256869 research outputs found
Sort by
High-precision multi-shuttle operation of a segmented stator permanent magnet linear synchronous motor
No full textDue to their high performance and flexibility, permanent magnet linear synchronous motors (PMLSMs) are widely used in industrial systems. Innovative motor designs incorporate stator segments with varying curvatures, enabling the realization of complex PMLSM geometries. One key advantage of PMLSMs is their capability to operate multiple moving units (shuttles) independently and simultaneously, enhancing system flexibility and throughput. However, the segmented stator design and the close-proximity operation of multiple shuttles introduce additional control challenges. These stem from interactions between the shuttles’ permanent magnets (PMs), overlapping current patterns, and manufacturing and mounting tolerances. High-precision position tracking is critical in industrial applications such as manufacturing processes. This paper proposes a real-time capable correction method to mitigate the impact of overlapping currents on the shuttles’ tractive force. A two-degree-of-freedom position controller is augmented with an iterative learning control (ILC) strategy to achieve high-precision position tracking of multiple shuttles operating in close proximity. Experimental results demonstrate excellent tracking performance along the entire curvilinear track within segments and at segment transitions while consistently maintaining the desired shuttle spacing, even for very small distances
Polynomial valuations on convex functions and their maximal extensions
No full textA unified framework to investigate polynomial valuations on various spaces of convex functions is introduced. It is shown that these different spaces of valuations can be essentially studied as one single class of valuations defined on a particular cone of convex functions. The corresponding extension problem reduces to a single geometric obstruction on the support of these valuations. As an application, explicit integral representations for a subclass of these valuations are established
Temperature modeling and pulse shaping strategies for energy optimization in 2T-SOT-MRAM
No full textA fully 3D model coupling spin, charge, magnetization, and temperature dynamics has been employed to study the two-terminal spin–orbit-torque magnetoresistive random-access memory (2T-SOT-MRAM). To account for heating from tunneling electrons, we applied an asymmetric heating model near the tunnel barrier, revealing that symmetric model can underestimate free layer temperature increase by over 25%. We further employ the model to simulate switching of the 2T-SOT-MRAM under different voltage pulse shapes and show that the pulse-shaping strategies can not only reduce power consumption by more than 30%, but also significantly reduce peak temperature of the device during writing
Zeroshop - Zero-Shot Object Pose Estimation in Unconstrained Environments
Get PDFDie robotische Manipulation unbekannter Objekte stützt sich häufig auf Zero-Shot-Methoden zur 6D-Objektposenschätzung, die typischerweise ein Mesh als Referenzrepräsentation verwenden. Die Erstellung hochauflösender Meshes erfordert jedoch in der Regel spezialisierte hardwarebasierte 3D-Scanning-Technologien und manuelle Nachbearbeitung. Die Entwicklung einer automatisierten Softwarelösung, die lediglich ein Objektvideo als Eingabe benötigt, könnte den Bedarf an teurer Hardware eliminieren, die Zugänglichkeit erhöhen und den manuellen Aufwand reduzieren. Neue Techniken zur Novel View Synthesis (NVS), darunter 2D Gaussian Splatting (2DGS) und Sparse Voxels Rasterization (SVRaster), rekonstruieren iterativ uneingeschränkte Umgebungen, um fotorealistische 3D-Szenen zu erzeugen, wobei eine präzise Oberflächenrekonstruktion als Nebenprodukt entsteht. Folglich bestand das Hauptziel dieser Forschung darin, eine automatisierte Mesh-Generierungspipeline zu entwickeln, die diese hochwertigen 3D-Informationen integriert und aus Datenerfassung, Kameraregistrierung und Punktwolkengenerierung, metrischer Höhenschätzung sowie anschließender NVS-basierter Mesh-Generierung besteht. Bei erfolgreicher Kameraregistrierung durch MASt3R-SfM oder VGGT erzeugt 2DGS hochpräzise Meshes innerhalb von Minuten, während SVRaster Meshes mit geringerer geometrischer Genauigkeit produziert, das Training aber nur Sekunden dauert. Für die metrische Skalierung lieferte die Kombination von nahansichtigen objektzentrierten Bildern und weitwinkligen Scanszenenbildern mittels MASt3R konsistente Schätzungen. Die Evaluierung mit BOP YCB-V zeigt eine starke Leistung bei den Segmentierungs- und Posenschätzungsmethoden CNOS, SAM-6D und FoundationPose, ohne signifikante Unterschiede zwischen den 2DGS- und SVRaster-Meshes. Schließlich deuten empirische robotische Greifexperimente mit Supermarktobjekten und der leistungsstärksten Posenschätzungspipeline CNOS/FoundationPose auf eine robuste Leistung selbst bei moderaten Skalierungsfehlern in den generierten Meshes hin.Robotic manipulation of unseen objects often relies on zero-shot 6D object pose estimation methods, which typically employ a mesh as a reference representation. However, constructing high-fidelity meshes generally requires specialized hardware-based 3D scanning technologies and manual editing. The development of an automated software solution that requires only an object video as input could eliminate the need for expensive hardware, increase accessibility, and reduce the need for human intervention. Recently proposed Novel View Synthesis (NVS) techniques, including 2D Gaussian Splatting (2DGS) and Sparse Voxels Rasterization (SVRaster), iteratively reconstruct unconstrained environments to generate photorealistic 3D scenes, with accurate surface reconstruction emerging as a byproduct. Consequently, the primary objective of this research was to develop an automated mesh generation pipeline that integrates this high-quality 3D information, comprising Data Acquisition, Camera Registration and Pointcloud Generation, Metric Height Estimation, and subsequent NVS Mesh Generation. Given successful camera registration with MASt3R-SfM or VGGT, 2DGS produces highly accurate meshes in minutes, while SVRaster produces meshes with lower geometric accuracy but achieves training in seconds. For metric scale estimation, grounding near-view object-centric images with far-view scanning scene images using MASt3R yields consistent estimates. Evaluation with BOP YCB-V demonstrates strong performance on the segmentation and pose estimation methods CNOS, SAM-6D, and FoundationPose, with no significant differences between the 2DGS and SVRaster meshes. Finally, empirical robotic grasping experiments with supermarket objects and the best-performing perception pipeline CNOS/FoundationPose indicate robust performance even in the presence of moderate scale errors in the generated meshes
Untersuchung der photothermischen Eigenschaften von Eisenoxid mittels paramagnetischer Resonanz: Optimierte photothermische Therapie
No full textDas Aufkommen von Nanopartikeln und deren Einsatz in der Medizin hat neue Möglichkeiten für personalisierte Medizin und theranostische Ansätze in der Krebstherapie eröffnet. Anwendungen von Nanopartikeln in der Medizin reichen von bildgebenden Verfahren über Medikamentenabgabe, Photothermie und Magnetothermie bis hin zu Immuntherapie. In der breiten Palette vefügbarer Nanopartikel spielen magnetische Nanopartikel aufgrund ihrer möglichen Verwendung in der Magnetresonanztomographie (MRT) eine wichtige Rolle.Eisenoxid-Nanopartikel besitzen sowohl magnetische Eigenschaften, wegen derer sie bereits als MRT-Kontrastmittel eingesetzt werden, als auch exzellente photothermische Eigenschaften, was erst seit Kurzem erforscht wird. In der photothermischen Therapie wird das Licht eines Lasers im nahen Infrarotbereich durch einen Wirkstoff zu Hitze umgewandelt, um Tumorgewebe zu zerstören. Im Idealfall sollte die Hitze nur lokal den Tumor und nicht das umliegende gesunde Gewebe schädigen. Dies wird als "Hot Spot"-Effekt bezeichnet.Um die Wärmeausbreitung auf der Nanoskala untersuchen zu können, ist Nanothermometrie notwendig. Obwohl es in diesem Bereich Fortschritte mit fluoreszenten Sonden und thermosensitiven Reaktionen nahe der Partikeloberfläche gibt, existieren kaum Methoden, die ein Signal vom Kern der Nanopartikel verwenden. Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR) von Eisesnoxid-Nanopartikeln generiert ein Signal aus dem Inneren der Nanopartikel. Es ist bekannt, dass das ESR-Spektrum von Eisenoxid-Nanopartikeln sich mit der Temperatur verändert. Diese Tatsache wurde verwendet, um eine in operando Nanothermometrie-Methode zu entwickeln, die während der Laserbestrahlung der Probe eingesetzt werden kann.Um ein ideales Modell für die Arbeit zu finden, wurden mehrere Arten von Eisenoxid-Nanopartikeln synthetisiert. Durch thermische Zersetzung hergestellte Magnetit-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 26-28 nm wurden Maghemit- und Magnetit-Nanopartikeln, die durch Koprezipitation hergestellt worden waren, vorgezogen. Um die ausgewählten Nanopartikel wurden auch Beschichtungen aus mesoporösem und nicht-porösem Siliziumdioxid hergestellt, um Stabilität und Hydrophilie zu gewährleisten.Aufgrund temperaturbedingter irreversibler Änderungen der EPR-Spektrums der unbeschichteten Magnetit-Partikel wurde die Stabilität dieser Nanopartikel in verschiedenen Lösungsmitteln untersucht. Kinetische ESR-Messungen bei erhöhter Temperatur zeigten eine Veränderung des Signals in TBB, THF und CHX. Stabiles Verhalten wurde in CHCl3 beobachtet. Oxidation der Nanopartikel wird als Grund für die Veränderung vermutet, weitere Forschung in diesem Bereich könnte zu wichtigen Erkenntnissen über die Oberflächenchemie der Nanopartikel führen. Die Magnetit-Nanopartikel in CHCl3 waren auch unter Laserbestrahlung nicht stabil, die beschichteten Nanopartikel zeigten jedoch vielversprechendes Verhalten. Temperaturkalibrationen wurden in situ vor der Bestrahlung durchgeführt. Temperaturerhöhungen von bis zu 36 K bei 7.6 W/cm^2 Laserleistung konnten erzielt werden. Eine Kombination mit Cu(acac)2 als Sonde für die Temperatur der Umgebung lieferte keinen Unterschied in den Temperaturen, was die Notwendigkeit der Verbesserung der Eigenschaften der Nanopartikel zeigt, um einen "Hot Spot"-Effekt zu erreichen. ESR wurde erfolgreich für Nanothermometrie während der Laserbestrahlung eingesetzt mit Temperaturungenauigkeiten zwischen 0.34 K und 1.45 K. Weitere Studien mit der Kombination von Temperatursonden für den Kern, die Oberfläche und die Umgebung der Nanopartikel werden dazu beitragen, das Verständnis der Wärmeausbreitung auf der Nanoskala zu vertiefen.In cancer therapy, the emergence of nanoparticles and their use in medicine has givenrise to new possibilities for personalized medicine and theranostic approaches. Applicationsinclude imaging, drug delivery, photothermia, magnetothermia and immunotherapy. Amongthe wide array of available nanoparticles, magnetic nanoparticles play an important role dueto their potential use in magnetic resonance imaging (MRI).Iron oxide nanoparticles exhibit magnetic properties, which has already led to their use asan MRI contrast agent, and were recently discovered to be excellent photothermal agents.In photothermal therapy, tissues are destroyed by using heat produced by an agent thatconverts the energy of a near infrared (NIR) laser used to irradiate the tumor. Ideally, theheat should only affect the cancerous tissues very locally without damaging surroundinghealthy tissues - a “hot spot” effect is desired.The investigation of heat propagation at the nanoscale is faced with the need of nanothermometry.While there are advances with fluorescent probes and thermosensitive reactionsnear the nanoparticles’ surfaces, few methods are able to probe the core of the nanoparticles.Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of iron oxide nanoparticles generatesa signal from the ions within the nanoparticles. It is known that the EPR spectrum of ironoxide nanoparticles changes with temperature. This fact was used to conceptionalize an inoperando nanothermometry during laser irradiation.Several types of iron oxide nanoparticles were synthesized in order to find an ideal modelfor the study. Magnetite nanoparticles produced by thermal decomposition with a diameterof 26-28 nm were chosen over maghemite and magnetite nanoparticles produced by coprecipitation.Coatings for the selected nanoparticles with mesoporous and non-porous silicalayers were synthesized for stability and hydrophility.Due to temperature-induced irreversible changes in the EPR signal of magnetite, thestability of the nanoparticles in different solvents was tested. Kinetic measurements in EPRat elevated temperature showed evolution of the signal in TBB, THF and CHX. A stablebehaviour was found in CHCl3. Oxidation of the nanoparticles is suspected as a reason forthe evoluting signal, further studies could give interesting insights into the surface chemistryof these nanoparticles.Magnetite nanoparticles in CHCl3 were not stable during laser irradiation, but the silicacoatedparticles showed promising behaviour. Temperature calibrations were performed insitu before laser irradiation. Temperature increases of up to 36 K at 7.6 W/cm2 laserpower were observed. A combination with Cu(acac)2 as a probe for the solvent temperatureshowed no difference between the temperatures, indicating the necessity of improving thenanoparticles’ properties to attain a “hot spot” effect.EPR was successfully used for nanothermometry during laser irradiation, with temperatureinaccuracies ranging from 0.34 K to 1.45 K. Further studies with combination oftemperature probes for the core, surface and environment of the nanoparticles will help togain a deeper understanding of heat propagation at the nanoscale
New Belgrade – from post-socialist fragmentation to spatial repair
No full textDiese Diplomarbeit widmet sich dem Stadtteil Neu Belgrad als paradigmatischem Stadtraum des postsozialistischen Jugoslawiens, dessen Entwicklung von wiederkehrenden politisch-ökonomischen Umbrüchen, unvollendeten Planungen und zunehmender Fragmentierung geprägt ist. Während Neu Belgrad ursprünglich die Vision einer modernistischen Hauptstadt mit klaren räumlichen Ordnungen, großzügigen Grünräumen und einer monumentalen zentralen Achse darstellte, führten der Zusammenbruch des sozialistischen Systems, Privatisierungen und ein profitorientieter „Investoren-Urbanismus“ seit den 1990er Jahren zu einer tiefgreifenden Zergliederung auf diversen Ebenen.Aufbauend auf einer detaillierten Analyse der räumlichen, funktionalen, politischökonomischen, ökologischen und sozialen Fragmentierung entwickelt die Arbeit eine städtebauliche Strategie der räumlichen Reparatur, die an die ursprüngliche Logik Neu Belgrads anschließt, unterbrochene räumliche Beziehungen neu ordnet und die zentrale Achse zwischen Palast Serbiens und Bahnhof als strukturierendes Rückgrat reaktiviert. Die vorgeschlagene Reorganisation setzt auf Querbezüge, die Ausbildung klarer räumlicher Kanten, die Wiederherstellung zusammenhängender Freiräume sowie die Stärkung sozialer und funktionaler Durchmischung. Die Arbeit zeigt, dass Neu Belgrad trotz seiner oftmals widersprüchlichen Transformationsprozesse über ein beträchtliches räumliches Potenzial verfügt, welches durch präzise Eingriffe, nachhaltige Freiraumstrategien und einer Orientierung am öffentlichen Interesse aktiviert werden können. Die räumliche Reparatur wird damit zu einem planerischen Ansatz, der die Zentrale Zone Neu Belgrads in eine zukunftsfähigere Entwicklung überführt.This thesis focuses on the district of New Belgrade as a paradigmatic urban space of post-socialist Yugoslavia, whose development has been marked by recurring political and economic upheavals, unfinished plans, and increasing fragmentation. While New Belgrade originally representedthe vision of a modernist capital city with clear spatial arrangements, generous green spaces, and a monumental central axis, the collapse of the socialist system, privatization, and profit-oriented “investor urbanism” since the 1990s have led to profound fragmentation on various levels.Based on a detailed analysis of spatial, functional, political -economic, ecological, and social fragmentation, the work develops an urban planning strategy for spatial repair that ties in with the original logic of New Belgrade, reorganizes interrupted spatial relationships, and reactivatesthe central axis between the Palace of Serbia and the train station as a structuring backbone. The proposed reorganization focuses on crossreferences, the formation of clear spatial edges, the restoration of contiguous open spaces, and the strengthening of social and functional diversity.This thesis shows that, despite its often contradictory transformational processes, New Belgrade has considerable spatial potential that can be activated through precise interventions, sustainable open space strategies, and a focus on the public interest. Spatial repair thus becomes a planning approach that transforms the central zone of New Belgrade into a more sustainable development
Die R-Strategien der Kreislaufwirtschaft: Ein Werkzeugkasten für zirkuläre Wertschöpfung
No full textDas lineare Wirtschaftsmodell führt zu steigendem Ressourcenverbrauch, Müllbergen, hohen CO2-Emissionen und Biodiversitätsverlust. Darüber hinaus verstärkt es ökonomische Abhängigkeiten und erhöht systemische Risiken in globalen Wertschöpfungsketten. Ein wesentlicher Hebel, um die vielfältigen negativen Auswirkungen der aktuell vorherrschenden Wirtschaftsweise einzudämmen, ist die Kreislaufwirtschaft, die auch für Unternehmen enorme Potenziale bietet.
Dieses Handbuch vermittelt eine interdisziplinäre Gesamtsicht auf die Kreislaufwirtschaft – von den theoretischen Grundlagen bis zur praktischen Umsetzung im Unternehmen. Es vereint wirtschaftliche, technische, rechtliche und politische Perspektiven und schafft damit ein praxisnahes Verständnis der Chancen, Risiken und Erfolgsfaktoren zirkulärer Geschäftsmodelle. Zudem verbindet es wirtschaftliche Steuerungslogiken mit rechtlichen und politischen Rahmenbedingungen – von EU-Regulierung über Wettbewerbs- und ESG-Recht bis hin zu globalen Handels- und Lieferkettenfragen. Damit ermöglicht das Werk einen ganzheitlichen Blick auf die Transformation zu einer zirkulären Wirtschaft.
Mit vielen Praxisbeispielen und konkreten Handlungsempfehlungen richtet sich das Handbuch an Fach- und Führungskräfte aus Unternehmen, Verwaltung und Beratung, an Vertreter:innen von Wissenschaft und Zivilgesellschaft sowie an politische Entscheidungsträger:innen, die die Transformation zur Kreislaufwirtschaft aktiv gestalten wollen. Studierende und Interessierte erhalten einen fundierten, praxisnahen Zugang zu den ökonomischen, rechtlichen und organisatorischen Dimensionen zirkulären Wirtschaftens
Beyond Logs: AI’s Internal Representations as the New Process Evidence
No full textTraditional process mining relies on symbolic event logs that represent activities as discrete labels, often overlooking the rich contextual and semantic nuances found in real-world data such as textual reports, visual records, or sensor outputs. In this paper, we propose a paradigm shift: using the internal representations of AI models—embedding spaces learned from data—as the foundation for process mining. Our framework performs both process discovery and conformance checking directly in these continuous vector spaces, enabling the detection of semantically similar yet lexically divergent events. We evaluate our approach along three dimensions: (i) whether embedding-based discovery maintains or improves accuracy over symbolic baselines, (ii) whether multimodal sources such as video and audio can be processed as unified embeddings for mining purposes, and (iii) whether conformance checking in embedding space enables alignment across noisy or semantically perturbed traces. By treating AI’s internal representations as a novel form of process evidence, we show how process mining can move beyond traditional logs and unlock deeper, semantically enriched interpretations of real-world workflows
A computational model for linking healthcare architectural variables with health outcomes using systems engineering
No full textThis study introduces a transition from manual approaches, such as assessment tools, to a software-driven solution for assessing the health friendliness of healthcare facilities. When the specifications of a facility are entered into the software, it automatically calculates the impact of Architectural Variables (AVs) on Health and Care Outcomes (HCOs), providing quantitative insights. It demonstrates how various AVs affect different HCOs. To do so, the software relies on a computational model created by modeling the interactions of AVs on HCOs. It considers all interactions, including AV-HCO, AV-HCOsingle bondHCO, and AV-AV-HCO. The Model-Based Systems Engineering (MBSE) approach is used to model these interactions and is integrated into the software as its calculation engine. The software is developed as a case study in the context of dementia-friendly design in nursing homes, involving 40 AVs, 36 HCOs, and 396 interactions. However, its structure is adaptable to other healthcare facilities. Moreover, this web-based software offers enhanced usability by providing digital fields for receiving design specifications and automated calculations. Compared to previous assessment tools, it provides a wide range of data insights for informed decision-making and enables the creation of design assessment benchmarks through its coherent database. This research contributes to the advancement of performance-oriented, occupant-centered design evaluation methods and aligns with current efforts in digital transformation of the architectural design process. It demonstrates how computational tools can bridge architecture and health, offering a replicable and adaptive framework for assessing the impact of environmental design on human well-being