Cognitio Litterarum
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Abschlussbericht zum Projekt
No full textDas interdisziplinäre Forschungsprojekt MuM-Video zielte darauf, wissenschaftlich fundierte Erkenntnisse für den lernwirksamen Einsatz digitaler Erklärvideos im fach- und sprachintegrierten Mathematikunterricht der Sekundarstufe zu generieren. Im Fokus stand die Frage, wie die Qualitätsmerkmale Verstehensorientierung und kognitive Aktivierung aus medien-, mathematik- und sprachdidaktischer Perspektive gestaltet werden müssen, um interaktive Erklärvideos zum Algebra-Verständnis lernförderlich in Unterricht einzubinden und Lehrkräfte entsprechend zu professionalisieren. In iterativen Design-Research-Prozessen wurden auf Medien-, Unterrichts- und Fortbildungsebene Entwicklungsprodukte erstellt und empirisch untersucht. Auf Medienebene zeigte sich, dass fachdidaktisch treffsichere Interaktionselemente in Verbindung mit Selbsterklärungsprompts gehaltvolle konzeptuelle Lernprozesse anregen, insbesondere wenn typische Lernendenvorstellungen explizit aufgegriffen werden. Auf Unterrichtsebene wurde die Lernwirksamkeit des entwickelten zweiphasigen Designs – mit vorbereitenden Aufgaben und einer anschließenden videobasierten Systematisierungsphase – im Rahmen einer randomisierten kontrollierten Interventionsstudie empirisch nachgewiesen. Dabei wurden videobasierte Systematisierungsphasen mit einer Kontrollbedingung kontrastiert. Die Ergebnisse zeigen signifikante Lernzuwächse zugunsten der Video-Bedingung, insbesondere bei Lernenden mit hoher Nutzungsintensität. Zudem profitierten Lernende mit geringem Vorwissen in besonderem Maße von den interaktiven Erklärvideos, was deren inklusives Potenzial unterstreicht. Für Lernende mit geringerer Nutzungsintensität erwiesen sich moderierte Unterrichtsgespräche im Anschluss an die Videonutzung als zentral. Auf Fortbildungsebene wurden Konzepte entwickelt, die Lehrkräfte für einen fachdidaktisch präzisen und aktivierenden Videoeinsatz professionalisieren. Videos sowie Unterrichts- und Forbildungsmaterialien wurden als Open Educational Resources über das Deutsche Zentrum für Lehrkräftebildung Mathematik (DZLM) bereitgestellt und werden in großen bundesweiten DZLM-Fortbildungsprogrammen integriert
Schlussbericht zum Verbundprojekt H2Kit, Teilvorhaben der RWTH Aachen
No full textDas übergeordnete Ziel des Konsortiums zu Beginn der Projektentwicklung war die Entwicklung eines modularen, brennstoffzellenbasierten Antriebsstrangs für Nutzfahrzeuge mit energieintensiven Energieverbrauchern. Daraus wurden wiederum die Teilziele für die RWTH Aachen abgeleitet, die im Folgenden beschrieben werden. Die Teilziele basieren zudem auf dem damaligen Stand der Technik, aus dem sich vier zentrale Herausforderungen ableiten ließen:
1. Elektrifizierte Antriebsstränge werden zur Abdeckung eines größtmöglichenEinsatzspektrums und einer möglichst umfassenden Einsatzzeit ausgelegt. Dadurchwird üblicherweise die Batteriekapazität maximiert, was zu einem erhöhtenFahrzeuggewicht und einer reduzierten Nutzlast führen.
2. Die individuelle Auslegung und Produktion von Antriebssträngen sind aktuell nicht zukonkurrenzfähigen Preisen umsetzbar.
3. Die Nachrüstung von elektrifizierten Antriebssträngen gewinnt vermehrt an Bedeutung.Die Zulassung stellt jedoch neben der individuellen Entwicklung für die Modelle eineder größten Hürden dar.
4. Die Aufzeichnung von realen Fahrdaten kann die praxisnahe Auslegung vonAntriebssträngen unterstützen. Aktuelle Aufzeichnungssysteme zeichnen allerdingslediglich Zeitfenster auf und liefern keine sekundengenauen Daten, was die Auslegungerschwert.
Für die RWTH Aachen ergaben sich im Konsortium dadurch die folgenden Teilziele und Lösungsansätze:
1. Durch den Einsatz eines Brennstoffzellen-Range-Extender-Systems kann das Systemder Batterie verringert und der Energiebedarf reduziert werden. Zusätzlich ist dieBetankungszeit erheblich reduziert. Die Befähigung eines solchen Antriebsstrangsdurch die praxisnahe Auslegung soll ermöglicht werden. Der Antriebsstrang wird soausgelegt, dass die Brennstoffzelle sowohl das Kühlaggregat als auch die Batterie mitelektrischer Energie versorgen kann.
2. Durch die Entwicklung eines modularen Kits kann der Antriebsstrang auf dieindividuellen Einsatzmöglichkeiten hin optimiert werden. Die Modularität sollberücksichtigt werden.
3. Durch die Entwicklung einer Methodik soll die Umrüstung auch für weitereUnternehmen umsetzbar gemacht werden und Eintrittshürden beseitigt werden. DieMethodik soll bereits im frühen Entwicklungsstadium auf Zulassungskriterien hinweisenund für den Anwender eine Hilfestellung darstellen.
4. Durch eine validierte Fahrdatensimulation mit einer Datenbank als Grundlage soll dieAnforderungsaufnahme kosteneffizient durchgeführt werden. Die Fahrdaten sollen imRealbetrieb mittels eigens entwickelter Geräte aufgezeichnet werden
Schlussbericht
No full textDas Projekt zielte darauf ab, das erhebliche Betriebsrisiko von Defekten in PV-Wechselrichtern durch eine technologische Doppelstrategie zu mindern: die Aufklärung von Ursachen und die Reduktion negativer Auswirkungen durch frühzeitige Erkennung. Die Methodik kombinierte berührungslose Magnetfeldsensorik (Hardware) zur schnellen Lokalisierung von Defekten mit KI-basierter Analyse (Software) von Langzeitdaten zur Prädiktion von Ausfällen.
Ein zentrales wissenschaftlich-technisches Ergebnis war die notwendige Neuentwicklung einer eigenen, hochfrequenten Magnetfeldsensorik (bis zu 120 kSamples/s). Diese Entwicklung war erforderlich, da die kommerziell verfügbare Sensorik eine zu geringe zeitliche Auflösung zur adäquaten Erfassung der hochfrequenten Schaltprozesse (IGBTs) im Wechselrichter aufwies. Die neue Sensorik wurde erfolgreich gefertigt, in einem Demonstrator integriert und in Messkampagnen im Feld erprobt.
Parallel dazu wurden umfangreiche Routinen zur Datenaggregation und -standardisierung heterogener Felddaten (Wechselrichter-Logdaten, Wetterdaten) in einer zentralen Postgres-Datenbank etabliert. Für die Auswertung der Magnetfeld-Zeitreihen wurden automatisierbare Analyse-Module entwickelt, die Frequenzanalysen (FFT) und die Abbildung charakteristischer Kenngrößen (z. B. Amplitude bei 50 Hz, Peak-to-Peak-Werte) ermöglichen
individueller Schlussbericht Teil I und II der Robert Bosch GmbH
No full textThe BMWE joint project "Shuttle2X" successfully addressed the challenges of safe and efficient deployment of automated shuttle vehicles in complex urban traffic scenarios. The project's objective was to overcome information gaps in vehicle-own sensor systems by developing a hybrid system concept that integrates intelligent infrastructure networking and reliable Vehicle-to-Everything (V2X) communication. This work is crucial for enabling the safe and efficient operation of automated shuttles in urban environments. The methods employed included the development and validation of a realigned hybrid safety concept, which optimally distributes safety responsibilities between the vehicle and infrastructure. Extensive legal groundwork was conducted, enabling multiple Level 4 test vehicle approvals from the Kraftfahrtbundesamt (KBA) for test vehicles and establishing a practical requirements matrix. Furthermore, the project involved broad evaluation in diverse use cases across three different test areas (Renningen, Karlsruhe, Bad Wimpfen) and active contributions to European standardization efforts (ETSI) for V2X communication. Key findings include demonstrable efficiency gains and increased safety through collective perception, with significantly reduced crossing times and fewer interventions by safety drivers in real-world test environments. Pioneering work in standardization was also achieved, contributing to ETSI for V2X communication, which supports interoperability and the acceptance of new technologies. Based on these findings, Shuttle2X not only advanced technological developments but also fostered interdisciplinary dialogue between technology, law, and standardization. The results form a crucial foundation for subsequent industrialization and future projects in automated driving, supporting the development of innovative mobility solutions. Extensive publication of insights, patents, and demonstrations ensures sustainable knowledge transfer and momentum for future mobility. The individual final report contains partnerspecific aspects in addition to the common final report of the consortium. The results achieved from a technical perspective will be further explained and, particularly in the area of integration and testing of the shuttle, detailed connections will be explained and discussed, including using signal curves.Das BMWE-Verbundvorhaben „Shuttle2X“ hat von Juli 2022 bis November 2025 erfolgreich die Herausforderungen des sicheren und effizienten Einsatzes automatisierter Shuttle-Fahrzeuge in komplexen urbanen Verkehrsszenarien adressiert. Das Projektziel war die Überwindung von Informationslücken fahrzeugeigener Sensorik durch die Entwicklung eines hybriden Systemkonzepts, welches eine intelligente Infrastruktur-Vernetzung und zuverlässige V2X-Kommunikation integrierten.
Die wesentlichen Ergebnisse umfassen:
• Die Entwicklung und Validierung eines neu ausgerichteten Hybriden Sicherheitskonzepts, dessen Konzepttauglichkeit vom TÜV SÜD bestätigt wurde. Dieses Konzept verteilt die Sicherheitslast optimal zwischen Fahrzeug und I Infrastruktur.
• Nachweisbare Effizienzgewinne und erhöhte Sicherheit durch Kollektive Perzeption, demonstriert in realen Testumgebungen mit deutlich reduzierten Überquerungszeiten und geringeren Eingriffen des Sicherheitsfahrers.
• Pionierarbeit in der Standardisierung, inklusive aktiver Beiträge zu ETSI-Standards (z.B. CPM) für V2X-Kommunikation, die zur Interoperabilität und Akzeptanz neuer Technologien beitragen.
• Umfassende rechtliche Grundlagenarbeit, die zur Erlangung mehrerer Level 4-Zulassungen durch das KBA für Versuchsträger führte und eine praxisrelevante Anforderungsmatrix etablierte.
• Breite Validierung in vielfältigen Use-Cases in drei unterschiedlichen Zielgebieten (Renningen, Karlsruhe, Bad Wimpfen).
Shuttle2X hat nicht nur technologische Neuentwicklungen vorangetrieben, sondern auch den interdisziplinären Dialog zwischen Technik, Recht und Standardisierung gefördert.
Der Schlussbericht des Teilvorhabens der Robert Bosch GmbH im Verbundvorhaben Shuttle2X beschreibt die Zusammenarbeit der Robert Bosch GmbH mit verschiedenen Partnern sowie die Ergebnisse des Projekts. Das Projekt befasst sich mit dem sicheren und effizienten Einsatz automatisierter Shuttle-Fahrzeuge im städtischen Verkehr durch unterstützende Infrastruktur-Vernetzung und der Entwicklung eines hybriden Sicherheitskonzepts.
Das Vorhaben war in acht technische Arbeitspakete aufgeteilt, die verschiedene Aspekte der Datenerfassung und -verarbeitung abdecken. Die Robert Bosch GmbH war an allen Arbeitspaketen beteiligt und hat die Arbeitspakete 5 (Entwicklung Funktionalitäten der intelligenten Infrastruktur) und 6 (Methodenentwicklung zur Fehlertoleranz, Robustheit und Verfügbarkeit) geleitet sowie das Konsortium koordiniert.
Insgesamt hat das Projekt Shuttle2X wichtige Erkenntnisse und Methoden zu dem Hybriden Sicherheitskonzept, der Kollektiven Perzeption, der robusten V2X-Kommunikation und den rechtlichen Rahmenbedingungen für autonome Shuttles geliefert.
Der Schlussbericht des Teilvorhabens der Robert Bosch GmbH ordnet die Arbeiten in die Sicht des Gesamtvorhabens ein. Die erzielten Ergebnisse aus technischer Sicht werden weiter ausgeführt und insbesondere im Bereich der Integration und Erprobung des Shuttles werden detaillierte Zusammenhänge, unter anderem anhand von Signalverläufen, erläutert und diskutiert
Verbundprojekt: Komplexitätsoptimierter Quantenreceiver mit Freistrahl-Schnittstelle - QuNET+RECONNAITRE; Teilvorhaben: Fiber-to-Chip Kopplung und Systemintegration Receiversystem
No full textSachbericht zum Verwendungsnachweis - Leitprojekt H2Giga
No full textDas Teilvorhaben von Main-Automation im Rahmen von SEGIWA zielte darauf ab, die bislang manuelle Montage von Elektrolyse-Modulen zu automatisieren und so den Grundstein für eine mechanisierte Serienfertigung zu legen. Wesentlicher Punkt der Aufgabe im Teilvorhaben bestand aus der Entwicklung einer automatisierten Handhabung der Einzelbauteile und Montagekomponenten des Elektrolyse- Moduls
Veröffentlichung der Ergebnisse des Verbundforschungsvorhaben des BMEL Programm: Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft
No full textVerbundprojekt NETPEC "Negative Emissionen mittels photoelektrochemischer Methoden"; Teilprojekt NETPEC-UTUE: "Einfluss des Lokalklimas auf Produktion und Speicherung der Kohlenstoffprodukte und Analyse der Katalysator-Eigenschaften"
No full textIm NETPEC-Projekt wurden (photo)elektrochemische Ansätze für die technologische Entnahme von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Atmosphäre untersucht und (weiter-)entwickelt. Ähnlich der natürlichen Photosynthese werden in der Photoelektrochemie Stoffe mittels der Energie des Sonnenlichts ineinander umgewandelt. Wird hierbei CO2 in kohlenstoffreiche, feste oder flüssige Produkte umgewandelt, ist eine sichere Langzeitspeicherung möglich. Die theoretisch möglichen Umwandlungseffizienzen übertreffen die der natürlichen Photosynthese um ein Vielfaches, dadurch wird weniger Landfläche als bei biomassebasierten Ansätzen benötigt. Mögliche Effizienzen und Speicherpotenziale, aber auch die dafür benötigte Konfiguration der photoelektrochemischen Zellen hängen stark vom gewählten Produkt ab.
Im Teilprojekt UTUE wurde die Herstellung von Kohleflocken mittels eines flüssigmetallbasierten Katalysators untersucht. Hierbei konnte ein funktionsfähiger Katalysator entwickelt werden und die zugrunde liegenden Funktionsweise mittels elektrochemischer und spektroskopischer Methoden, sowie anhand von Elektronenstrukturrechnungen untersucht werden. Zudem wurde eine elektrochemische Zelle entwickelt, die an eine photovoltaische Zelle gekoppelt werden konnte. Des Weiteren wurden der Einfluss des lokale Klimas sowie großräumige biogeochemischen Rückkopplungen auf den Einsatz von NETPEC-basierter CO2 Entnahme bewertet und klimatologische Erwartungswerte für die Produktions- und Speicherbedingungen aufgestellt