11615 research outputs found
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A Helping Hand: A Survey About AI-Driven Experimental Design for Accelerating Scientific Research
Get PDFDesigning and conducting experiments is a fundamental process across various scientific disciplines, such as materials science, biology, medicine, and chemistry. However, experimental research still predominantly relies on traditional, time-consuming, resource-intensive, and costly trial-and-error experimentation approaches that hinder rapid discovery, reproducibility, and scalability. Recent advances in artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) offer promising alternatives, but a comprehensive overview of their implementations in experimental design is lacking. This research fills this gap by providing a structured overview and analysis of existing frameworks for AI-driven experimental design, supporting researchers in selecting and developing suitable AI-driven approaches to automate and accelerate their experimental research. Moreover, it discusses the current limitations and challenges of AI techniques and ethical issues related to AI-driven experimental design frameworks. A search and filter strategy is developed and applied to appropriate databases with the objective of identifying the relevant literature. Here, active learning, particularly Bayesian optimization, stands out as the predominantly used methodology. The majority of frameworks are partially autonomous, while fully autonomous frameworks are underrepresented. However, more research is needed in the field of AI-driven experimental design due to the low number of relevant papers obtained
Photocatalytic Growth and Chemical Dissolution of Gold Structures for Advanced Neuromorphic Systems
Get PDFThis dissertation explores the photocatalytic growth and chemical dissolution of gold structures on titanium dioxide (TiO₂) substrates, focusing on their potential as foundational building blocks for neuromorphic systems. Neuromorphic engineering aims to replicate the adaptability and connectivity of biological neural networks, with the goal of advancing bio-inspired computing architectures. The research investigates UV-stimulated photocatalytic processes to drive the localized growth of conductive gold lines on TiO₂ templates, offering a method to form axon-like connections. Complementarily, chemical dissolution using potassium iodide (KI) enables selective pruning of these structures, providing a framework for adaptive reconfiguration. By alternating growth and pruning, the study introduces a material-based approach to mimic neural plasticity, laying groundwork for future neuromorphic devices. Key findings include the identification of critical parameters such as UV intensity, precursor concentration, and substrate architecture, which govern the morphology and connectivity of the gold structures. Advanced configurations, including patterned TiO₂ templates and microfluidic systems, were explored to enhance precision and functionality. These developments demonstrate the potential for creating adaptive and reconfigurable structures, contributing to the broader field of neuromorphic engineering. This dissertation contributes to the understanding of photocatalytic growth and dissolution processes, providing insights that could contribute to the development of neuromorphic systems. The findings highlight the importance of dynamic material systems as building blocks for adaptive networks, advancing the exploration of bio-inspired computing architectures
Inclusive Historical Knowledge: Concepts of History Education Lacking in Special Needs Schools
Get PDFThis paper deals with the question of what inclusive historical knowledge means. Based on a comprehensive concept of knowledge, which includes procedural and metacognitive knowledge in addition to conceptual and factual knowledge, inclusive historical knowledge is modeled along the lines of discussions in historical science and history education. This paper outlines a body of knowledge for historical learning in schools, while examining the pitfalls that arise in special needs education when it is non-inclusive. On the basis of the nationwide Austrian curricula, differences are identified between mainstream schools and special needs schools in the subject “History and Social Studies/Civic Education” and how this affects the knowledge stipulated by the curriculum. The requirements of the school authorities provide the normative framework for this curriculum, allowing empirical statements to be made about the prescribed knowledge that models the teaching of history. At the same time, it calls for the normative anchoring of an inclusive historical knowledge in the curricula of special needs schools that is committed to diversity.Der Beitrag beschäftigt sich mit der Frage, was unter einem inklusiven historischen Wissen verstanden werden kann. Ausgehend von einem umfassenden Wissensbegriff, der neben konzeptuellem und faktischem auch prozeduralem und metakognitivem Wissen umfasst, wird der Versuch unternommen, ein inklusives historisches Wissen in Anlehnung an geschichtswissenschaftliche und geschichtsdidaktische Diskussionen zu modellieren. Dazu wird einerseits ein Wissensbestand für historisches Lernen in der Schule skizziert, andererseits aber auch nach Fallstricken gefragt, die sich im Kontext von sonderpädagogischer Förderung ergeben, wenn Schüler:innen mit besonderen Bedürfnissen nicht inklusiv berücksichtigt werden. Anhand der bundesweit gültigen österreichischen Lehrpläne wird analysiert, welche Unterschiede zwischen Regelschulen und Sonderschulen im Fach „Geschichte und Sozialkunde/Gesellschaftspädagogik“ bestehen und wie sich dies auf das in den Lehrplänen geforderte Wissen auswirkt. Die normativen Vorgaben der Schulbehörden bilden dabei den konkreten Rahmen, um empirische Aussagen zum Wissen des Geschichtsunterrichts treffen zu können und gleichzeitig nach der normativen Verankerung eines inklusiven historischen Wissens zu fragen, das sich den Diskursen zu Diversität verpflichtet fühlt
Manifestationen der Ideologiekritik in politisch-historischen Narrativen
Get PDFIm Diskurs um political narratives werden explizite, implizite und camouflierte Darstellungen von brisanten Themen identifiziert. Zwar vollzieht sich in der zeitgenössischen russischsprachigen Kinder- und Jugendliteratur eine sukzessive Loslösung von der reglementierten, ideologisch verengten Kinder- und Jugendliteraturproduktion, dennoch ist zu erwarten, dass die politische Kinder- und Jugendliteratur auf diese Strategien zurückgreift. Diese Hypothese wird im Beitrag mit Hilfe des close-reading-Verfahrens überprüft.In the discourse surrounding political narratives, the explicit, implicit, and camouflaged representations of contentious themes stand as pivotal elements for critical analysis. Although contemporary Russian-language literature for children and young adults has begun to progressively diverge from the historically regulated and ideologically circumscribed paradigms of earlier production, it remains conceivable that political literature within these genres still relies on such representational strategies. This article seeks to examine this hypothesis through a close-reading approach, offering a nuanced exploration of the ways in which these narrative techniques are employed and woven into the fabric of political storytelling
Cyprian Norwid – poeta słowa: Od teologii do lingwistyki
Get PDFIn seinem Beitrag analysiert Krzysztof Trybuś die Rolle des ›Wortes‹ in der poetischen Weltsicht von Cyprian Norwid. Er weist auf die Notwendigkeit hin, bei der Untersuchung seines Werks literarische, sprachwissenschaftliche und philosophisch-theologische Perspektiven zu verbinden. In seinen Überlegungen erinnert er an die früheren Erkenntnisse von Ignacy Fik zur Sprache Norwids und zeigt deren Aktualität auf, insbesondere im Kontext der späteren Arbeiten von Roman Jakobson zur Dichtung Norwids. Wichtig ist dabei auch die lexikographische Strömung der Norwid-Forschung, die sich heute entwickelt. Der Autor dieses Beitrags konzentriert sich auf Rzeczy o wolności słowa, bezieht sich aber auch auf die anderen Werke des Dichters, vor allem auf den Gedichtzyklus Vade-mecum. Er betrachtet Beispiele für Norwid's Archaisierungen, Etymologisierungen und Neologismen in Bezug auf seine historiosophischen Konzepte, die stark mit der Tradition der religiösen Dichtung verbunden sind. In der Lesart von Krzysztof Trybus zielt Norwid mit seiner ›grammatischen Poesie‹ auf ein ständiges sprachliches Experimentieren ab, das die Grundlage für das ästhetische Programm des Dichters bildet, das darauf abzielt, neue Bedeutungen in der biblischen Interpretation der Welt zu entdecken.In his article, Krzysztof Trybuś analyses the role of the ›word‹ in Cyprian Norwid's poetic worldview. He points out the necessity of combining literary, linguistic and philosophical-theological perspectives in the study of his work. In his reflections, he reminds us of Ignacy Fik's former findings on Norwid's language and demonstrates their topicality, especially in the context of Roman Jakobson's later work on Norwid's poetry. The lexicographical current of Norwid-research, which is being developed today, is also important here. The author of this article concentrates his attention on Rzeczy o wolności słowa, at the same time referring to the poet's other works, including, above all, the Vade-mecum cycle of poems. He considers examples of Norwid's archaisations, etymologisations, and neologisms in relation to his historiosophical concepts strongly associated with the tradition of religious poetry. In Krzysztof Trybus's reading, Norwid's ›grammatical poetry‹ aims at constant linguistic experimentation, which is the basis of the poet's aesthetic programme aimed at discovering new meanings in the biblical interpretation of the world
Vom »anomalen Kind« zum »Kind mit besonderen Bildungsbedürfnissen«: Zur Entwicklung von Bezeichnungen für Kinder mit Behinderungen im russischen Bildungswesen
Get PDFIn dem Beitrag werden aktuelle Entwicklungen bei Bezeichnungen für Kinder mit Behinderungen im russischen Bildungswesen untersucht. Auf der Grundlage von Texten zur inklusiven Bildung, die von Selbstvertretungsorganisationen oder Behörden veröffentlicht wurden, wird anhand ausgewählter Beispiele gezeigt, welche Benennungen sich im heutigen Sprachgebrauch beobachten lassen, wie diese strukturiert sind, wie sie sich in internationale Entwicklungen bei nichtdiskriminierenden Bezeichnungen für Angehörige von Minderheiten einfügen und welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu den Ergebnisse früherer Studien festzustellen sind. Es wird deutlich, dass die Mehrwortbenennung »дети с особыми образовательными потребностями« als die gegenwärtig aktuelle Bezeichnung im Bildungswesen angesehen werden kann, daneben aber auch das etablierte Binomen »дети-инвалиды« sowie Wortfügungen wie »дети с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ)« eine wichtige Rolle spielen.This article analyses current developments in terms for children with disabilities in the Russian education system. Based on texts on inclusive education published by self-advocacy organisations or authorities, selected examples are used to show which terms can be observed in current language use, how these are structured, how they fit into international developments in non-discriminatory terms for members of minorities and what similarities and differences can be identified with the results of earlier studies. It becomes clear that the multi-word term »дети с особыми образовательными потребностями« can be regarded as the current term in education, but that the established binomial »дети-инвалиды« and word combinations such as »дети с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ)« also play an important role
Die Umsetzung des Mehrstufenmodells der DaZ-Sprachbildung für neu zugewanderte Schüler:innen an Schulen in Schleswig-Holstein: Ergebnisse einer Online-Befragung mit Lehrkräften
Get PDFAn allgemein bildenden Schulen in Schleswig-Holstein werden neu zugewanderte Schüler:innen im Rahmen des "Mehrstufenmodells der DaZ-Sprachbildung" beschult. Ziel der vorliegenden Studie war es, Erkenntnisse über Stärken und Optimierungspotenziale dieses Modells aus Perspektive von DaZ-Lehrkräften zu generieren. An der Studie, die in Form einer Online-Umfrage mit geschlossenen und offenen Fragen durchgeführt wurde, nahmen insgesamt 146 Lehrkräfte teil. Im Ergebnis zeigt sich, dass das Mehrstufenmodell an den Schulen sehr unterschiedlich umgesetzt und von den Lehrkräften auch unterschiedlich bewertet wird. Die Grundidee des Mehrstufenmodells, den Schüler:innen einen schrittweisen Einstieg in die deutsche Sprache und das deutsche Schulsystem zu ermöglichen, wird von vielen Lehrkräften grundsätzlich als sinnvoll eingeschätzt. Allerdings unterscheiden sich die Rahmenbedingungen für den DaZ-Unterricht und seine Umsetzung laut den Lehrkräften an den Schulen stark; dies wirkt sich teilweise nachteilig für die Schüler:innen aus. Auf Grundlage der Ergebnisse wird an erster Stelle die Empfehlung ausgesprochen, mehr Ressourcen für den DaZ-Unterricht zur Verfügung zu stellen. Daneben sollten verbindlichere Standards eingeführt werden, z.B. was die möglichst frühe soziale Integration der Schüler:innen betrifft. Gleichzeitig ist es wichtig, dass Mehrstufenmodell weiterhin flexibel an die Gegebenheiten der jeweiligen Schule und die Bedarfe der Schüler:innen anpassen zu können. Abschließend wird dafür plädiert, anzuerkennen, dass der Unterricht mit neu zugewanderten Schüler:innen eine gleichermaßen höchst bedeutsame wie auch anspruchsvolle Aufgabe ist, die nur von Lehrkräften mit einer fundierten akademischen Ausbildung geleistet werden kann
Insights Into the Gas-Phase Structure and Internal Dynamics of Diphenylsilane: A Broadband Rotational Spectroscopy Study
Get PDFThe rotational spectrum of diphenylsilane was investigated using chirped-pulse Fourier transform microwave spectroscopy in the frequency range of 2-8 GHz. The lowest energy structure of diphenylsilane has C 2 point group symmetry with the C 2 symmetry axis coinciding with the b -inertial axis of the molecule. Through the assignment of the main isotopologue as well as singly substituted heavy-atom isotopologues, including 13 C, 29 Si, and 30 Si, we were able to obtain a comprehensive gas-phase structure of diphenylsilane. The structure of diphenylsilane was compared with its oxygen analogue, diphenylether, including a discussion of the barrier height to the large-amplitude motion of the phenyl rings. Furthermore, the structural comparison was extended to include a range of C-Si bond lengths and bond angles from other organosilicon molecules where the silicon atom is bonded to aliphatic and/or aromatic moieties
Dynamic Numerical Model of Mucus Feeding in Gastropoda
Get PDFMolluscan mucus plays vital roles in various behaviors, particularly in feeding, by capturing food particles in a net-like structure. Recent findings underscore the role of snail saliva in particle retention by reducing particle loss following radula scraping. Given the challenges of studying snail saliva or mucus in small volumes, a numerical model using MATLAB is developed to simulate interactions between mucus, saliva, and food particles during feeding, focusing on varying viscosity, and adhesion levels. The study demonstrates that the adhesive and viscous properties of saliva are critical for particle capture, directly impacting feeding efficiency. Simulations show that higher adhesion (“stickiness”) in saliva enhances particle retention, consistent with observations that feeding efficiency depends on the physical properties of saliva. Furthermore, older viscous saliva can form boundary “belts” that direct younger, less viscous saliva with food particles toward the mouth, improving feeding efficiency by minimizing lateral diffusion. This protocol provides a flexible framework, enabling future parameter adjustments to explore how aquatic environments may select for saliva with increased shear resistance and stability, which are essential for the species' ecological adaptability. Additionally, this study presents a protocol for operating with arrays of variable lengths in numerical simulations
A Fungal Endophyte Alters Poplar Leaf Chemistry, Deters Insect Feeding and Shapes Insect Community Assembly
Get PDFFungal endophytes of grasses and other herbaceous plants have been known to provide plants with anti-herbivore defence compounds, but there is little information about whether the endophytes of trees also engage in such mutualisms. We investigated the influence of the endophytic fungus Cladosporium sp. on the chemical defences of black poplar (Populus nigra) trees and the consequences for feeding preference and fitness of herbivorous insects and insect community assembly. Endophyte colonisation increased both constitutive- and induced poplar defences. Generalist Lymantria dispar larvae preferred and performed better on uninfected over endophyte-infected poplar leaves, most likely due to higher concentrations of salicinoids in endophyte-inoculated leaves and the endophyte-produced alkaloid stachydrine. Under field conditions, the endophytic fungus shapes insect community assembly i. a. attracting aphids, which can excrete stachydrine. Our results show that endophytic fungi play a crucial role in the defence against insects from different feeding guilds and thereby structuring insect communities