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Equivalence of scalar-tensor theories and scale-dependent gravity
No full textWe present a novel equivalence between scale-dependent (SD) gravity and scalar-tensor theories
(STTs) that have only a single scalar field with a canonical kinetic term in the Einstein frame and
a conformal coupling to the metric tensor. In particular, we show that the set of well-behaved SD
gravity theories can be fully embedded into STTs in a unique way. Conversely, there are multiple
ways to write a STT as a SD theory. This equivalence is established both on the level of the actions
and on the level of field equations. We find that, in the context of this equivalence, the scale-setting
relation k(x) is naturally promoted to a dynamical field, which is made manifest by including a
corresponding kinetic term in the SD action. In addition, we demonstrate that the new equivalence
fits well into the framework of existing equivalences involving the aforementioned theories and
f (R)-gravity. Finally, we apply the equivalence relations to explicit examples from both SD gravity
and STTs
The Role of Biofuels in Decarbonizing EU Transport: Costs, Policies, and Technological Alternatives
No full textPotential and prospects for subsequent use of silo towers
No full textDie vorliegende Diplomarbeit mit dem Titel “Potenziale und Perspektiven der Nachnutzung von Silotürmen in Niederösterreich“ untersucht den Umgang mit bestehenden Silobauten in ländlichen Räumen und setzt sich mit ihrer künftigen Rolle auseinander. Im Zentrum der Betrachtung stehen dabei sowohl vollständig leerstehende Silos als auch Bauwerke, die bereits nach- und nebengenutzt werden, wie zum Beispiel durch PV-Anlagen oder gestalterische Interventionen. Die Silos prägen vielerorts das Landschaftsbild und werden oft als identitätsstiftende „Landmarks“ agrarischer Kulturlandschaften eingeordnet. Der strukturelle Wandel in der Landwirtschaft, veränderte Logistikwege und zunehmende Zentralisierung haben dazu geführt, dass einige Silos ihre ursprüngliche Funktion verloren haben. Damit rückt die Frage nach ihrer Weiterentwicklung und ihrem Potenzial für neue Nutzungen in den Fokus raumplanerischer Überlegungen. Ziel der Arbeit ist es, Einblicke in die Herausforderungen, Entscheidungsprozesse und Erfolgsfaktoren bei Nach- und Zusatznutzungsprojekten von Silotürmen zu geben. Es soll aufgezeigt werden, welche Möglichkeiten diese Bauten für neue Funktionen bieten und weshalb dadurch ein starker lokaler Mehrwert geschaffen werden kann. Die gewonnen Erkenntnisse verdeutlichen, welche Nutzungsansätze sich als besonders tragfähig erweisen, wo zentrale Hürden bestehen und in welchen Bereichen Potenziale bislang ungenutzt bleiben. Dadurch leistet die Arbeit einen Beitrag zum Verständnis von Entwicklungsoptionen und Grenzen im Umgang mit diesen besonderen Bauwerken. Methodisch basiert die Arbeit auf einer umfassenden Literaturrecherche, ergänzt durch eine Fallstudienanalyse, bei der bereits realisierte, geplante und nicht umgesetzte Projekte systematisch untersucht wurden. Qualitative Hintergrund-gespräche mit Expert:innen, Projektbeteiligten sowie Vertreter:innen aus der Politik dienen dazu Entscheidungsprozesse, Rahmenbedingungen und Hemmnisse besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass die architektonische und räumliche Qualität der Silos in Verbindung mit ihrer landwirtschaftlichen Präsenz ein breites Spektrum an Nach- und Nebennutzungen, von kulturellen, künstlerischen bis hin zu energetischen Nutzungen, ermöglicht. Darüber hinaus verdeutlichen die untersuchten Beispiele, dass auch vollständige Umnutzungen im Sinne von Mischnutzungskonzepten realisierbar sind, etwa durch die Kombination von unterschiedlichen Verwendungen eines Gebäudes. Projekte mit künstlerischer oder gestalterischer Intervention zeigen, dass schon vergleichsweise kleine Eingriffe, etwa durch Fassadengestaltung, eine hohe Wirkung entfalten können. Sie tragen zur Bewusstseinsbildung in der Bevölkerung bei, stärken die lokale Identität und regen Diskussionen über den Wert und die Zukunft solcher Bauwerke an. Solche Maßnahmen fungieren häufig als Impulsgeber:in für weiterführende Nachnutzungsinitiativen und machen sichtbar, dass nicht jede Transformation zwingend eine vollständige Umnutzung erfordert, um einen Mehrwert für eine Gemeinde zu schaffen. Zentral ist die Rolle der Gemeinden als Schlüsselakteur:innen im Prozess der Nachnutzung. Selbst wenn die Gemeinde den Silo nicht selber entwickelt, sind sie entscheidend bei der Initiierung, Moderation und Unterstützung solcher Projekte. Förderprogramme können dabei wichtige Impulse geben und wirtschaftliche Hürden abmildern, besonders in Fällen, bei denen die Rentabilität nicht das alleinige Entscheidungskriterium ist. Insgesamt wird deutlich, dass Silotürme weit mehr als reine Funktionsbauten der Agrarwirtschaft sind. Sie verkörpern ein Stück regionaler Geschichte und Identität, das durch kreative Nach- und Nebennutzungen neu interpretiert werden kann. Die Arbeit zeigt auf, welche Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Transformation förderlich sind, zugleich aber auch welche technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen sie mit sich bringt. Damit leistet sie einen Beitrag zum besseren Verständnis des planerischen als auch gesellschaftlichen Umgangs mit diesen Bauwerken und eröffnet Perspektiven für eine nachhaltige Weiterentwicklung des ländlichen Raums.This thesis investigates the potentials and perspectives of the silo landscape in Austria, with particular focus on Lower Austria. Given the regional distribution of projects and the historical density of silos, the analysis extends selectively to neighboring areas such as Burgenland and Vienna, where considering the broader context proves meaningful. Agricultural silos have long represented central infrastructures for grain storage and continue to fulfill this role in many locations. Nevertheless, structural changes in agriculture and shifting storage capacities have led to a growing number of unused or underutilized silos. These striking towers remain highly visible landmarks within peri-urban landscapes, raising the question of how they might be adapted for future purposes.To date, no comprehensive analysis has examined which reuse projects have already been implemented in Austria, which are in planning, or which have been conceived but ultimately not realized. This thesis addresses that gap through a case study-based approach, supported by literature review and backround interviews with stakeholders. By systematically comparing a diverse set of projects, it identifies recurring processes, challenges, and strategies that shape silo reuse.The findings demonstrate that a broad spectrum of potential uses exists. However,the realization of complete conversions often fails, mainly due to a shortage of investment or other funding sources. Projects involving artistic transformation have the highest success rate. These projects reveal a strong capacity to enhance local identity and act as catalysts for further community engagement and future reuse initiatives.Ultimately, this work shows that silos are not merely remnants of an agrarian past but rather special buildings that bring specific challenges while offering a wide range of opportunities for reuse and complementary functions. The results provide practical recommendations supporting both the preservation of rural cultural heritage and the development of resilient, multifunctional spaces
The Perfect Game with the Help of a Dart Robot
No full textDiese Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung eines bestehenden Dartroboters, welcher es ermöglicht, einen geworfenen Dartpfeil zu fangen. Bei dem Dartroboter handelt es sich um einen planaren Seilroboter, der eine Dartscheibe durch translatorische und rotatorische Bewegungen so platziert, sodass der Dartpfeil in einem gewünschten Feld gefangen wird. Mit Hilfe eines Kamerasystems, bestehend aus sechs Infrarotkameras, wird der Dartpfeil während des Fluges verfolgt und aus diesen Informationen sein Einschlagpunkt geschätzt. Anschließend positioniert der Dartroboter die Dartscheibe schnellstmöglich so, dass der Dartpfeil auf dem gewünschten Feld gefangen wird.Zunächst wird der Zustandsbeobachter für das Schätzen der Pose des Dartpfeils robust gegenüber dem teilweisen Verlust von Messdaten weiterentwickelt. Weiters wird ein DartTracking-Algorithmus entworfen, der es ermöglicht, bis zu drei Dartpfeile gleichzeitig in Echtzeit zu verfolgen. Dazu werden mit Hilfe eines sogenannten Gates falsch detektierte Messungen herausgefiltert. Mit einem Global-Nearest-Neighbor-Ansatz werden die vom optischen Tacking-System erfassten Messungen den entsprechenden Dartpfeilen zugeordnet. Dabei werden zwei Methoden verglichen, das sind die Ungarische Methode und der JV-Algorithmus. Zweiterer stellte sich als deutlich effizienter für die Anwendung in Echtzeit heraus. Die Versuche mit dem finalen Tracking-Algorithmus zeigen, dass dieser sowohl einen einzelnen als auch alle drei Darts zuverlässig verfolgen kann.Eine weitere Verbesserung wurde bei der Positioniergenauigkeit der Dartscheibe des Roboters entwickelt. Dazu wird die Dartscheibe mit Hilfe der Kameras messtechnisch erfasst und diese Informationen werden zusammen mit einem mathematischen Modell in einem Zustandsbeobachter genutzt, um die Pose der Scheibe zu schätzen. Ein Vergleich mit der zuvor verwendeten Vorwärtskinematik zeigt, dass die Schätzung bei stationären Werten eine bessere Genauigkeit erreicht. Weiters werden vom Zustandsbeobachter auch Schwingungen des Roboters erfasst, die in der Vorwärtskinematik nicht sichtbar sind.Die in dieser Arbeit durchgeführten Verbesserungen des Dartroboters werden in einem abschließenden Experiment verifiziert, bei dem das perfekte Spiel zehn Mal in Folge gespielt wird. Die Treffergenauigkeit weist eine Standardabweichung im Bereich σ ∈ {0.75 mm, 1.3 mm} auf. Dies zeigt in Relation zur Größe der Felder (Durchmesser Bull’s Eye 12.7 mm, Höhe Triple-Felder 8 mm) die hohe Genauigkeit des Dartroboters.This thesis presents the further development of an existing dart robot capable of catching a thrown dart in mid-air. The system is implemented as a planar cable-driven robot that positions a dartboard through translational and rotational movements so that the dart can be caught in a desired target field. A camera system consisting of six infrared cameras tracks the dart during flight and provides measurements used to estimate its predicted impact point. The dart robot then positions the dartboard as quickly as possible so that the dart is caught on the desired field.First, the state observer for estimating the dart’s pose is further developed to be robust against partial data loss. Next, a dart tracking algorithm is designed that enables the real-time tracking of up to three darts simultaneously. Falsely detected measurements are filtered out using a so-called gate. A global nearest neighbor approach is used to assign the measurements acquired by the optical tracking system to the corresponding darts. Two methods are compared: the Hungarian method and the JV algorithm. The latter proved to be significantly more efficient for the real-time application. Tests with the final tracking algorithm demonstrate that it can reliably track both a single dart and all three darts simultaneously.A further improvement was developed for the positioning accuracy of the robot’s dartboard. For this purpose, the dartboard is measured using cameras, and this information, along with a mathematical model, is used in a state observer to estimate the dartboard’s pose. A comparison with the previously used forward kinematics shows that the estimation achieves better accuracy for steady-state values. Furthermore, the state observer also detects robot vibrations, which are not visible in the forward kinematics.The improvements to the dart robot implemented in this work are verified in an experiment where the perfect game is played ten times consecutively. The accuracy shows a standard deviation in the range σ ∈ {0.75 mm, 1.3 mm}. This demonstrates the high accuracy of the dart robot in relation to the size of the segments (bull’s eye diameter 12.7 mm, triple segment height 8 mm)
Asset Integration and Processing in a Holistic Large-scale Railway Infrastructure Simulation System
Full text linkEisenbahnen haben einen relativ hohen Anteil am öffentlichen Verkehr und am Güterverkehr, denn sie sorgen für klimaneutrale, geldsparende und erlebnisreiche Mobilität im Alltag. Neben ihrem Marktanteil spielen der Betrieb und die Instandhaltung der Eisenbahninfrastruktur eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Nachhaltigkeit der hochkomplexen und aufwendigen Eisenbahnsysteme. Zu diesem Zweck wird die Eisenbahninfrastruktur tendenziell digitalisiert, was die vorausschauende Überwachung und Wartung verschiedener Teilsysteme des Systems wie Schienenfahrzeuge, Brücken, Tunnel, Gleise und Weichen in einer virtuellen Umgebung ermöglicht. Seit einigen Jahren wird die Technologie des digitalen Zwillings (DT) als ein potenzieller Kandidat zur Verbesserung der Digitalisierungsaufgabe im Eisenbahnsektor angesehen. In diesem Fall interagiert das reale System mit seiner virtuellen Variante, wobei die beiden Systeme Modelle und Daten sowie Simulationen untereinander austauschen. Für die Eisenbahndigitalisierung sind Simulationen von enormer Bedeutung, um die realen Szenarien zu beobachten und die daraus resultierenden Ergebnisse virtuell vorherzusagen. Dies liefert viele wertvolle Einblicke in die Maßnahmen, die im Rahmen des Bahnbetriebs und der Instandhaltung in Zukunft ergriffen werden sollten. Diese Dissertation zielt darauf ab, die Lücke zwischen Eisenbahnsimulationsressourcen (Modell+Daten) und einer DT-Plattform namens Rail for Future (R4F) zu schließen, indem verschiedene Integrationsstandards, Methoden und Ansätze vorgeschlagen werden, einschließlich Open-Source- oder kommerzieller Softwaretools, Pakete, Bibliotheken, Lizenzen, Schnittstellenstandards, Codebearbeitung, Modell- und Datenverarbeitung. Durch die Verwendung der gesamten Methodik, die in dieser Arbeit vorgestellt wird, können alle Simulationsressourcen, die mit dem Eisenbahninfrastruktursystem zusammenhängen, in die Plattform integriert und verarbeitet werden. Somit können die Eisenbahninfrastrukturmanager und Zugbetreiber in Zukunft die Simulationen, die auf verschiedenen Eisenbahnanwendungsfällen basieren, in der Plattform visualisieren und steuern.Railways have a relatively high share in public and freight transportation, because they provide climate-neutral, money-saving and adventurous mobility in daily life. Aside from their retail in the market, the railway infrastructure operation and maintenance play a significant role in keeping the sustainability of the railway systems, which is highly complex and elaborate. For this, the railway infrastructure is tended to be digitalized, which helps to predictively monitor and maintain different subsystems of the system including the rail vehicle, bridge, tunnel, track and turnout in a virtual environment. Since few years, the digital twin (DT) technology is foreseen as a high potential candidate to enhance the digitalization task for the railway sector. In this case, the real system interacts with its virtual side, where the two parties exchange model and data including simulation between each other. For the railway digitalization, simulations are enormously important to observe the real world scenarios and then to predict their consequent outputs virtually beforehand. This gives many valuable insights about actions, which should be done inside of the railway operation and maintenance in future. This dissertation aims to fill the gap between railway simulation assets (model+data) and a DT platform called Rail for Future (R4F) by suggesting to apply various integration standards, methods and approaches including open-source or commercial software tools, packages, libraries, licenses, interface standards, code editing, model and data processing. By using the entire methodology, provided from this work, all of the simulation assets, related to the railway infrastructure system, are able to be integrated and processed in the platform. Thus, the railway infrastructure managers and train operators can visualize and control the simulations, based on different railway use cases, in the platform in future
Emerging Magnetoresistive Memories
No full textNonvolatile CMOS-compatible spin-transfer torque (STT) and spin-orbit torque (SOT) magnetoresistive random access memories (MRAMs) exhibit high speed, endurance, and long retention when compared to competing technologies. These advanced devices are composed of multiple magnetic layers, which are separated by tunnel barriers and non-magnetic metalic spacers. To effectively model magnetization dynamics in such complex structures, we employ a coupled spin and charge transport approach accurately capturing spin accumulation and the torques acting on ferromagnetic layers. We apply appropriate boundary conditions at the interfaces to evaluate spin and charge transport in metallic spin valves and magnetic tunnel junctions. Our approach has demonstrated versatility in several areas, including the accurate evaluation of the operation of ultra-fast multilayer STT-MRAM, achieving magnetic field-free switching in SOT-MRAM with a heavy metal/ferromagnetic stack, and managing magnetization in the strained noncollinear antiferromagnet Mn3Sn. By integrating an Mn3Sn layer with a ferromagnetic layer, we enable electrical control over magnetization, thus creating opportunities for future field-free SOT-MRAM devices
Portfolio splitting: the case of dividends
No full textWir betrachten den Wert der erwarteten diskontierten Dividenden als Risikomaß für den Reserveprozess eines Versicherungsunternehmens. In „Controlled diffusion models for optimal dividend pay-out“ von Asmussen und Taksar (1997) wurde gezeigt, dass die optimale Dividendenstrategie von sogenannter Bang-Bang-Form ist. Dabei handelt es sich um eine Barriere-Strategie, die entweder gar keine Dividenden oder die maximal zugelassenen Dividenden auszahlt, je nachdem, ob die Reserve unter oder über der Barriere liegt.Nun bilden wir ein neues Risikomaß, das eine bessere Vergleichbarkeit von Versicherungsunternehmen mit unterschiedlichen Risikoprofilen ermöglichen soll. Das Kollektiv des Versicherungsunternehmens wird in zwei unabhängige Portfolios aufgeteilt. Die Reserve des ersten Portfolios schüttet Dividenden aus und hat ein verbessertes Risikoprofil im Vergleich zum Ausgangszustand. Die Reserve des zweiten Portfolios schüttet nicht aus, mit dem Ziel, den Ruin hinauszuzögern. Der Wert der erwarteten diskontierten Dividenden der ersten Reserve (ausgezahlt nach der ursprünglichen Bang-Bang-Strategie) wird mit einem Vorfaktor multipliziert, der von der Ruinzeit der Reserve des zweiten Portfolios abhängt.In dieser Diplomarbeit werden hinreichende Bedingungen hergeleitet, unter denen die Wertfunktion, die sich aus diesem Produktmaß ergibt, die klassische Wertfunktion übertrifft.We consider the value of the expected discounted dividends as a risk measure for the reserve process of an insurance company. In “Controlled diffusion models for optimal dividend pay-out” by Asmussen and Taksar (1997), it was shown that the optimal dividend strategy is of the so-called bang-bang form. This is a barrier strategy that pays either no dividends or the maximum admissible dividends, depending on whether the reserve lies below or abovethe barrier. We then introduce a new risk measure that is intended to allow for better comparability of insurance companies with different risk profiles. The portfolio of the insurance company is split into two independent sub-portfolios. The reserve of the first portfolio pays dividends and exhibits an improved risk profile compared to the original setting. The reserve of the second portfolio does not pay dividends, with the aim of delaying ruin. The value of the expected discounted dividends of the first reserve (paid according to the original bang-bang strategy) is multiplied by a prefactor that depends on the ruin time of the second reserve.In this diploma thesis, sufficient conditions are derived under which the value function resulting from this product measure dominates the classical value function
Senior Residence in Ferizaj: Space for Generations
Full text linkDiese Diplomarbeit untersucht die Frage, wie zeitgemäße Wohnformen für ältere Menschen im Kosovo architektonisch entwickelt werden können, wobei der Fokus auf der Gestaltung von Wohnraum liegt, der den Bedürfnissen dieser Zielgruppe gerecht wird. Die Stadt Ferizaj ist der Ausgangspunkt. Dort entsteht ein Modell, das auf die sozialen und demografischen Veränderungen einer alternden Gesellschaft reagiert. Zentral ist dabei die Lage vieler Seniorinnen und Senioren, die durch die Abwanderung junger Menschen häufig ohne familiäre Unterstützung zurückbleiben. Der Entwurf arbeitet mit einer terrassierten Gebäudestruktur. Er sieht auf mehreren Ebenen begrünte Aufenthaltsflächen vor. Horizontale und vertikale Begrünungen verstärken den Bezug zur Natur. Ein Innenhof übernimmt eine doppelte Funktion. Er bietet Rückzugsmöglichkeiten. Gleichzeitig schafft er einen Raum der Begegnung. Die innere Organisation begünstigt zufällige Kontakte und eröffnet Chancen für ein aktives und gemeinschaftlich geprägtes Leben, in dem Bewohnerinnen und Bewohner sich mit anderen austauschen und neue Kontakte knüpfen können. Ein besonderes Merkmal des Projekts ist die Zusammenarbeit mit Schulen vor Ort. Die Förderung des Dialogs zwischen den Generationen und die Ermöglichung wertvoller Erfahrungen auf beiden Seiten werden durch gemeinsame Aktivitäten zwischen den Bewohnerinnen und Bewohnern sowie den Schülerinnen und Schülern erreicht. Flexible Gemeinschaftsräume ergänzen diesen Ansatz und erleichtern die Einbindung in das soziale Leben. In den landschaftlichen Kontext eingebettet und mit Blick auf das Sharr-Gebirge versteht sich der Entwurf als Modell für eine zukunftsorientierte Form des Wohnens im Alter, die sowohl die Bedürfnisse der Bewohner als auch die Anforderungen des Umfelds erfüllt. Architektonische Qualität wird mit sozialer Verantwortung verbunden, und es werden Wege aufgezeigt, wie Würde, Gemeinschaft und Lebensqualität im Alter gewährleistet werden können.This thesis examines how contemporary forms of housing for older people in Kosovo can be developed from an architectural perspective, focusing on living environments that meet the needs of this group. The city of Ferizaj serves as the starting point, where a model is developed that responds to the social and demographic changes of an ageing society. Particular attention is paid to the situation of many seniors who, owing to the out-migration of younger generations, are often left without direct family support.The design adopts a terraced building structure with planted recreational areas across several levels. Horizontal and vertical greening strengthens the connection to nature. At the centre of the scheme, the courtyard provides places to withdraw as well as settings where social life can unfold. The internal organisation encourages casual encounters and opens opportunities for an active, community-oriented life in which residents can exchange ideas and form new connections.A distinctive feature of the project is its collaboration with local schools. Activities run with students build bridges between generations and benefit both sides, and versatile shared spaces underpin this process and help weave it into everyday community life.Embedded in the landscape and oriented towards the Sharr Mountains, the design positions itself as a model for future-oriented housing for older people that meets both residents’ needs and contextual requirements. It combines architectural quality with social responsibility and outlines ways in which dignity, community and quality of life can be ensured in later years
Housing, homelessness and mental health: towards systems change
No full textThis research progresses the priority areas identified by the National Mental Health Commission and provides evidence about the systemic issues and policy levers to provide housing and services for people with lived experience with mental ill health
Writing the Ideal Feminist City: Helen Rosenau’s Thoughts on Architecture in the European 20th Century
No full textThis text considers questions that can be asked about Helen Rosenau’s (1900 –1984) publication The Ideal City in its Architectural Evolution in Europe (1959). In the context of contemporary understandings, it explores the way in which these questions are posed and the content that is reconstructed. It examines the connections between architecture and writing, architecture and books, and cities and writing, as well as Helen Rosenau’s reflections on the 20th city from an intersectional, queer-feminist perspective, including its characteristics and demands. It also aims to show how the book itself can be seen as a textual and written city, as well as a claim for a (queer-)feminist city. The analysis aims to demonstrate that the book itself is a resource for historical queer-feminist research and a document of scientific structures and their disappearance. It asks what possibilities there are for dealing with a text that has been written out of history. It thus constitutes a historiographical-epistemological study of Rosenau’s The Ideal City, with the aim of raising further questions and examining different structures and textures, not in parallel, but simultaneously