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Design and implementation of a soft computing-based controller for a complex mechanical system
No full textSoft-Computing basierende Regler beinhalten Algorithmen, die im Bereich des Maschinellen Lernens einzuordnen sind. Diese Regler sind in der Lage eine geeignete Steuerungsstrategie durch direkte Interaktion mit einer dynamischen Regelstrecke zu entwerfen. Sowohl klassische als auch moderne Reglerentwurfsmethoden hangen von der Genauigkeit des verwendeten dynamischen Systemmodells ab, was insbesondere bei steigender Komplexitat des Systems und auftretenden Modellunsicherheiten nicht mehr uneingeschrankt gewahrleistet werden kann. Die Ziele von Soft- Computing basierenden Reglern sind die Verbesserung der Gute des Regelverhaltens und eine geeignete Anpassung der Regler ohne eine mathematische Modellbildung auf Grundlage von physikalischen Gesetzen. Im Rahmen dieser Arbeit werden funf Algorithmen zur Modellbildung und Regelung dynamischer Systeme untersucht, welche auf dem Mehrschichten-Perzeptron-Netzwerk (Multi-Layer Perceptron network, MLP), auf der Methode der Support Vector Machine (SVM), der Gau-Prozesse, der radialen Basisfunktionen (Radial Basis Functions, RBF) sowie der Fuzzy-Inferenz-Systeme basieren. Im Anschluss an die Darstellung der zugrunde liegenden mathematischen Zusammenhange dieser Methoden sowie deren Hauptanwendungsfelder im Bereich der Modellbildung und Regelung dynamischer Systeme wird eine systematische Evaluierung der funf Methoden diskutiert. Anhand der Verwendung quantitativer Gutekennziern werden diese Methoden fur die Verwendung in der Modellbildung und Regelung dynamischer Systeme vergleichbar gegenubergestellt. Basierend auf den Ergebnissen der Evaluierung wird der SVM-basierte Algorithmus als Kernalgorithmus des Soft-Computing basierenden Reglers verwendet. Der vorgestellte Regler besteht aus zwei Hauptteilen, wobei der erste Teil aus einer Modellfunktion der dynamischen Regelstrecke und einem SVM-basierten Beobachter besteht, und der zweite Teil basierend auf dem Systemmodell eine geeignete Regelstrategie generiert. Die Verikation des SVM-basierten Regleralgorithmus erfolgt anhand eines FEM-Modells eines dynamischen elastischen Balken bzw. einseitig eingespannten elastischen Balkens. Dieses Modell kann z. B. als Ersatzmodell fur das mechanische Verhalten eines exiblen Roboterarms oder einer Flugzeugtrag ache verwendet werden. Der Hauptteil der Modellfunktion besteht aus einem automatischen Systemidentikationsalgorithmus, der auch die Integration eines systematischen Modellbildungsansatzes fur dynamische Systeme ermoglicht.Die Ergebnisse des SVM-basierten Beobachter zeigen ahnliches Verhalten zum Kalman- Bucy Beobachter. Auch die Sensitivitatsanalyse der Parameter zeigt eine bessere Gute der SVM-basierten Beobachter im Vergleich mit den Kalman-Bucy Beobachtern. Im Anschluss wird der SVM-basierte Regler zur Schwingungsregelung des Kragtragers verwendet. Hierbei werden vergleichbare Ergebnisse zum LQR-Regler erzielt. Eine experimentelle Validierung des SVM basierten Reglers erfolgt an Versuchsst anden eines elastischen Biegebalkens sowie eines invertierten Biegebalkens. Die Zustandsbeobachtung fuhrt zu vergleichbaren Ergebnissen verglichen mit einem Kalman-Bucy Beobachter. Auch die Modellbildung des elastischen Balkens fuhrt zu guten Ubereinstimmungen. Die Regelgute des Soft-Computing basierenden Reglers wurde am Versuchsstand des invertierten Biegebalkens experimentell erprobt. Es wird deutlich, dass Ergebnisse im Rahmen der erforderlichen Vorgaben erzielt werden konnen.The focus of this thesis is to obtain a soft computing-based controller for complex mechanical system. soft computing based controllers are based on machine learning algorithm that able to develop suitable control strategies by direct interaction with targeted dynamic systems. Classical and modern control design methods depend on the accuracy of the system dynamic model which cannot be achieved due to the dynamic system complexity and modeling uncertainties. A soft computing-based controller aims to improve the performance of the close loop system and to give the controller adaptation ability as well as to reduce the need for mathematical modeling based on physical laws. In this work ve dierent softcomputing algorithms used in the eld of modeling and controlling dynamic systems are investigated.These algorithms are Multi-Layer Perceptron(MLP) network, Support Vector Machine (SVM),Gaussian process, Radial Basis Function (RBF), and Fuzzy Inference System (FIS). The basic mathematical description of each algorithm is given. Additionally, the most recent applications in modeling and controlling of dynamic system are summarized. A systematic evaluation of the ve algorithms is proposed. The goal of the evaluation is to provide quantitative measure of the performance of soft computing algorithms when used in modeling and controlling a dynamic system. Based on the evaluation, the SVM algorithm is selected as the core learning algorithm for the soft computing based controller. The controller has two main units. The rst unit has two functions of modeling dynamic system and obtaining a SVM-based observer. The second unit is in charge of generating suitable control strategy based on the dynamic model obtained. The verication of the controller using SVM algorithm is done using an elastic cantilever beam modeled using Finite Element Method (FEM). An elastic cantilever beam can be considered as a representation of exible single-link manipulator or aircraft wing. In the core of the modeling unit, an automatic system identication algorithm which allows a systematic modeling approach of dynamic systems is implemented. The results show that the system dynamic model using SVM algorithm is accurate with respect to the FEM model. As for the SVM-based observer the results show that it has good estimation in comparison with to dierent Kalman-Bucy observers. The sensitivity to parameters variations analysis shows that the SVM-based observer has better performance than Kalman-Bucy observer. The SVM based controller is used to control the vibration of the cantilever beam; the results show that the model reference controller using SVM has a similar performance to LQR controller. The validation of the controller using SVM algorithm is carried out using the elastic cantilever beam test rig and the inverted cantilever beam test rig. The states estimation using SVM-based observer of the elastic cantilever beam test rig is successful and accurate compared to a Kalman-Bucy observer. Modeling of the elastic cantilever beam using the SVM algorithm shows good accuracy.
The performance of controller is tested on the inverted cantilever beam test rig. The results show that required performance objective can be realized using this control strategy
Der supersinguläre Ort unitärer Shimura-Varietäten mit exotischer guter Reduktion
No full textIn this paper, we use a group-theoretic approach to giving a concrete description of the geometric structure of the supersingular locus of unitary Shimura varieties with exotic good reduction
Development of a optically accessible high-load internal combustion engine and the corresponding test cell
No full textDiese Dissertationschrift beschreibt die Entwicklung eines neuen optisch zugänglichen Verbrennungsmotors und dessen Prüfstandsumgebung. Dieser Forschungsmotor für kompressionsgezündete Brennverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass er trotz optischen Zugangs extrem hohe Mitteldrücke, Spitzendrücke und Druckanstiegsraten zulässt. Die Betriebsbedingungen dieses Hochlastmotors werden mit denen weltweit bereits ausgeführter Maschinen verglichen. Der beschriebene Motor nimmt im Zylinderspitzendruck, indizierten Mitteldruck und maximalen Kraftstoffdruck eine Spitzenposition ein und erweitert dadurch die Möglichkeiten optischer Messtechniken.
Die Konstruktion und Berechnung besonders wichtiger Motorbauteile werden beschrieben. Der „Bowditch“-Kolben und die optischen Zugänge sind für einen Zylinderspitzendruck von 200 bar ausgelegt. Die transparenten Komponenten sind aufgrund der besseren UV-Transmission gegenüber Saphir aus synthetischem Quarzglas hergestellt. Die geringere Festigkeit des synthetischen Quarzglases wird durch konstruktive Maßnahmen ausgeglichen. Seitlicher optischer Zugang zum obersten Teil des Zylinders wird über einen wassergekühlten Fensterträger realisiert.
Die für den Hochlastbetrieb benötigten Randbedingungen, wie z.B. hohe Aufladung und hoher Kraftstoffdruck, werden durch den zugehörigen Prüfstand bereitgestellt. Die Mechanik des Prüfstandes ist zweiseitig ausgeführt, um später den hier konstruierten optischen Motor mit einem motorengeometrisch gleichen Vollmetallmotor ergänzen zu können. Die Lastmaschine ist robust und wirtschaftlich als handelsübliche phasenanschnittsgesteuerte Drehstrommaschine eingekauft. Die gesamte Prüfstandsdatenerfassung und -steuerung wird mit in Labview erstellter Software bei Taktungsraten von bis zu mehreren kHz durchgeführt.
Abschließend werden erste optische Messergebnisse im Betrieb als Dieselmotor vorgestellt. Ein Referenzbetriebspunkt wird bestimmt und dessen Einspritzung und Verbrennung durch Hochgeschwindigkeitsmessungen visualisiert. Die Einströmung wird durch Particle Image Velocimetry (PIV) in mehreren Ebenen unterhalb der Ventile bildgebend dargestellt und mit äquivalenten PIV Messungen von einer stationär durchströmten Fließbank verglichen. Schließlich werden Betriebspunkte mit sehr hohem indizierten Mitteldruck von über 16 bar und einem Zylinderspitzendruck von nahezu 140 bar vorgestellt.This doctoral thesis describes the development of a new optically accessible internal combustion engine and the corresponding test cell. This instrument for research on compression-ignition engine operation is distinguished by enabling extremely high indicated mean effective pressure (IMEP), peak cylinder pressure, and pressure-rise rates despite extensive optical access. The design operating conditions of the engine are compared to those of existing engines worldwide. The new engine is leading in peak cylinder pressure, IMEP, and fuel injection pressure, expanding the possibilities of optical diagnostics.
The design of key engine components is described. The “Bowditch”-style piston and the windows for optical access are designed for a peak cylinder pressure of 200 bar. All transparent components are made from fused silica because of its better UV transmission compared to sapphire. Suitable design features compensate for the lower mechanical strength. A water-cooled windowed spacer ring gives full lateral optical access to the top portion of the cylinder.
The boundary conditions need to achieve very high engine loads, for example high intake and fuel pressure, are provided by the test bench environment. The test bench is dual-sided such that in the future the optical engine can be complemented with an all-metal engine of identical geometry. The dynamometer is a robust and cost-efficient three-phase electrical motor with accompanying power electronics and controls, all ordered off-the-shelf. The test bench’s data acquisition and control is performed by in-house Labview programs at kilohertz rates.
In a concluding chapter, first optical measurements from Diesel engine operation are presented. A reference operating point is determined and in that point, fuel injection and combustion are visualized with high-speed imaging. The intake flow in several planes below the intake valves is imaged by particle image velocimetry (PIV) and compared to equivalent PIV measurements on a steady-state flow bench. Finally, operating conditions are examined that lead to 16 bar IMEP and a peak pressure of almost 140 bar, both of which are extremely high for optically accessible engines
Molekulare Mechanismen der HCC-Entstehung
No full textZusammenfassung
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen neue Mechanismen auf, die bei der Entstehung und Entwicklung des HCCs von entscheidender Bedeutung sind.
Es wurde leberspezifische Laborparameter identifiziert, die als prognostische Marker für die Tumorrekurrenz und das Überleben von HCC-Patienten nach einer Lebertransplantation verwendet werden können. Die Kombination der prä-operativen AP- bzw. GLDH-Werte der HCC-Patienten mit den AFP-Werten zum Zeitpunkt der Transplantation ermöglicht eine sehr genaue Vorhersage der Tumorrekurrenz. Die Kombination der AP- und AFP-Werte erlaubt zudem eine Prognose des post-operativen Überlebens der Patienten, sodass die Auswahl der Patienten, die für eine Lebertransplantation in Frage kommen möglicherweise in Zukunft noch stärker anhand ihrer medizinischen Vorteile ausgewählt werden könnten.
Darüber hinaus ist auch das Expressionslevel des Tumorsuppressors TRAIL im HCC als prognostischer Marker für die post-operative Tumorrekurrenz und das Outcome der Patienten geeignet. Eine Verminderung der TRAIL-Expression erhöht zudem die Migrationsfähigkeit von Hepatomzellen, was die Entstehung und auch Entwicklung eines HCC maßgeblich beeinflussen kann. Die Verminderung der TRAIL-Expression im HCC ist auf die Sequenzvariation -1453T/C innerhalb des TRAIL-Promoters zurückzuführen. Die Nukleobase an dieser Position ist entscheidend für die Funktionalität der Bindungsstelle für den Transkriptionsfaktor GATA-1. Die TRAIL-Expression in HCC-Gewebe ist ohne diese GATA-1 Bindungsstelle signifikant geringer als in Patienten die diese Bindungsstelle besitzen. In nachfolgenden in vitro Untersuchungen konnten gezeigt werden, dass der Verlust der GATA-1 Bindungsstelle zu einer verminderten Funktionalität des TRAIL-Promotors führt, vor allem in Zusammenhang mit der IFN-vermittelten Induktion der TRAIL-Expression.
Aus Vorarbeiten ist bekannt, dass die Expression des Tumorsuppressors PML über proteosomale Degradationsprozesse reguliert wird. Eine Verminderung der PML-Expression führt sowohl in der murinen Leber als auch in humanen Hepatomzellen zu einer Reduktion der TRAIL-Expression, was wiederum die Migrationsfähigkeit in humanen Hepatomzellen beeinflusst. Darüber hinaus führt eine PML-Defizienz mit gleichzeitiger Expression der HCV-Proteine zu einer verstärkten Lebertumorentstehung in Mäusen. Die Genarrayanalysen zeigen zudem weitere Ansatzpunkte auf, um die molekularen Mechanismen der HCV-assoziierten HCC-Entstehung weiter zu charakterisieren.The herein presented results reveal novel insights into mechanisms affecting the development and growth of human HCC.
Clinical parameters were established with the potential to predict the risk of HCC recurrence as well as patients’ survival after liver transplantation. The combination of AP- and GLDH-values with AFP-levels at time of liver transplantation allowes an accurate prediction of tumor recurrence. Furthermore, the combination of AP- and AFP values enables the prognosis of HCC patients as to whether a patient would benefit from this treatment or rather not.
In addition the expression level of the tumor suppressor protein TRAIL serve as a predictive marker for the risk of HCC recurrence and the outcome for HCC patients after liver transplantation. TRAIL-expression levels are a landmark feature of human HCC, significantly influencing the migration potential of hepatoma cells and the development and progression of HCC.
Impairment of TRAIL-expression has been shown to be caused by a sequence variation between thymine and cytosine at position -1453 in the human TRAIL promoter. The functionality of the GATA-1 transcription factor binding site in this position depends on the presence of the nucleobase thymine. HCC tissue with this ‘loss of function’ GATA-1T/C sequence variation is characterized by a significantly lower TRAIL expression than tissue which comprises an intact GATA-1T/T binding site. In vitro analyses reveal an impaired function of the GATA-1T/C-containing human TRAIL promoter with respect to migration and responsiveness to cytokines.
Supplementing previous work from our lab on the tumor suppressor protein PML, it became now apparent that PML-expression is intimately connected with the TRAIL-expression and, consecutively, with the migration potential of human hepatoma cells. Moreover, PML-deficiency does, in conjunction with hepatitis C viral proteins, sensitize liver cells in an oncogenic way to tumor development in mice. Further analyses by gene expression arrays identified additional indicators for the more detailed characterisation of molecular mechanisms involved in the development of HCV-associated hepatocarcinogenesis
Strategic development of organizations at the interface between politics and economy. An analysis of the “Senat der Wirtschaft”.
No full textDer Wunsch nach einer guten Zusammenarbeit zwischen politischen und wirtschaftlichen Akteuren scheint groß zu sein. In einer immer komplexer und interdependenter werdenden Welt gibt es eine große Anzahl von Themen, die sowohl Politik als auch Wirtschaft gleichermaßen betreffen. Die Voraussetzungen erscheinen ideal, um befriedigende Lösungen für eine größtmögliche Anzahl an Akteuren zu finden: Denn neben dem wachsenden politischen Bedarf an wirtschaftsnaher Expertise und Beratung, steigt das Angebot in dem Bereich der politischen Beratung sowie der Wunsch nach mehr Partizipationsmöglichkeiten von nichtstaatlichen Akteuren. Diese auf dem ersten Blick komfortable „win-win-Situation“ birgt aber insbesondere für politische Entscheider einen Konflikt. Denn vor allem wirtschaftsnahe und ressourcenstarke Organisationen, so der Vorwurf, würden Zugang zu politischen Akteuren erhalten. Das Gemeinwohl würde daher keinen Eingang in die Zusammenarbeit von Politik und Wirtschaft bekommen. Verschiedene Organisationen haben in den letzten Jahren versucht diesen Konflikt zu lösen. Mit unterschiedlichen Konzepten und Ideen sollten neue Möglichkeiten eines Multi-Stakeholder-Dialoges initiiert werden, die den Bedarf an einer an allgemeinen Interessen orientierten Beratung decken sollen. Einer dieser Akteure ist der Senat der Wirtschaft Deutschland, der erst in 2009 gegründet wurde und sich als wirtschaftsnahe Organisation in einer dicht besetzten Branche etablieren will.
Mithilfe einer Einzelfallanalyse soll in der vorliegenden Arbeit versucht werden, die strategische Organisationsentwicklung des Senats der Wirtschaft zu analysieren. Konkret sollen die Ziele, Strukturen und Instrumente des Senats der Wirtschaft untersucht werden. Dabei lautet die zentrale Frage: Mithilfe welcher Instrumente versucht der Senat der Wirtschaft eine am Gemeinwohl orientierte politische Beratung an der Schnittstelle von Politik und Wirtschaft zu ermöglichen?
Zur Beschreibung der strategischen Organisationsentwicklung des Senats seit seiner Gründung in 2009/2010 wird auf die teilnehmende Beobachtung, die sich über mehrere Jahre streckt, sowie Experteninterviews und Dokumentenanalysen zurückgegriffen. Die so gesammelten Daten werden anhand eines eigens entwickelten Analyse-Schemas aufbereitet. Daraus werden Aussagen über einen möglichen innovativen Charakter der eingesetzten Instrumente dargestellt sowie Erkenntnisse für die strategische Entwicklung anderer Organisationen, die an der Schnittstelle von Politik und Wirtschaft Beratung anbieten wollen, abgeleitet. Eine zentrale Erkenntnis liegt darin, dass Organisationen trotz komplexen Einflussfaktoren stets die Balance zwischen Schein und Sein bewahren müssen.The pursuit of a good collaboration between political and economic stakeholders seems to be great. In a more and more complex and interdependent world, a vast range of different topics are equally affecting politics as well as the economy. The conditions seem to be ideal in order to find satisfying solutions for the majority of these stakeholders. Besides the growing political demand for economic expertise, a noticeable growth of political consultation as well as the aim for more participation opportunities of non-governmental stakeholders is observable. At first sight, it seems to be a convenient win-win-situation; nevertheless it also implies a conflict for political decision-makers in particular. Especially organizations which are closely business-related and imply high levels of resources, so the accusation, are granted access to political stakeholders. Therefore, the common welfare would not get admission to the collaboration of politics and economy. In the past few years, several organizations have been trying to solve this conflict. New possibilities of a multi-stakeholder dialogue are initiated by different concepts and ideas to cover the need of a consultation focusing on common interests. One of the stakeholders is the Senate of Economy. It has been founded in 2009 and wants to establish itself as a business-related organization in a densely occupied sector.
Using a single-case analysis, this thesis analyzes the strategic organizational development of the Senate of Economy. To be precise, aims, structures and instruments of the Senate of Economy are to be illustrated and examined. The key question is: Which instruments are enabling the Senate of Economy to facilitate a common well-being oriented political consultation at the interface between politics and economy focusing on common interest?
In order to describe the strategic organizational development of the Senate of Economy since its foundation in 2009/2010, a long-term participation observation, expert interviews as well as an analysis of documents have been applied. Hence, statements about the innovative character of the applied instruments and also findings for a strategic development for similar organizations are derived. The selected data is evaluated with a self-developed analytical scheme. Despite complex influencing factors, a central finding implies that organizations need to keep the balance between appearance and reality
A role for DNA-PKcs in G2 checkpoint response and DNA end resection after exposure to ionizing radiation
No full textDNA damage response (DDR) is a cellular network that comprises signaling from DNA lesions, including DNA double-strand breaks (DSBs), and their repair. ATM and ATR belong to the Phosphatidylinositol-3 kinase-related kinases (PIKK) family and are known as the master controllers of DDR signaling. It is generally accepted that ATM is activated by DSBs or chromatin modifications, while ATR operates in DNA replication and in response to DSBs becomes activated by single-stranded DNA regions at the DSB ends generated by DNA end resection. DNA-PK catalytic subunit (DNA-PKcs), a third member of the PIKK family, is an essential component of the classical non-homologous end joining (c-NHEJ) pathway of DSB repair. However, the catalytic function of DNA-PKcs in c NHEJ has been extensively studied, while its role in DNA damage signaling still remains obscure.
In this thesis, we provide evidence of a contribution of DNA-PKcs in the checkpoint response as well, particularly in cells irradiated in S and G2 phases of the cell cycle. The role of DNA-PKcs in this process appears to be specific as this effect is not observed with depletion of KU70/80, an essential factor for recruitment of DNA-PKcs at DSBs. Analysis of G2 arrest and evaluation of the mitotic index using H3pS10 assay after exposure of cells to IR revealed that deficiency of DNA-PKcs or its chemical inactivation is linked with persistent G2 checkpoint; in cells irradiated in S phase this hyper-activated checkpoint is entirely dependent on ATR, while in cells sustaining DNA damage in G2 phase it relies on both ATM/ATR.
The requirement of ATR for the prolonged G2 checkpoint in DNA-PKcs deficient background suggests extensive resection at DSB ends which could be visualized by immunostaining of RPA. Hence, the data demonstrate that DNA-PKcs may also contribute to DNA damage response via regulation of DNA end resection.
Evaluation of the effects of ATM and ATR kinases on the G2 checkpoint and DNA end resection by using small molecule inhibitors point to a model where ATM, ATR and DNA-PKcs may work as a kinase module to effectively control the G2 checkpoint and the process of resection after exposure to ionizing radiation
Cybersex addiction: Conditioning processes and implicit cognition
No full textResearch on cybersex addiction, as one form of specific Internet addiction, has been receiving growing attention in the past years. However, there is no consensus regarding the phenomenology, classification, and diagnostic criteria of cybersex addiction and respectively Internet addiction, so far. Some approaches suggest similarities to substance dependencies for which conditioning processes, approach/avoidance tendencies, and implicit associations are seen to be crucial mechanisms regarding development and maintenance. In the course of this dissertation, three studies that aim at investigating these mechanisms in the context of cybersex addiction were conducted. Each study adapted an experimental paradigm used in substance dependence research while it was expected to obtain comparable results. First, to investigate conditioning processes, a Standard Pavlovian to Instrumental Transfer Task (Hogarth, Dickinson, Wright, Kouvaraki, & Duka, 2007) was modified. Second, an adapted version of the Approach Avoidance Task (Rinck & Becker, 2007) was used for investigating a potential role of approach/avoidance tendencies. Third, to assess effects of implicit associations on cybersex addiction, an Implicit Association Test was adapted (Greenwald, McGhee, & Schwartz, 1998). All experimental paradigms were modified with pornographic pictures. Results revealed that conditioning processes, approach/avoidance tendencies as well as implicit associations had an effect on tendencies towards cybersex addiction. Moreover, all three studies could show that self-reported symptoms of cybersex addiction were particularly high if the investigated mechanisms interacted either with specific predispositions towards sex (i.e. sexual excitation or problematic sexual behaviors) or subjective craving due to watching pornographic pictures. Overall, the findings of this dissertation provide further empirical evidence for similarities between cybersex addiction and substance dependencies. Therefore, similarities between dual-process models of addiction (Bechara, 2005; Wiers & Stacy, 2006) and the theoretical framework of cybersex addiction by Laier and Brand (2014) are discussed. Furthermore, extensions of the cybersex addiction framework by Laier and Brand (2014) are proposed. At last, practical implications are discussed, while limitations and future directives are pointed out
On the Existence of Equivariant Yang-Mills Connections
No full textFür eine Riemannsche Mannigfaltigkeit , ein Prinzipalfaserbündel über und einen Zusammenhang von ist das Yang-Mills-Funktional definiert als wobei die Krümmung von bezeichnet.
Wir fixieren eine Lie-Gruppe , die auf und operiert, sodass die Kohomogenität der -Operation auf höchstens vier ist. Indem wir auf der Menge der Zusammenhänge, die unter diesen -Operationen äquivariant sind, minimieren und Palais' Prinzip der symmetrischen Kritikalität anwenden, zeigen wir die Existenz einer -äquivarianten Lösung der Euler-Lagrange-Gleichung zu fast überall auf . Diese Lösung ist im Allgemeinen ein Zusammenhang eines von verschiedenen Bündels.
Um dies zu erreichen, zeigen wir zunächst, dass es lokal in passende Eichtransformationen gibt (die nicht notwenigerweise Coulomb-Eichungen sind), wenn eine Kleinheitsbedingung an die Krümmung des betrachteten Zusammenhangs erfüllt ist (dafür modifizieren wir einen bekannten Eichsatz von Meyer und Rivi\`ere). \\
Mit Hilfe dieses Eichsatzes und der direkten Methode der Variationsrechnung erhalten wir fast überall auf lokale Lösungen der -Gleichung. Diese setzen wir zusammen zu einem Zusammenhang eines Bündels über ohne eine Ausnahmemenge der Kodimension vier.For a compact Riemannian manifold , a principal fiber bundle over , and a connection of , the Yang-Mills functional is defined as where denotes the curvature of .
We fix a compact Lie group acting on and , such that the cohomogenity of the -action on is less or equal to four. By minimizing among all connections that are equivariant under the action of and using Palais' principle of symmetric criticality, we show the existence of a solution of the Euler-Lagrange equation of almost everywhere on . In general, this solution is a connection of a bundle different from .
In order to obtain this result we prove the local existence of good equivariant gauges (which are not necessarily Coulomb gauges) under a smallness assumption on the curvature of the regarded connection (by modifying a well-known Coulomb gauge theorem by Meyer and Rivi\`ere). \\
By using this gauge theorem and the direct method of the calculus of variations, we obtain local solutions to the -equation almost everywhere on . Then we assemble those local solutions to a connection of a bundle over , where has codimension-four
Perceptions of interaction in an integrated CALL context: Analysing the learning experience from an Activity Theory perspective
No full textThe search for a framework guiding the effective use of computers to improve conditions for language learning continues to occupy CALL researchers. Bax (2003, 2011), in addressing the issue of the true role of the computer in the classroom, suggests that the focus of any effective CALL environment should ultimately be on the "normalisation" of the computer so that it is fully integrated among other artefacts. In this way, the computer would be an invisible, but complementary part of the classroom ‘system’, mediating language learning as pupils interact with each other and with and around the computer.
It is against this backdrop that the central focus of this research (that of identifying perceptions and moments of interaction within a ‘limited’ technology environment which bear characteristics, as defined in the literature, of effective language learning), was conceptualised.
This focus was established in order to shed further light on the role of the computer in its social function within a carefully balanced activity system (based on Engeström’s Activity Theory), in promoting the kind of interaction which, rather than being technology focused, places the learner and the learning objective at the center of the language learning process.
Using a qualitative emic and etic approach to data collection, the research project examined pupils' perceptions of the interaction they experienced with and around the computer.
The data were collected mainly through semi-structured (stimulated recall) interviews and observation notes based on video clips of the interaction in select one-computer classrooms.
The research revealed that there is value to be had in deliberately limiting the number of computers in the classroom as this does offer greater facility to "normalise" the computer in its role as an everyday artefact, and can, consequently, promote more learner-centered as opposed to techno-centric interaction – as ascertained based on the perceptions of the learners themselves. There is also evidence to suggest that the computer, in this way, can be seen as assuming a certain ‘agency’ as it forms part of an ‘active’ triadic constellation of the one-computer activity system.
Bax, S. (2003). CALL – past, present, and future. System, 31, 13-28.
Bax, S. (2011). Normalisation revisited: The effective use of technology in language education. International Journal of Computer-Assisted Language Learning and Teaching, 1(2), 1-1
Untersuchungen zur Regulation und Bedeutung der Serinprotease HTRA1 in Tumorzellen
No full textDie HtrA-Proteine (high temperature requirement A) gehören zu einer Familie von hochkonservierten Serin-Proteasen, die sowohl Mitglieder in Prokaryonten als auch in Eukaryonten aufweisen. Die Genexpression und Funktionen der beiden humanen Proteasen HTRA1 und HTRA3 sind in Verbindung mit mehreren Tumorarten gebracht worden. Dabei findet häufig eine Herunterregulation der Genexpression von HTRA1 oder HTRA3 statt, welche zum Teil über epigenetische Mechanismen vermittelt wird. Funktionell werden der HTRA1-Protease tumorsuppressive Eigenschaften zugesprochen, da das Fehlen von HTRA1 u.a. zu einer erhöhten Zellmigration, einem gesteigerten Zellüberleben und einer Resistenz gegenüber Chemotherapeutika führt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde mittels Chromatin-Immunpräzipitationen in den HCT116-Kolonkarzinomzellen das DNA-methyl-bindende Protein MBD2 als Mediator für epigenetisches Silencing der HTRA1-Genexpression identifiziert. Zudem weist der HTRA1-Promoter in diesen Tumorzellen eine geringe Acetylierung von Lysin9 am Histon H3, einem Marker für transkriptionell aktives Chromatin, auf. Diese Ergebnisse korrelieren zum einen mit der verringerten HTRA1-Genexpression und zum anderen mit der potentiellen CpG-Insel und DNA-Hypermethylierung am HTRA1-Promotor. Anhand dieser Ergebnisse kann die Hypothese aufgestellt werden, dass primär die Bindung von MBD2 an hypermethylierte Bereiche der Transkriptionsstartstelle von HTRA1 für die reprimierte Genexpression verantwortlich ist. Desweiteren wurde über in silico-Analysen am HTRA2- und HTRA3-Promotor jeweils eine potentielle CpG-Insel identifiziert. Wobei der HTRA2-Promotor weder in den HCT116- noch in den SW480-Kolonkarzinomzellen einer DNA-Methylierung unterliegt, weist der HTRA3-Promotor in den HCT116-Zellen eine starke Methylierung auf. Der Grad der DNA-Methylierung korreliert bei beiden Genen mit der über qPCR quantifizierten Genexpression. Es konnte jedoch nicht geklärt werden, ob MBD2 für die verringerte Genexpression von HTRA3 in den HCT116-Zellen verantwortlich ist. Es ist davon auszugehen, dass weitere MBD-Proteine oder auch posttranslationale Histonmodifikationen für die Regulation der HTRA3-Genexpression eine Rolle spielen. Zusätzlich wurde in einem weiteren Tumorgewebe die HTRA1-Genexpression untersucht. Es wurde in mehreren primären humanen Melanom-Zelllinien eine heterogene Genexpression von HTRA1 gezeigt, jedoch lassen die durchgeführten Methylierungs-Analysen keine Regulation über eine erhöhte DNA-Methylierung erkennen. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Regulation der Genexpression von HTRA1 in verschiedenen Tumorgeweben unterschiedlichen Mechanismen unterliegen kann. Daher sollte in Zukunft geklärt werden, ob in den Melanomzellen eher chromosomale Veränderungen im HTRA1-Gen eine Rolle für die Genregulation spielen. Mit Hilfe der konfokalen Lasermikroskopie wurde die zelluläre Verteilung von HTRA1 in den Melanomzellen untersucht. Hierbei waren zum einen eine überwiegend intrazelluläre Lokalisation und zum anderen eine vom Genotyp der Melanomzellen abhängige Verteilung von HTRA1 zu erkennen. In den WT-Melanomzellen war HTRA1 als eine faserartige Struktur zu erkennen. Die konstitutive Aktivierung der ERK-Signalkaskade über mutiertes NRAS bzw. BRAF scheint hingegen eine vesikelartige Lokalisation von HTRA1 zu begünstigen.
Desweiteren konnte in den Melanomzellen eine Protein-Protein-Interaktion zwischen HTRA1 und BRAF nachgewiesen werden. Mithilfe von in vitro GST-Pulldown Assays wurde eine Bindung von HTRA1 sowohl an die Ras-Bindedomäne als auch an die Kinase-Domäne von CRAF bzw. BRAF gezeigt und über Immunpräzipitationen und konfokaler Lasermikroskopie wurde die Interaktion zwischen endogenem HTRA1 und BRAF in den Melanomzellen bestätigt. Die funktionelle Bedeutung dieser Interaktion konnte in dieser Arbeit nicht bestimmt werden. Die zahlreichen Phosphorylierungsstellen an BRAF lassen jedoch die Vermutung zu, dass posttranslationale Modifikationen bei der Bindung eine Rolle spielen. Außerdem wurde die RAS-Bindedomäne als ein in vitro-Substrat für HTRA1 identifiziert. Daher sollte geklärt werden, ob BRAF auch in vivo ein Substrat für HTRA1 darstellt. Mit Hilfe von FACS-Analysen und Proliferationsexperimenten konnten weitere Hinweise auf funktionelle Eigenschaften von HTRA1 gewonnen werden. So scheint HTRA1 zum einen eine Rolle bei der Chromosomenamplifikation zu spielen. Die Behandlung der Melanomzellen mit einem RAF- bzw. MEK-Inhibitor lässt desweiteren die Vermutung zu, dass die Sensitivität gegenüber pharmakologischen Inhibitoren der ERK-Signalkaskade über die HTRA1-Menge beeinflusst werden könnte. In dieser Arbeit wurden Melanom-Einzelzellklone generiert, welche sich in ihrem BRAF bzw. NRAS Genotyp und in ihrer HTRA1-Menge unterschieden. Die Generierung und zellbiologische Charakterisierung der Einzelzellklone stellt eine wichtige Grundlage für weiterführende Experimente dar. Mit Hilfe dieser primären Melanomzellen kann in Zukunft der Frage weiter nachgegangen werden, welche Rolle HTRA1 in der Tumorprogression spielt. Hierbei steht insbesondere die Beteiligung von HTRA1 im ERK-Signalweg im Vordergrund