Publikationsserver der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg
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Context-aware forecasting of mobile network quality for autonomous vehicle connectivity
No full textAs autonomous driving becomes increasingly feasible, the German government has introduced a legal framework to enable the operation with Level 4 automated driving functionality. A key requirement is the maintenance of a continuous connection between such vehicles and a remote technical supervisor. If this link is lost, the vehicle must transition into a safe state by bringing itself to a controlled stop. To mitigate the risk of connection loss, accurate forecasting of mobile network availability along routes is essential. This paper presents an Exploratory Data Analysis (EDA) based on 38 measurement runs collected over ten months along a rural 64 km route in Germany. The dataset includes passive mobile network signal quality parameters, Global Navigation Satellite System (GNSS) position and precision data, as well as contextual features, such as speed, driving direction, day of the week, weather, and distance to the connected base station. Although mean values capture overall tendencies for areas with consistently good or poor coverage, they fail to capture the variability necessary for reliable prediction on a per-trip basis. Notably, some route segments show high variance in signal quality across different measurement runs. This variability is assumed to result from changing environmental influences, such as weather or traffic conditions at different times. Our analysis reveals weak but statistically relevant correlations between several contextual features (e.g., temperature ≈ -0.2) and network quality indicators. The inclusion of weather parameters or the day of the week has been shown to lower the Mean Absolute Error (MAE) compared to a prediction based only on measurements from the past. These findings underscore the importance of contextual information and localized modeling to predict network availability for safety-critical systems, such as autonomous vehicles
Biomechanical characteristics of knee rehabilitation exercises: a new approach for data-based exercise selection
No full textPurpose:
The principal objective of our research is to characterize key exercises that represent significant milestones in the rehabilitation process, employing biomechanical parameters to facilitate the distinction between stages of progression.
Methods:
We conducted an observational cross-sectional study on healthy volunteers (30 years), approved by an ethics committee. Subjects with a history of lower extremity disease were excluded. Movement data was collected, including the following hierarchy of exercise progressions: sit-to-stand-supported (STSS) - sit-to-stand (STS) - squat, stair climbing supported (SCS) - stair climbing (SC) - step-up, single-leg-stance-supported (SLSS) - single-leg-stance (SLS) - single-leg-stance-advanced (SLSA). Motion data was captured using a marker-less system (CapturyLive, v255, TheCaptury, Germany) and used for musculoskeletal simulations in the AnyBody Modeling System (v7.4.4, AnyBodyTechnology, Denmark) with a full-body model. ANOVA or Welch-Test with Bonferroni Post-Hoc was used to describe the anterior-posterior joint reaction force (JRF) normalized for body weight (BW) for each exercise. Positive values indicate an anterior JRF, and negative values a posterior JRF.
Results:
We recruited 31 subjects (female: 23/74.2%) with a mean age of 22.81 years (SD:2.18). The analysis showed a significant difference in minimum JRF for STSS, STS, and squat (Welch-Test: F(2,56.421)=71.216, p0.001). Post-hoc analysis revealed that posterior JRF for STSS (mean:-2.63BW, SD:0.53) was lower than for STS (mean:-3.74BW, SD:0.42, p0.001), and STS was lower than squat (mean:-4.02BW, SD:0.35, p=0.043). No significant differences were observed in maximum JRF in the posterior direction (ANOVA: F(2,87)=1.151, p=0.324). For single-leg-stance exercises, the minimum JRF was similar for SLSS (mean:-0.34BW, SD:0.22) and SLS (mean:-0.55BW, SD:0.25, p=0.056), but higher in the posterior direction for SLSA (mean:-0.98BW, SD:0.49, p0.001; Welch-Test: F(2,54.379)=22.536, p0.001). Maximum JRF differences were also significant (ANOVA: F(2,87)=11.546, p0.001), with SLSS (mean:0.01BW, SD:0.22) showing a significant higher anterior JRF compared to SLS (mean:-0.16BW, SD:0.19, p=0.020). In the progression from SCS, SC to step-up, there was a significant difference in minimum JRF (ANOVA: F(2,87)=5.33, p=0.007), but not in maximum JRF (ANOVA: F(2,87)=0.624, p=0.538). SCS (mean:-3.42BW, SD:0.38) and SC (mean:-3.48BW, SD:0.54) showed no difference (p=1.000), but SC was significantly higher than step-up (mean:-3.58BW, SD:0.62, p=0.036).
Conclusion(s):
The exercises show differences in the JRF according to stages of progression, which can be taken into account when selecting exercises. Future research should address the group of patients who have undergone knee arthroplasty.
Implications:
In the future, it may be feasible to quantify patients' resilience based on sensor data and associate this with the optimal progression of an exercise sequence throughout the rehabilitation process
HVG-Positionspapier für die Therapiewissenschaften : Fachkommission Forschung im Hochschulverbunde Gesundheitsfachberufe (HVG)
No full textZeitgemäße Therapie ist effektiv, effizient, patient*innen‐ und teilhabeorientiert. Ergotherapie, Logopädie/Sprachtherapie und Physiotherapie (im Folgenden kurz: ELP) sind gesellschaftlich relevant und essenzieller Bestandteil einer nachhaltigen Gesundheitsversorgung. Therapiewissenschaften evaluieren, verbessern und erweitern Möglichkeiten der Prävention und Behandlung von Krankheiten sowie der Beratung und Begleitung von Menschen in gesundheitlicher Hinsicht. Wer, wenn nicht die Therapeut*innen, stellt Forschungsfragen und verfolgt Forschungsinteressen, durch die forschungsbasiertes Wissen zu Therapie entsteht?
Dieses Positionspapier der Fachkommission Forschung im HVG wurde entwickelt als Referenz zur Forschungslandschaft der ELP. Es ist als Argumentationshilfe gedacht, um die Voraussetzungen für die Therapiewissenschaften zu verbessern
Brückenverstärkung mit geklebter Bewehrung
No full textDieses Buch widmet sich der Verstärkung von Stahlbeton- und Spannbetonbrücken mit geklebter Bewehrung. Dazu werden zunächst die verschieden Verstärkungsgründe für Brücken sowie deren Beanspruchungsarten vorgestellt. Danach werden die Anwendungsmöglichkeiten der geklebten Bewehrung vorgestellt und die rechnerischen Herausforderungen sowie der Lösungsmöglichkeiten erläutert. Im nächsten Kapitel wird vertieft auf die rechnerischen Besonderheiten von Spannbetonverstärkungen mit geklebter Bewehrung eingegangen. Da für die Verbundnachweise der geklebten Bewehrung im Brückenbau einen Betriebsfestigkeit notwendig ist, wird dieser zunächst am Stahlbetonbauteil erläutert. Danach werden die erforderlichen Ermüdungsnachweise für aufgeklebte und eingeklebte Bewehrung im Brückenbau behandelt. Abschließend wird noch ein Verfahren vorgestellt, wie spannungsrisskorrosionsgefährdete Bauteile verstärkt werden können. Die im Buch vorgestellten theoretischen Grundlagen werden anhand zahlreicher Abbildungen verdeutlicht. Zu jedem Thema sind zum besseren Verständnis umfangreiche Bemessungsbeispiele mit Praxisbezug enthalten
From Hope to Heuristic: Realistic Runtime Estimates for Quantum Optimisation in NHEP
No full textNoisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) computers, despite their limitations, present opportunities for near-term quantum advantages in Nuclear and High-Energy Physics (NHEP) when paired with specially designed quantum algorithms and processing units. This study focuses on core algorithms that solve optimization problems through the quadratic Ising or Quadratic Unconstrained Binary Optimisation model, specifically Quantum Annealing and the Quantum Approximate Optimisation Algorithm (QAOA).
In particular, we estimate runtimes and scalability for the task of particle Track Reconstruction (TR), a key computing challenge in NHEP, and investigate how the classical parameter space in QAOA, along with techniques like a Fourieranalysis based heuristic, can facilitate future quantum advantages. The findings indicate that lower frequency components in the parameter space are crucial for effective annealing schedules, suggesting that heuristics can improve resource efficiency while achieving near-optimal results. Overall, the study highlights the potential of NISQ computers in NHEP and the significance of co-design approaches and heuristic techniques in overcoming challenges in quantum algorithms
Quantum Dark Magic: Efficiency of Intermediate Non-Stabiliserness
No full textWhile quantum systems are know to possess inherent computational advantages over classical computers, constructing algorithms that harness such advantage remains an open challenge. Non-stabiliserness (i.e., traversal of states outside the Clifford orbit), is a necessary condition, as de-quantisation is otherwise possible. Nevertheless, an excess of non-stabiliserness is also known to not be advantageous. In this paper, we present an approach to understanding the efficient use of non-stabiliser states by tracking their behaviour across various algorithms. Our techniques reveal different efficiencies in the use of non-stabiliserness, leading us to hypothesise that greater classical optimisation degrees of freedom can introduce unnecessary non-stabiliser consumption, which becomes costly with error correction
Das Weaning im außerklinischen Setting – ein Scoping Review
No full text2021 wurde erstmals nach § 17 des Bayerischen Pflege- und Wohnqualitätsgesetzes (PfleWoqG) eine Übergangswohnform zum außerklinischen therapeutischen Weaning auf Probe zugelassen. Um dieses Forschungsfeld thematisch zu strukturieren, eignet sich ein Scoping Review. Im Folgenden werden ausschließlich Ergebnisse präsentiert, die im Themenblock „Intensiv- und Beatmungspflege“ Erkenntnisse zu den zwei Forschungsfragen ergeben: 1. Welche Faktoren begünstigen die Lebensqualität bei beatmeten Menschen v. a. bei einer Versorgung im außerklinischen Setting? 2. Welche Faktoren forcieren das Weaning in einem außerklinischen Setting und unter welchen Bedingungen wirken sie
Niels Weck: Quereinsteiger*innen in der Sozialen Arbeit. Auf biografischen Umwegen zur Berufsidentität.
No full textSebastian Ixmeier, Pia Buck, Dieter Münk (Hrsg.): Chancen für Alle durch (berufliche) Bildung. Inklusion und Teilhabe für Menschen mit gesundheitlicher Beeinträchtigung.
No full textDigitaler Zwilling einer Doppelschlag-Verlitzmaschine : Digital twin of a double twist stranding machine
No full textDie Methode der Mehrkörpersimulation und die Finite-Elemente-Methode gewinnen aufgrund immer leistungsfähigerer Rechentechnik in Forschung und Entwicklung zunehmend an Bedeutung. Heutzutage können komplexe Systeme mit diesen Methoden virtuell simuliert und multiphysikalisch untersucht werden. Insbesondere im Entwicklungsprozess führt deren Einsatz aufgrund der damit verbundenen Zeit- und Kosteneinsparungen zu einem entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein digitaler Zwilling einer bestehenden Doppelschlag-Verlitzmaschine erstellt.
Ziel ist die virtuelle Durchführung von Untersuchungen und Schwingungsanalysen. Die wichtigsten Komponenten werden mit flexiblen Eigenschaften unter der Verwendung der Finite-Elemente-Methode integriert, um die Schwingungsfähigkeit des Systems zu simulieren. Um die Effizienz der Simulation zu erhöhen, werden die flexiblen Körper auf ein modales Ersatzmodell reduziert. Darüber hinaus wird die Nachgiebigkeit der Lagerpunkte durch Streifigkeitsmatrizen abgebildet und analysiert. Für die Untersuchung des Hochlaufs und des Dauerbetriebes mit unterschiedlichen Maschinenkonfigurationen wurde ein Auswerteverfahren entwickelt, das die Reproduzierbarkeit und den Vergleich zwischen den einzelnen Tests ermöglicht. Abschließend erfolgt durch den Abgleich mit realen Messungen die Validierung des digitalen Zwillings, wodurch dessen Qualität gesichert und die Vergleichbarkeit zur realen Maschine gewährleistet wird