opus htw (Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin)
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Produktentwicklung eines Trekkingrucksacks für Pfadfinder unter Berücksichtigung nachhaltiger Aspekte
No full textZiel dieser Arbeit ist es, den ersten Prototyp eines ökologisch nachhaltigen Trekkingrucksack für Pfadfinder in Deutschland zu entwickeln. Die Entwicklung eines vollständigen Tragesystems wird dabei ausgeklammert.
Die Produktentwicklung basiert auf Ökodesignanforderungen und Anforderungen potenzieller Nutzender. Letztere werden mit Hilfe einer Onlineumfrage innerhalb der Zielgruppe gesammelt. Nach der Priorisierung der Anforderungen entsteht ein Entwurf, anhand dessen ein Schnitt konstruiert wird.
Außerdem werden Materialien, Zutaten und die Verarbeitung festgelegt.
Das Ergebnis ist ein Prototyp des Rucksacks, der die aufgestellten Anforderungen größtenteils erfüllt.
Die technischen Anforderungen müssen im Nachgang der Arbeit durch Werkstoffprüfungen verifiziert werden
Molecular mechanisms of biocide-induced antibiotic tolerance in bacteria
No full textAntimicrobial resistance represents a significant and imminent threat to global health, according to the World Health Organization (WHO). The emergence of resistance in bacteria and other microorganisms is a consequence of the sustained and excessive utilisation of antimicrobial agents. Considering these developments, concerns are rising regarding the potential for cross-resistance between biocides and antibiotics.
There are mechanisms, that affect the susceptibility of microorganisms to both classes of antimicrobial agents. Three modes of reduced susceptibility are distinguished between resistance, tolerance and persistence. Resistance describes a decrease of susceptibility and the ability to grow in presence of concentrations, that inhibit closely related strains. Tolerance is described as a loss of susceptibility and an increase in survival of the entire population. Persistence refers to a subpopulation that is able survive due to changes in gene expression, often without genetic alterations.
In previous experiments conducted at BAM, exposure to a subinhibitory concentration of glutaraldehyde was observed to result in enhanced survival against antibiotics and an induction of prolonged lag. A prolongation of the lag time is associated with antibiotic tolerance and increased survival. Using transcriptomics two genes of interest were discovered: yadV, a putative fimbrial chaperone and yjfL, an inner membrane protein. The genes and their role in lag and antibiotic survival are not well studied. The aim of this thesis is to investigate, the role of the genes in lag and antibiotic tolerance.
To conduct the experiments, a few mutants were obtained.: I) a knockout mutant, II) an overexpression mutant and III) a fluorescent reporter mutant of yadV and yjfL, together with respective controls. The overexpression and reporter mutant were transformed into the wild type E. coli MG1655 used in the previous experiments.
The minimal inhibitory concentration (MIC) and the minimal bactericidal concentration (MBC)
were determined for the knockout mutants and the wildtypes. The knockout of the genes of
interest does not show a significant difference compared to the wild type.
Next, time-kill-curves for the knockout and overexpression mutants were gathered in the presence
of lethal doses of antibiotics. The knockout mutants were induced with subinhibitory concentrations of glutaraldehyde to assess the effect of the mutations on antibiotic tolerance. The knockout mutants do not indicate a difference to the wildtypes again, whereas the overexpression of yadV was observed to induce tolerance.
Scanlag experiments were performed to examine the distribution of single-cell lag-times and detect changes, as an extended lag-time promotes survival. The prolonged lag was detected for knockout mutants and the wildtypes. This suggests the tolerance induced by glutaraldehyde is independent of yadV and yjfL. Overexpression mutants exhibit the same lag as the wildtype.
While the overexpression of yadV facilitates tolerance, it is not tolerance by lag.
A different approach was employed for the reporter mutants. The cells were compared with cells exposed to a sublethal concentrations of glutaraldehyde, to detect heterogeneity. A heterogenous expression may indicate a tolerant subpopulation, that functions as persisters. Such a subpopulation was identified for yadV as well as the positive control.
The knockout of the genes does not impact the survival against antibiotics. However, the overexpression of yadV impacts and promotes the survival
Konservatorisch-restauratorische Untersuchung und Entwicklung eines Reini- gungskonzeptes einer polychromen Spanschachtel aus dem 19. Jahrhundert
No full textDie vorliegende Bachelorarbeit widmet sich der konservatorisch- restauratorischen Untersuchung und Behandlung einer polychromen Spanschachtel aus dem 19. Jahrhundert aus der Sammlung des Freilichtmuse-ums Hagen. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung eines Reinigungskonzeptes für die stark beanspruchten Malmittel, insbesondere des Schriftzuges mittels Lösungsmittel-Gelen. Als volkskundliches Objekt werden bei der Planung des Reinigungskonzeptes neben der materiell-konservatorischem und historischen Dimension auch gestalterisch-ästhetische Aspekte berücksichtigt.
Die Arbeit untersucht, inwieweit ein ausgewogener Ansatz entwickelt werden kann, der diesen unterschiedlichen Anforderungen gerecht wird.
Begleitende materialwissenschaftliche Analysen unterstützen dabei die Entwicklung des Reinigungskonzeptes und die kulturhistorische Einordnung des Objektes
Einfluss der Stickstofflimitierung auf die Erholung des tropischen Regenwalds im Amazonas
No full textTropische Sekundärwälder spielen eine entscheidende Rolle bei der Abschwächung der Auswirkungen steigender CO₂-Konzentrationen in der Atmosphäre. Die Geschwindigkeit der Walderholung nach Abholzungen wird maßgeblich durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen, insbesondere Stickstoff, beeinflusst. Daher ist es unerlässlich, bei der Auswahl von Schutzgebieten die regional unterschiedlichen Auswirkungen der Stickstofflimitierung zu berücksichtigen.
In dieser Masterarbeit wurde das individuenbasierte, dynamische und globale Vegetationsmodell LPJmL-FIT um den Einfluss der Stickstofflimitierung erweitert.
Die Modellvalidierung erfolgte anhand der Parameter oberirdische Biomasse (AGB), biologische Stickstofffixierungsrate (BNF) sowie der Pflanzeneigenschaften spezifische Blattfläche (SLA), Holzdichte (WD) und Höhe. Die Validierung und die Untersuchung der Auswirkungen der Stickstofflimitierung auf das Pflanzenwachstum wurden an vier Standorten im Amazonasgebiet durchgeführt: Santarém und Manaus in Brasilien, sowie je einem Standort in Bolivien und Ecuador. Nach der Konfiguration und Parametrisierung des Modells wurden Walderholungsszenarien an diesen Standorten simuliert. Das individuenbasierte Modell ermöglicht es, den dynamischen Anteil von stickstofffixierenden Pflanzen unter verschiedenen Stickstoffstressbedingungen im Zeitverlauf abzubilden.
Die Ergebnisse zeigen, dass Stickstofflimitierung in den Tropen zwar generell eine untergeordnete Rolle spielt, jedoch sowohl während der initialen Waldetablierung als auch bei der Walderholung nach Abholzungen entscheidend ist. Zu Beginn des Waldwachstums erhöht sich der Anteil fixierender Pflanzen signifikant und geht mit abnehmendem Stickstoffstress im Laufe der Zeit wieder zurück.
Als Ausblick für mögliche zukünftige Anwendung des erweiterten Modells wurde ein großflächiges Walderholungsszenario in Brasilien simuliert.
Diese Modellierung der Walderholung nach großflächigen Abholzungen verdeutlicht, dass die Erholungsraten der AGB eng mit den BNF-Raten verknüpft sind. Um das erweiterte Modell großräumig anwenden zu können, sind jedoch weitere Anpassungen erforderlich, insbesondere für andere Baumarten und Ökosystemtypen, die nicht im tropischen Regenwald vorkommen.
Insgesamt liefert das um die Stickstofflimitierung erweiterte Modell realitätsnähere Simulationsergebnisse als die vorherige Version von LPJmL-FIT.
Besonders bei der Modellierung von Walderholungsszenarien und bei Prognosen zur Waldentwicklung unter steigenden CO₂-Konzentrationen könnte die Einbeziehung der Stickstofflimitierung von entscheidender Bedeutung sein
Effects of Arts-Based Pedagogy on Competence Development in Nursing: A Critical Systematic Review
No full textThe integration of arts-based methods into nursing education is a topic of growing interest in nursing practice. While there is an emerging body of research on this subject, evidence on competence development remains vague, largely due to methodological weaknesses. The purpose of this review is to evaluate the effectiveness of arts-based pedagogy in nursing, specifically in terms of students’ changes in knowledge, skills, and attitudes. It explores which arts-based approaches to nursing education qualify as evidence-based practice in terms of nursing competence. A systematic critical review of research on arts-based pedagogy in nursing was conducted, identifying 43 relevant studies. These studies were assessed for methodological quality based on the CEC Standards for evidence-based practice, and 13 high-quality comparative studies representing a variety of arts-based approaches were selected. Creative drama was identified as the only evidence-based practice in the field, positively affecting empathy. The findings highlight a research gap in nursing education and emphasize the need for measurement and appraisal tools suitable for the peculiarities of arts-based pedagogy
Reliablity and Security for Fog Computing Systems
No full textFog computing (FC) is a distributed architecture in which computing resources and services are placed on edge devices closer to data sources. This enables more efficient data processing, shorter latency times, and better performance. Fog computing was shown to be a promising solution for addressing the new computing requirements. However, there are still many challenges to overcome to utilize this new computing paradigm, in particular, reliability and security. Following this need, a systematic literature review was conducted to create a list of requirements. As a result, the following four key requirements were formulated: (1) low latency and response times; (2) scalability and resource management; (3) fault tolerance and redundancy; and (4) privacy and security. Low delay and response can be achieved through edge caching, edge real-time analyses and decision making, and mobile edge computing. Scalability and resource management can be enabled by edge federation, virtualization and containerization, and edge resource discovery and orchestration. Fault tolerance and redundancy can be enabled by backup and recovery mechanisms, data replication strategies, and disaster recovery plans, with a residual number system (RNS) being a promising solution. Data security and data privacy are manifested in strong authentication and authorization mechanisms, access control and authorization management, with fully homomorphic encryption (FHE) and the secret sharing system (SSS) being of particular interest
Materialuntersuchungen sowie das Restaurierungs- und Konservierungskonzept für einen Komposit barockzeitlicher Totenkränze aus einer Gruftbestattung in der Jenaer Kollegienkirche
No full textDie Bachelorarbeit widmet sich der Untersuchung und Entwicklung eines Erhaltungskonzepts für ein Komposit barocker Totenkränze. Die Totenkränze wurden aus einer Gruftbestattung in der Kollegienkirche der Jenaer Universität geborgen und stammen aus der Mitte des 17. Jahrhunderts. Die Erfassung des Komposits umfasst eine Material- und Zustandsdokumentation sowie die Bestimmung technischer Merkmale, die durch eine schematische Rekonstruktion dargestellt werden. Naturwissenschaftliche Untersuchungen dienen der Identifikation der Materialien. Für das Erhaltungskonzept werden Konzepte für Reinigung und Sicherung durch Probereihen erstellt, Möglichkeiten der Freilegung der leonischen Drähte diskutiert und die vorgestellten Konzepte an einem repräsentativen Kranz umgesetzt
Conformance Checking beyond control with process attributes
No full textTraditional conformance checking methods primarily focus on identifying deviations in a process model’s control flow of activities, often overlooking deviations in process attributes.
This research investigates expanding conformance checking by prioritizing event attribute analysis. As a result, a novel approach is introduced that involves extracting attributerelated constrains from Business Process Model and Notation (BPMN) models. These constraints are translated into the SIGNAL query language, leveraging the capabilities of large language models (LLMs) to match them with attributes in the real process data (referred to as eventlogs). By executing the queries on the associated eventlogs, conditions at exclusive gateways and role definitions in the process are validated. The query results include all instances that violate the generated constraints, enabling the practitioner to conduct root-cause analyses and comprehend the reasons behind process deviations. For instance, in a company’s procurement process that requires approval for high-value orders, the proposed method accurately identified instances by analyzing attribute values where the approval for high-value orders was missing. As information about the order value is typically stored in process attributes, conformance checking methods that focus solely on the control flow may struggle to identify such deviations. The efficacy of the method has been validated through testing on artificial process data. Specifically, this method detected that one particular constraint checking higher, more security-relevant credit amounts, was violated in over 40% of instances. Therefore, focusing on process attributes in the analysis revealed significant deviations and compliance-related failures, providing valuable insights,
particularly for industries where adherence to protocols is critical. Further, this research
successfully demonstrated the reduction of manual effort through automatic attribute
matching, with LLMs correctly matching the log attribute in 12 out of 13 tasks
Concept and implementation of an adaptive digital hearing training system for cochlear implant aftercare
No full textHintergrund und Ziel: Im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojekts wurde ein Prototyp eines adaptiven, digitalen Hörtrainingssystems für Cochlea-Implantat(CI)-Nutzende entwickelt. Die Autoren integrierten eine dynamische Schwierigkeitsanpassung in Abhängigkeit von der individuellen Leistung des Nutzenden unter Verwendung des „Evidence-Centered-Design(ECD)-Frameworks“.
Methoden: Das ECD bietet einen konzeptionellen Gestaltungsrahmen, der sich für komplexe Beurteilungen von Kompetenzen und dynamischen Leistungen eignet. In der Findungsphase wurden zunächst die Teilbereiche des Hörens im Kontext von CI-Nutzenden definiert. In der Entwicklungsphase wurden das im ECD vorgesehene Kompetenzmodell, das Evidenzmodell sowie ein Aufgabenmodell entwickelt und implementiert. Zusätzlich wurde ein Assetpool mit Sound- und Sprachdateien angelegt, der umfassende linguistische Merkmalsbeschreibungen zur Berechnung der Itemschwierigkeiten beinhaltete.
Ergebnisse: Aufgrund der beschriebenen Anforderungen wurden ein adaptiver Übungsgenerator, ein Künstlicher-Intelligenz(KI)-Service sowie weitere Komponenten implementiert. Dies umfasste die Entwicklung eines Spielumfelds und eines Dashboards für das Patientendatenmanagement. Für die Berechnung des Schwierigkeitsgrads der Übungen wurden die Itemschwierigkeiten anhand verschiedener Parameter (z. B. Klang, Worthäufigkeit und Anzahl der Wörter, grammatische Eigenschaften) in Kombination mit definierten Aufgabentypen und -leveln bestimmt.
Schlussfolgerung: Die Nachsorge von CI-Patienten kann durch ein adaptives digitales Hörtrainingssystem in einem kontinuierlichen, interaktiven Prozess unter Berücksichtigung individueller Bedürfnisse gewinnbringend erweitert werden. Die Autoren sehen das ECD als einen effektiven Weg, ein benutzerbasiertes, anpassungsfähiges System aufzubauen.Background and objective: Within the context of an interdisciplinary research project, we created a cutting-edge prototype of an adaptive digital auditory training system designed for cochlear implant (CI) users. By leveraging the evidence-centered design (ECD) framework, we integrated a dynamic difficulty adjustment feature that tailors the experience to the unique performance capabilities of each individual user.
Methods: The ECD provides a conceptual design framework suitable for complex assessments of competence and dynamic performance. In the first phase, the domain of hearing was first defined in the context of CI users. In the development phase the three core models of the ECD, the competence model, the evidence model, and the task model, were developed and implemented. In addition, an asset pool of sound and language files was created, which included comprehensive linguistic feature descriptions for calculating item difficulties.
Results: Based on the requirements described, an adaptive exercise generator, an AI service, and other components were implemented. This included the development of a game environment and a dashboard for patient data management. The exercises’ difficulty levels were determined based on various parameters (e.g., sound, word frequency and number of words, grammatical properties) in combination with defined task types and levels.
Conclusion: An adaptive digital auditory training system can help to supervise and train CI patients in a continuous, interactive process based on their individual needs. We see the ECD as an effective way to build a user-based adaptive system
Parallelimport von verschreibungspflichtigen Arzneimitteln im EU-Binnenmarkt — eine Untersuchung der Zulässigkeit im Spannungsfeld des Markenrechts und der Warenverkehrsfreiheit
No full textTrotz langjähriger Praxis in der EU bestehen seit fast fünf Jahrzehnten Unstimmigkeiten über die markenrechtliche Behandlung von Parallelimporten von verschreibungspflichtigen Arzneimitteln im EU-Binnenmarkt.
Der EU-Binnenmarkt wird u.a. durch den freien Verkehr von Waren, wie es auch Arzneimittel sind, nach Art. 26 Abs. 2 AEUV verwirklicht. Die Arbeit nimmt dies zum Anlass, sich der Zulässigkeit des Parallelimports von verschreibungspflichtigen Markenarzneimitteln im EU-Binnenmarkt im Spannungsfeld des Markenrechts und der Warenverkehrsfreiheit zu widmen.
Ziel dieser Arbeit ist es, das Spannungsfeld zwischen Markenrecht und Warenverkehrsfreiheit näher zu betrachten, um markenrechtliche Grenzen des Parallelimports von verschreibungspflichtigen Markenarzneimitteln im EU-Binnenmarkt festzustellen. Es wird untersucht, inwiefern ein Umpacken von erschreibungspflichtigen Arzneimitteln in diesem Spannungsverhältnis zulässig ist. Insbesondere wird eine Einordnung der noch vergleichsweise jungen Vorgaben zum Fälschungsschutz in das bestehende Spannungsfeld vorgenommen. Führen diese neuen europäischen Regelungen zu einer Verschiebung bei der Frage, wann ein Parallelimporteur berechtigt ist, parallelimportierte Arzneimittel umzupacken? Schließlich werden Interessen am Schutz der Marke des Markeninhabers den Erfordernissen des freien Warenverkehrs gegenübergestellt, um eine Beurteilung des Spannungsfelds vornehmen zu können