Open-Access-Journals @ Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
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Farbsortierroboter
No full textIn diesem Jahr findet wieder das LEGO Mindstorms-Projektseminar der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg statt. Wie seit 2013 bauen, programmieren und realisieren Studierende unterschiedliche Roboter aus LEGO auf, die am Ende dokumentiert und vor einer Jury vorgestellt werden. Zu den Robotern des Jahres gehört der Farbsortierroboter, mit dem sich in diesem Paper befasst wird. Der Farbsortiererroboter ist in der Lage, die kleine Kugeln nach Farbe zu sortieren und in die entsprechenden Behälter aufzuräumen. Der Farbsortiererroboter warf einige Konstruktions- und Programmierprobleme auf. Diese Probleme und ihre Lösungen werden später in diesem Artikel behandelt
Sensitivity Factors for Integrated Energy Systems: A Joined Quasi-Steady-State Approach
No full textIntegrated energy systems can increase the use of volatile renewable energy generation while reducing operation cost in the electric power system. The benefits result from shifting energy between energy infrastructures and using the network storage capability of district heating and gas systems. But the more strongly the different energy systems are linked the more complex their operation becomes. To ensure a secure and reliable system operation while using the full potential of integrated energy systems the interactions and the network storage effects of the district heating and gas system must be analyzed. Existing power flow calculation methods of integrated energy systems, however, neglect the network storage effects which result from the dynamic behavior of the district heating and gas system. The dynamic behavior is only investigated if the different energy systems are solved separately. As existing methods do not directly represent the interactions and effects of the dynamic behavior in an integrated energy system, the effect of any unit's power change on the power flows in the integrated energy system can only be determined by a complete power flow calculation, leading to a high computational cost. To reduce the computational cost this thesis derives sensitivity factors estimating the effect of a power change on the system state of an integrated energy system. To derive the sensitivity factors a joined quasi-steady-state power flow calculation method for integrated energy systems is developed extending existing steady-state approaches. For this, the system state of the electric power system, district heating system, and gas system is determined simultaneously, directly representing their interactions. To include the dynamic behavior a gradient method is proposed, which allows temperature and calorific value changes to be tracked in a coupled power flow calculation. The gradient method can accurately depict the dynamic behavior in the joined quasi-steady-state power flow calculation method even with simulation time increments of up to 60 min. Hence, compared to existing methods larger simulation time increments can be chosen to reach the same accuracy, leading to a reduced computation time. The sensitivity factors are on average ten times faster in estimating a new system state after a unit's power change compared to a power flow calculation. Besides the high computational efficiency, they can provide good estimates considering the complexity of the interactions and the dynamic behavior in an integrated energy system. As the joined quasi-steady-state power flow calculation method is based on the steady-state analysis existing use cases can be easily extended to consider the full potential of integrated energy systems. Therefore, the thesis provides system operators with a method to accurately analyze the full potential of Integrated energy systems
Sprachgesteuerter Getränkeautomat mit Lego Mindstorms
No full textIm Rahmen des Projektseminars Elektrotechnik/Informationstechnik sollte ein Automat entwickelt werden, dessen Konstruktion und Programmierung auf Elementen von LEGO Mindstorms basiert. Hierbei handelt es sich um einen Getränkeautomaten mit erweitertem Funktionsumfang. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Analyse von aktuellen Herausforderungen und zeigt entsprechende Möglichkeiten zur Verbesserung. Die dabei entwickelten Ansätze werden im weiteren Verlauf mechanisch umgesetzt und die benötigten Programmabläufe mit der Software MATLAB realisiert. Zudem werden die entstandenen Ergebnisse erläutert und ein möglicher Ausblick gegeben. So wurde am Ende des Projekts ein Automat konzipiert, welcher auf Sprachbefehle reagiert und unterschiedliche Getränke mithilfe von Sensordaten und Motoren abfüllen kann
Farbsortierroboter
No full textDie Otto-von-Guericke-Universität präsentiert eine jährliche Veranstaltung für Studierende der Elektro- und Informationstechnik, um einen Roboter zu entwickeln und die dabei auftretenden Probleme zu lösen. Dies soll das Wissender Studierende über die Bedeutung der Robotik in Gegenwart und Zukunft erweitern. Die Idee war, im Projektseminar einenSortierroboter zu entwickeln. Der folgende Artikel zeigt, wie ein Sortierroboter mit LEGO-Steinen, zugehöriger Ausrüstung undMATLAB implementiert wird. Im Laufe des Projekts wurde ein Roboter entwickelt, der die Spielbausteine ihrer Farbe nachsortieren kann
Grünes Wachstum durch Hochschulbildung: Der Ansatz des EGEA Projekts
No full textBildung für nachhaltige Entwicklung wird international als wichtiges Instrument für zukunftsfähige Prozesse und die Transformation hin zu einer ressourcen- und umweltschonenden Wirtschaftsweise betrachtet. Ein Paradigmenwechsel zu „Green Growth“ und einer „Green Economy“ kann nur durch Bewusstseinsbildung auf allen Bildungsebenen, formaler wie informeller Art, angestrebt werden. Hochschulische Bildung grenzt sich in ihren Curricula und der didaktischen Ausgestaltung der Lehrkonzepte von anderen Lernsituationen ab und hat ein großes Potential, ein nachhaltiges, breites Empowerment bei ihren Absolvent*innen und zukünftigen Akteur*innen politischer und wirtschaftlicher Entscheidungen zu bewirken. Das EU Erasmus+ Projekt EGEA („Enhancing Green Economy in Three Countries of Asia“, 2018-2581 598470), mit einer Laufzeit von 2018-2022 aus der Förderline des Kapazitätsaufbaus hochschulischer Bildung, setzt genau hier an und entwickelt und erprobt Module mit und für Hochschulinstitutionen aus drei asiatischen Ländern in vier Kerndisziplinen. Das Projekt erhofft sich einen Katalysatoreffekt seitens der Universitäten im Hinblick auf ihre Studierenden und deren zukünftige Arbeitsplätze in Wirtschaft, Politik und sozialen Bereichen und setzt außerdem auf eine Transferfunktion.Education for sustainable development is internationally recognized as an important mechanism for sustainable processes and a transformation towards an economy that conserves resources and acts environmentally sound. Shifting paradigms towards so-called "green growth" and a "green economy" can only be achieved by raising awareness at all levels of education, both formal and informal. In its curricula and the didactic approach of teaching concepts, higher education varies significantly from other learning situations and has the most potential to bring about a sustainable, broad empowerment of citizens and actors in political and economic decision-making with scientifically founded, sustainability-related content. The EU Erasmus+ project EGEA („Enhancing Green Economy in Three Countries of Asia“, 2018-2581 598470), in the area of Capacity Building in Higher Education, addresses this theory and develops and evaluates modules with and for higher education institutions from three Asian countries in four core disciplines. This action-oriented pedagogical approach supposes a catalytic effect of the universities sending graduates into the world who are able and willing to affect the future in a sustainable way and furthermore a transformative effect of their Third Mission
Akzeptanz Lernender gegenüber Learning Analytics: Untersuchung des Einflusses der individuellen Technikeinstellung
No full textDie Optimierung und Individualisierung von Lehr-Lernprozessen durch den Rückgriff auf Daten über Lernende und ihren Lernkontext (Learning Analytics, kurz: LA) ist an die Bereitschaft der Lernenden gebunden, persönliche und nutzergenerierte Daten zur Verfügung zu stellen. Bislang existieren nur wenige empirische Studien, in denen der Nutzen von LA und die damit einhergehenden Risiken aus der Sicht Lernender untersucht werden und es besteht ein Forschungsdesiderat hinsichtlich der theoriegestützten und systematischen Untersuchung der Akzeptanz Lernender gegenüber LA. Dieser Beitrag fokussiert den Zusammenhang zwischen der individuellen Technikeinstellung und der Einstellungsakzeptanz gegenüber LA von Lernenden in der Hochschulbildung und betrieblichen Weiterbildung. Hierzu wird eine Verknüpfung des Technology Readiness Index (TRI) (Parasuraman/Colby 2015) und des Technology Acceptance Model (TAM) von Davis (1986) vorgenommen. Die Ergebnisse der quantitativen Untersuchung (N = 193) weisen darauf hin, dass die Offenheit einer Person gegenüber neuen Technologien in einem positiven Zusammenhang mit der wahrgenommenen Nützlichkeit von LA steht und der Überzeugung, LA sorgenfrei nutzen zu können. Ein direkter signifikanter Zusammenhang zwischen der Technikeinstellung und Einstellungsakzeptanz gegenüber LA konnte hingegen nicht bestätigt werden. Unterschiede in der Technikeinstellung von Personen in Abhängigkeit ihrer soziodemografischen Merkmale spiegeln sich nicht in ihrer Einstellungsakzeptanz gegenüber LA wider
Benchmarking of glyph-based visualization concepts for fourth-order tensors using von Mises plasticity and Ogden hyperelasticity
No full textThe visualization of higher-order tensors receives increasing attention, because they carry important information in many areas of mechanics as well as physics, medicine,or earth sciences.
Higher-order tensors challenge any visualization method due to
their higher number of coefficients compared to scalars, vectors,
or second-order tensors.
In this article, we focus on the stiffness tensor and compare four
glyph-based visualization methods.
One glyph focuses on the deformation modes, another on the plane waves,
the third one on the anisotropy types, and the last one focuses on the uniaxial stiffness (or compliance) of the material.
The visualization methods are compared using two different examples.
The first example is an elastic-plastic thick-walled hollow sphere
under pressure loading and the second example describes an indentation test,
where a spherical indenter is pressed into a soft biological material.
Both advantages and problems of the selected methods are discussed. Special emphasis is placed on the case of a singular stiffness tensor indicating a type of instability.
As it is shown, the visualization method must be chosen with care to
extract the relevant information from the tensor in a reliable way
Regionalspezifische Bewertungen von Bioenergiepotenzialen
No full textDer Beitrag stellt Zwischenergebnisse des transdiziplinären BMBF-Verbundforschungsprojektes KlimaInnoGovernance (2018-2022) vor, welches in der Region Nordhessen zur Transformation lokaler und regionaler Energiesysteme forscht. Im Zentrum stehen dabei Fragen nach kommunalen und regionalen Handlungsoptionen für eine optimierte energetische Bioenergieerzeugung, die auf der Verwertung von Rest- und Abfallstoffen basiert. Die bisherigen Erkenntnisse zeigen, dass eine verlässliche Bewertung von Biomassepotenzialen eine Einbeziehung von regionalen Wissensbeständen erforderlich macht. Ein erheblicher Anteil der regionalen Biomassepotenziale ist derzeit in stark fragmentierten Nutzungspfaden gebunden, die allerdings aus ökologischer Perspektive und vor dem Hintergrund einer anstehenden CO2 Bepreisung einer Überprüfung bedürfen. Für die Optimierung der Biomassenutzungspfade zeichnet sich ab, dass vielversprechende Ansätze durch interkommunale Kooperationen und Governance-Innovationen erreicht werden können.The article presents interim results of the transdisciplinary BMBF joint research project KlimaInnoGovernance (2018-2022), which is conducting research on the transformation of local and regional energy systems in the region of Northern Hesse. The focus is on questions regarding municipal and regional options for an optimized energetic bioenergy production based on the use of residual and waste materials. Findings to date show that a reliable assessment of biomass potentials requires the inclusion of regional knowledge. Currently a significant portion of regional biomass potential is tied up in highly fragmented utilization pathways, which, however, need to be reviewed from an ecological perspective and against the background of an upcoming carbon dioxide pricing. For the optimization of biomass utilization pathways, it is becoming apparent that promising approaches can be achieved through inter-municipal cooperation and governance innovations
Heatmap-based Decision Support for Repositioning in Ride-Sharing Systems
No full textIn ride-sharing systems, platform providers aim to distribute the drivers in the city to meet current and potential future demand and to avoid service cancellations. Ensuring such distribution is particularly challenging in the case of a crowdsourced fleet, as drivers are not centrally controlled but are free to decide where to reposition when idle. Thus, providers look for alternative ways to ensure a vehicle distribution that benefits both users and drivers, and consequently the provider. We propose an intuitive means to improve idle ride-sharing vehicles\u27 repositioning: repositioning opportunity heatmaps. These heatmaps highlight driver-specific earning opportunities approximated based on the expected future demand, fleet distribution, and location of the specific driver. Based on the heatmaps, drivers make decentralized yet better-informed repositioning decisions. As our heatmap policy changes the driver distribution, we propose an adaptive learning algorithm for designing our heatmaps in large-scale ride-sharing systems. We simulate the system and generate heatmaps based on previously learned repositioning opportunities in every iteration. We then update these based on the simulation\u27s outcome and use the updated values in the next iteration. We test our heatmap design in a comprehensive case study on New York ride-sharing data. We show that carefully designed heatmaps reduce service cancellations therefore revenue loss for platform and drivers significantly
Multikriterielle, optimale Planung von Verteilungsnetzen im liberalisierten Energiemarkt unter Verwendung von spieltheoretischen Verfahren
No full textIn dieser Arbeit wurde gezeigt, wie unter den Randbedingungen des liberalisierten Marktes die Ausbauplanung von Verteilungsnetzen mit einem multikriteriellen Lösungsansatz unter Verwendung der Spieltheorie optimal durchgeführt wird.