach provides superior editing rates compared to existing CRISPR/Cas-based methods in filamentous fungi, including the model plant pathogen Magnaporthe oryzae. Genome sequencing of edited strains revealed very few additional mutations and no evidence for RNP-mediated off-targeting. The high performance of telomere vector-mediated editing was demonstrated by random mutagenesis of codon 272 of the sdhB gene, a major determinant of resistance to succinate dehydrogenase inhibitor (SDHI) fungicides by in bulk replacement of the codon 272 with codons encoding all 20 amino acids. All exchanges were found at similar frequencies in the absence of selection but SDHI selection allowed the identification of novel amino acid substitutions which conferred differential resistance levels towards different SDHI fungicides. The increased efficiency and easy handling of RNPbased cotransformation is expected to accelerate molecular research in B. cinerea and other fungi.

Nanoindentation simulations are performed for a Ni(111) bi-crystal, in which the grain boundary is coated by a graphene layer. We study both a weak and a strong interface, realized by a 30∘ and a 60∘ twist boundary, respectively, and compare our results for the composite also with those of an elemental Ni bi-crystal. We find hardening of the elemental Ni when a strong, i.e., low-energy, grain boundary is introduced, and softening for a weak grain boundary. For the strong grain boundary, the interface barrier strength felt by dislocations upon passing the interface is responsible for the hardening; for the weak grain boundary, confinement of the dislocations results in the weakening. For the Ni-graphene composite, we find in all cases a weakening influence that is caused by the graphene blocking the passage of dislocations and absorbing them. In addition, interface failure occurs when the indenter reaches the graphene, again weakening the composite structure.

Correct bioriented attachment of sister chromatids to the mitotic spindle is essential for chromosome segregation. In budding yeast, the conserved protein shugoshin (Sgo1) contributes to biorientation by recruiting the protein phosphatase PP2A-Rts1 and the condensin complex to centromeres. Using peptide prints, we identified a Serine-Rich Motif (SRM) of Sgo1 that mediates the interaction with condensin and is essential for centromeric condensin recruitment and the establishment of biorientation. We show that the interaction is regulated via phosphorylation within the SRM and we determined the phospho-sites using mass spectrometry. Analysis of the phosphomimic and phosphoresistant mutants revealed that SRM phosphorylation disrupts the shugoshin–condensin interaction. We present evidence that Mps1, a central kinase in the spindle assembly checkpoint, directly phosphorylates Sgo1 within the SRM to regulate the interaction with condensin and thereby condensin localization to centromeres. Our findings identify novel mechanisms that control shugoshin activity at the centromere in budding yeast.

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung der Orientierung und Menge von Stahlfasern in Beton, welches auf einer bildanalytischen Auswertung von Computer-Tomografie-Aufnahmen basiert. Darauf aufbauend wird die Weiterentwicklung des Verfahrens in Hinblick auf die Charakterisierung von einzelnen Fasern beschrieben. Diese Methode erlaubt mittels der Analyse von für die Faserwirkung spezifischen Parametern eine detaillierte Untersuchung des Stahlfaserbetons nach Überschreiten der Betonzugfestigkeit. Solche, das Nachrissverhalten maßgeblich beeinflussende Parameter, konnten mit bisherigen Untersuchungsmethoden größtenteils nicht oder nur zerstörend z. B. durch das Aufbrechen der Probekörper und somit verfälscht ermittelt werden.

Die Gefährdungsbeurteilung der psychischen Belastung (Psych GB) birgt auf den Ebenen Organisation, Team und Individuum ein bisher wenig genutztes Potenzial für Organisationen. Nicht nur die gesetzlichen Vorgaben werden erfüllt, sondern zusätzliches Entwicklungspotenzial zur gesunden und agilen Organisationsentwicklung erschlossen. Es werden u.a. Rückkopplungseffekte für die Kommunikation und Führung im Zusammenhang mit VUCA sowie eine resiliente Organisationskultur behandelt.

Das primäre Ziel der vorliegenden Dissertation war es, vertiefte Kenntnisse über die Luftpermeabilität von ultrahochfesten Betonen (engl. UHPC) zu erlangen. Auf Grundlage von experimentellen Untersuchungen wurden herstellungsbedingte sowie lagerungsbedingte Parameter erforscht, welche die Luftpermeabilität beeinflussen können. Von einem großen Interesse bei diesen Untersuchungen war die Beobachtung der Permeabilitätsänderung über die Zeit an drei UHPC-Mischungen mit verschiedenen Zusammensetzungen bei unterschiedlichem Betonalter (28, 90, 180 und 365 Tage). Darüber hinaus wurden potenzielle Korrelationen zwischen der Permeabilität und anderen Kennwerten des UHPC untersucht. Für die experimentellen Untersuchungen wurde ein neu an der Technischen Universität Kaiserslautern entwickeltes und validiertes Messverfahren zur Bestimmung des Permeabilitätskoeffizienten ultrahochfester Betone verwendet. Insgesamt zeigten die Untersuchungsergebnisse, dass sowohl die Wärmebehandlung als auch die Wasserlagerung effiziente Maßnahmen zur Permeabilitätsreduktion sind. Die Untersuchungen zum Langzeitverhalten (bis 365 Tagen) deuteten auf einen wesentlichen Zusammenhang zwischen der Permeabilität und der vorgenommenen Nachbehandlung im jungen Betonalter (28 Tage) hin. Darüber hinaus nahm die Permeabilität unter Frost-Tau-Beanspruchung ab, was den hohen Widerstand von UHPC gegenüber solchen Expositionen erklärt. Die hervorragenden Eigenschaften von UHPC eröffnen ein breites Spektrum neuer Anwendungsgebiete. Die sehr niedrige Luftdurchlässigkeit von UHPC ermöglicht dessen Verwendung im Bereich der Vakuumisolationspaneele (VIP). Diese Art der Vakuumdämmung weist ca. 1/5 bis 1/10 der Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu konventionellen Dämmungen auf, bei gleichzeitig sehr geringer Dicke (2 – 3 cm). Infolge des im Paneel erzeugten Vakuums wird der Wärmetransport durch Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung wesentlich behindert. Auf der Grundlage der aus den experimentellen Untersuchungen gewonnenen Permeabilitätswerte wurde eine kritische Beurteilung der Anwendbarkeit von UHPC als vakuumisoliertes Element vorgenommen.

Das Zytosol ist der Hauptort der Proteinbiosynthese. Während viele Proteine im Zytosol bleiben, muss ein Großteil zu unterschiedlichen Kompartimenten der Zelle transportiert werden. Die korrekte Lokalisation der Polypeptide ist essentiell für die Homöostase der Zelle. Werden Proteine fehlgeleitet oder gar nicht transportiert, können diese in der Zelle aggregieren, was zu Stress bis hin zum Zelltod führen kann. Obwohl der Import mitochondrialer Proteine über die verschiedenen Membranen der Mitochondrien sehr gut erforscht ist, war lange unklar, wie diese Proteine zu ihrem Zielorganell transportiert werden. In den letzten Jahren wurde diese Wissenslücke teilweise gefüllt, neue zytosolische Faktoren wurden identifiziert und alternative Transportwege aufgedeckt. Eine solche Entdeckung war der Transportweg namens ER-SURF. Hier werden mitochondriale Proteine an die Membran des endoplasmatischen Retikulums transportiert, wo sie vom Co-Chaperon Djp1 gebunden und zu den Mitochondrien gebracht werden. Im Zuge der Studie zu ER-SURF wurde ein Protein identifiziert, das bisher noch uncharakterisiert war. Dieses Protein nannten wir Ema19 („Efficient Mitochondria Targeting–Associated Protein 19”). Es ist ein Membranprotein des endoplasmatischen Retikulums, das vier Transmembrandomänen besitzt. Ziel dieses Projekts war es, die Funktion von Ema19 für die Zelle zu analysieren. Durch ein Alignment konnte ich feststellen, dass das Protein bis in den Menschen hoch konserviert ist, was auf eine wichtige Rolle für die Zelle schließen ließ. Da Ema19 im Zusammenhang mit dem ER-SURF Transportweg identifiziert wurde, habe ich zunächst eine mögliche Rolle für den Transport und Import mitochondrialer Proteine in unterschiedlichen Experimenten getestet. Im Laufe der Arbeit wurde jedoch deutlich, dass Ema19 keine direkte Rolle beim Import von mitochondrialen Proteinen spielt. Allerdings konnte ich durch mehrere unabhängige Versuche einen Zusammenhang mit der Lokalisation und dem Abbau mitochondrialer Proteine feststellen. Fehlt Ema19 in der Zelle, ist vor allem das mitochondriale Protein Oxa1 mehr am endoplasmatischen Retikulum vorzufinden. Ebenso konnte ich feststellen, dass Oxa1, sowie das Intermembranraumprotein Erv1, langsamer abgebaut werden als in Wildtypzellen. Diese Experimente geben erste Hinweise auf eine mögliche Rolle von Ema19 für den Abbau mitochondrialer Proteine an der ER-Membran. Nichtsdestotrotz bleiben noch viele Fragen offen und weitere Versuche sind nötig, um diese Hypothese weiter zu unterstützen.

Much reading research has found that informative parafoveal masks lead to a reading benefit for native speakers (see, Schotter et al., 2012). However, little reading research has tested the impact of uninformative parafoveal masks during reading. Additionally, parafoveal processing research is primarily restricted to native speakers. In the current study we manipulated the type of uninformative preview using a gaze contingent boundary paradigm with a group of L1 English speakers and a group of late L2 English speakers (L1 German). We were interested in how different types of uninformative masks impact on parafoveal processing, whether L1 and L2 speakers are similarly impacted, and whether they are sensitive to parafoveally viewed language-specific sub-lexical orthographic information. We manipulated six types of uninformative masks to test these objectives: an Identical, English pseudo-word, German pseudo-word, illegal string of letters, series of X’s, and a blank mask. We found that X masks affect reading the most with slight graded differences across the other masks, L1 and L2 speakers are impacted similarly, and neither group is sensitive to sub-lexical orthographic information. Overall these data show that not all previews are equal, and research should be aware of the way uninformative masks affect reading behavior. Additionally, we hope that future research starts to approach models of eye-movement behavior during reading from not only a monolingual but also from a multilingual perspective.

Using molecular dynamics simulation, we study the cutting of an Fe single crystal using tools with various rake angles α. We focus on the (110)[001] cut system, since here, the crystal plasticity is governed by a simple mechanism for not too strongly negative rake angles. In this case, the evolution of the chip is driven by the generation of edge dislocations with the Burgers vector b = 1 2 [111], such that a fixed shear angle of φ = 54.7◦ is established. It is independent of the rake angle of the tool. The chip form is rectangular, and the chip thickness agrees with the theoretical result calculated for this shear angle from the law of mass conservation. We find that the force angle χ between the direction of the force and the cutting direction is independent of the rake angle; however, it does not obey the predictions of macroscopic cutting theories, nor the correlations observed in experiments of (polycrystalline) cutting of mild steel. Only for (strongly) negative rake angles, the mechanism of plasticity changes, leading to a complex chip shape or even suppressing the formation of a chip. In these cases, the force angle strongly increases while the friction angle tends to zero.

Pain in the pubic symphysis is of significance, especially in high-performance sports. Pelvic torsion, possibly caused by muscular imbalances, is discussed as a pathogenic mechanism. This study examined a possible interrelationship between the maximum torques of quadriceps femoris and hamstrings and the spatial positioning of the hemi-pelvises, as well as the tenderness to palpation of the pubic symphysis. The three-dimensional pelvic contour of 26 pain free adolescents (age 16.0 ± 0.8 years, weight 66.3 ± 9.9 kg, height 176.2 ± 6.0 cm) was registered by means of an 3D optical system and the torsion of both hemi-pelvises against each other was calculated based on a simplified geometrical model. Tenderness on palpation of the pubic symphysis was assessed by means of a visual analogue scale, and isometric torques of knee extensors and flexors were measured for both legs. The torque ratio between knee extensors and flexors was calculated for both sides, as was the crossed torque ratio between the two legs. On the basis of a MANOVA, possible significant differences in torques and torque ratios between subgroups with lower and higher pelvic torsion were analyzed. The crossed torque ratio (F = 19.55, p < 0.001, partial η 2 = 0.453) and the tenderness to palpation of the pubic symphysis (F = 10.72, p = 0.003, partial η 2 = 0.309) were significantly higher in the subgroup with higher pelvic torsion. The results indicate the crossed torque ratio of knee flexors and extensors as a potential biomechanical-pathogenic mechanism to be considered in the primary prevention and diagnosis of symphyseal pain.