Offenburg University of Applied Sciences
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Reliability of Running Stability during Treadmill and Overground Running
Get PDFRunning stability is the ability to withstand naturally occurring minor perturbations during running. It is susceptible to external and internal running conditions such as footwear or fatigue. However, both its reliable measurability and the extent to which laboratory measurements reflect outdoor running remain unclear. This study aimed to evaluate the intra- and inter-day reliability of the running stability as well as the comparability of different laboratory and outdoor conditions. Competitive runners completed runs on a motorized treadmill in a research laboratory and overground both indoors and outdoors. Running stability was determined as the maximum short-term divergence exponent from the raw gyroscope signals of wearable sensors mounted to four different body locations (sternum, sacrum, tibia, and foot). Sacrum sensor measurements demonstrated the highest reliabilities (good to excellent; ICC = 0.85 to 0.91), while those of the tibia measurements showed the lowest (moderate to good; ICC = 0.55 to 0.89). Treadmill measurements depicted systematically lower values than both overground conditions for all sensor locations (relative bias = -9.8% to -2.9%). The two overground conditions, however, showed high agreement (relative bias = -0.3% to 0.5%; relative limits of agreement = 9.2% to 15.4%). Our results imply moderate to excellent reliability for both overground and treadmill running, which is the foundation of further research on running stability
Leadgenerierung durch Marketing Automation im Vorfeld einer Messe am Beispiel der Firma SensoPart
No full textThis master’s thesis presents a comprehensive report on a research project carried out in collaboration with SensoPart, a prominent manufacturer of sensors for industrial automation processes. The study focuses on the strategic planning, execution and analysis of a targeted lead generation campaign to support SensoParts participation in a major automation themed trade show. The decision-making process and different approaches used throughout the project are explained in a well-founded way, allowing the reader to understand the underlying thoughts and strategies. In addition, the elements of the campaign, including visuals such as images, graphs and key statistics, are presented to enhance understanding
Entwicklung einer Methode zur Messung von Bodenreaktionskräften bei menschlicher Lokomotion auf variablen Untergründen
No full textIn dieser Arbeit wird die Entwicklung einer Methode zur Messung von Bodenreaktionskräften bei menschlicher Lokomotion auf variablen Untergründen behandelt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, unter realistischen Bedingungen eine Ganganalyse in einem Biomechaniklabor durchführen zu können.
Bisher ist es nicht möglich in einem Biomechaniklabor verschiedene Untergründe nach einer bestimmten Methode auszutauschen, womit Szenarien im Alltag besser simuliert werden können.
Um dieses Ziel zu erreichen wurde ein geeignetes Konzept für die Fertigung der benötigten Bodenplatten und Bodenbeläge erstellt. Darauffolgend wurden die Komponenten angefertigt oder schon vorhandene modelliert. Die Anwendung der entwickelten Methode wurde unter realen Bedingungen einer Ganganalyse erfolgreich untersucht. Hierbei konnten exemplarisch die durchschnittlichen Bodenreaktionskräfte in z-Richtung für die Untergründe Kunstrasen, Kunststoffbahn (Tartanboden) und Steinboden untersucht werden. Das größte Optimierungspotential bei diesem Funktionstest zeigte sich bei der Anpassung der geeigneten An- und Ablaufstrecken mit den jeweiligen Untergründen.
Mit dieser entwickelten Methode können in einem Biomechaniklabor besser die Bedingungen die alltäglich benötigten Ganganpassungen an verschiedene Untergründe simuliert werden. In Kombination mit weiteren Messmethoden, wie die Messung der Muskelaktivität (EMG) und der Gangkinematik, kann so ein tieferes Verständnis des menschlichen Gangbildes gewonnen werden.This work presents the development of a method for measuring ground reaction forces during human locomotion on variable surfaces. The goal of this research is to enable gait analysis under realistic conditions in a biomechanics laboratory. Currently, it is not possible to interchange different surfaces in a biomechanics laboratory using a specific method, which hinders the simulation of scenarios encountered in everyday life.
To achieve this objective, an appropriate concept for manufacturing the required floor plates and coverings was developed. Subsequently, the components were either fabricated or modeled if they were already available. The application of the developed method was successfully tested under real-world conditions of gait analysis. Specifically, the average ground reaction forces in the z-direction were examined for the surfaces of artificial turf, tartan track, and stone flooring. The results revealed that the optimization potential lay in adapting the suitable approach and departure paths for each surface.
With the method developed in this study, the conditions required for everyday walking adaptations to various surfaces can be better simulated in a biomechanics laboratory. In combination with other measurement methods such as muscle activity and gait kinematics, this method can lead to a deeper understanding of human gait
Entwicklung einer compilerversionsübergreifenden Schnittstelle für Module eines auf Delphi-basierenden ERP-Systems
No full textDas Ziel dieser Arbeit ist es, eine Schnittstelle zu erstellen, die es erlaubt, dem vom Unternehmen produzierten modulbasierten ERP-System Module zu integrieren, die
mit der aktuellen Version der Programmiersprache Delphi erstellt wurden.
Die Schwierigkeit hierbei ist, dass die momentane Implementation des Systems auf
einer Jahrzehnte alten Version der Sprache basiert, die in mehreren Bereichen keine
Kompatibilität mit der neuen Version besitzt.
Um dieses Ziel zu erreichen wurden zunächst die konkreten Anforderungen an die
Lösung formuliert und daraufhin verschiedene Lösungsansätze für eine Schnittstelle
konzipiert.
Durch Testen an einer prototypisch vereinfachten Version des ERP-Systems konnte
festgestellt werden, dass eine Lösung über eine auf Datenbanktransaktionen basierende Schnittstelle für das Projekt am ehesten geeignet war.
Nach weiterer Planung des exakten Aufbaus wurden die nötigen Funktionalitäten dann
umgesetzt, wobei zuerst in groben Zügen die essentiellen Aspekte realisiert wurden,
welche dann in weiteren Durchläufen auf die exakten Spezifikationen verfeinert und
auf Fehler geprüft wurden.
Nachdem dieser Lösungsansatz einen ausreichenden Vervollständigungsgrad erreicht
hatte, wurde das Projekt zu Testzwecken in firmeninternem Umfeld in Betrieb genommen.
Durch anschließendes weiteres Beheben von noch ausstehenden Fehlern wurde das
Projekt dann in einen Zustand gebracht, in dem es allgemein in Verwendung genommen werden kann und somit die gewünschten Vorgaben erfüllt
AI-based Ground Penetrating Radar Signal Processing for Thickness Estimation of Subsurface Layers
No full textThis thesis focuses on the estimation of subsurface layer thickness using Ground Penetrating Radar (GPR) A-scan and B-scan data through the application of neural networks. The objective is to develop accurate models capable of estimating the thickness of up to two subsurface layers.
Two different approaches are explored for processing the A-scan data. In the first approach, A-scans are compressed using Principal Component Analysis (PCA), and a regression feedforward neural network is employed to estimate the layers’ thicknesses. The second approach utilizes a regression one-dimensional Convolutional Neural Network (1-D CNN) for the same purpose. Comparative analysis reveals that the second approach yields superior results in terms of accuracy.
Subsequently, the proposed 1-D CNN architecture is adapted and evaluated for Step Frequency Continuous Wave (SFCW) radar, expanding its applicability to this type of radar system. The effectiveness of the proposed network in estimating subsurface layer thickness for SFCW radar is demonstrated.
Furthermore, the thesis investigates the utilization of GPR B-scan images as input data for subsurface layer thickness estimation. A regression CNN is employed for this purpose, although the results achieved are not as promising as those obtained with the 1-D CNN using A-scan data. This disparity is attributed to the limited availability of B-scan data, as B-scan generation is a resource-intensive process.Diese Masterarbeit befasst sich mit der Schätzung der Dicke von Bodenschichten unter Verwendung von A- und B-Scan-Daten eines Bodenradars (GPR) durch die Anwendung von neuronalen Netzen. Ziel ist es Modelle zu entwickeln, welche in der Lage sind die Dicke von bis zu zwei unterirdischen Schichten zu schätzen.
Für die Verarbeitung der A-Scan-Daten werden zwei verschiedene Ansätze untersucht. Beim ersten Ansatz werden die A-Scan-Daten zunächst mit Hilfe der Hauptkomponentenanalyse (PCA) komprimiert und danach wird zur Schätzung der Schichtdicke ein neuronales Regressions-Forward-Netzwerk eingesetzt. Der zweite Ansatz verwendet ein regressives 1-D Convolutional Neural Network (CNN) mit demselben Ziel.. Ein Vergleich zeigt, dass der zweite Ansatz in Bezug auf die Genauigkeit bessere Ergebnisse liefert.
Anschließend wird die vorgeschlagene 1-D-CNN-Architektur an das Step Frequency Continuous Wave (SFCW)-Radar angepasst und evaluiert, um die Anwendbarkeit auf diese Art von Radarsystem zu erweitern. Für SFCW-Radar wird die Leistungsfähigkeit des vorgeschlagenen Netzwerks zur Schätzung der Dicke von Untergrundschichten dargestellt.
Darüber hinaus wird in dieser Arbeit die Verwendung von GPR B-Scan-Bildern als Eingangsdaten für die Schätzung der Schichtdicke im Untergrund untersucht. Zu diesem Zweck wird ein Regressions-CNN eingesetzt, wobei die erzielten Ergebnisse nicht so vielversprechend sind wie die mit dem 1-D-CNN unter Verwendung von A-Scan-Daten erzielten. Diese Diskrepanz wird auf die begrenzte Verfügbarkeit von B-Scan-Daten zurückgeführt, da die Erzeugung von B-Scans ein ressourcenintensiver Prozess ist
Analysis and Modelling of Plain and Honeycomb Annular Seals for Pumps
No full textTo date, many experiments have been performed to study how the internal geometrical shapes of the annular liquid seal can reduce internal leakage and increase pump efficiency. These can be time-consuming and expensive as all rotordynamic coefficients must be determined in each case.
Nowadays, accurate simulation methods to calculate rotordynamic coefficients of annular seals are still rare. Therefore, new numerical methods must be designed and validated for annular seals.
The present study aims to contribute to this labour by providing a summary of the available test rig and seals dimensions and experimental results obtained in the following experiments:
− Kaneko, S et al., Experimental Study on Static and Dynamic Characteristics of Liquid Annular Convergent-Tapered Seals with Honeycomb Roughness Pattern (2003) [1] − J. Alex Moreland, Influence of pre-swirl and eccentricity in smooth stator/grooved rotor liquid annular seals, static and rotordynamic characteristics (2016) [2]
A 3D CAD simulation with Siemens NX Software of the test rig used in J. Alex Moreland’s experiment has been made. The following annular liquid seals have also been 3D modelled, as well as their fluid volume:
− Smooth Annular Liquid Seal (SS/GR) (J. Alex Moreland experiment)
− Grooved Annular Liquid Seal (GS/SR)
− Round-Hole Pattern Annular Liquid Seal (=2 mm) (GS/SR)
− Straight Honeycomb Annular Liquid Seal (GS/SR)
− Convergent Honeycomb Annular Liquid Seal (No. 3) (GS/SR)
− Smooth Annular Liquid Seal (SS/SR) (S. Kaneko experiment)
In the case of the seals used in S. Kaneko’s experiments, the test rig has been adapted to each seal, defining interpart expressions which can be easily modified.
Afterwards, it has been done a CFD simulation of the Smooth Annular Liquid Seal using Ansys CFX Software. To do so, the fluid volume geometry has been simplified to do a first approximation. Results have been compared for an eccentricity 0=0.00 for the following ranges of rotor speeds and differential of pressure:
− Δ= 2.07, 4.14, 6.21, and 8.27 bar,
− = 2, 4, 6 and 8 krpm.
Even results obtained have the same trend as the one proportionated by the literature, they cannot be validated as the error is above 5%. It is also observed that as the pressure drop increases, the relative error decreases considerably
Vergleich eines markerbasierten und markerlosen Motion Capture Systems anhand des Knieabduktionsmoments bei Richtungswechsel
No full textDas Ziel dieser Arbeit ist es, zwei unterschiedliche Bewegungserfassungssysteme zu vergleichen. Dabei wird die neue Technologie der markerlosen Bewegungserfassung mit der gängigen markerbasierten Methode verglichen. Es sollen Aspekte wie Aufbau, Vorbereitung, Durchführung, Nachbearbeitung und Messergebnisse analysiert und gegenübergestellt werden.
Im Rahmen einer Querschnittsstudie wurden insgesamt 27 Probanden bei Richtungswechsel mit unterschiedlichen Winkeln in drei verschiedenen Geschwindigkeiten gemessen. Dabei nahmen beide Systeme gleichzeitig in Verbindung mit zwei Kraftmessplatten die Bewegung auf. Von jeder Geschwindigkeit wurden drei gültige Durchläufe aufgezeichnet und anschließend das Knieabduktionsmoment betrachtet. Über das maximale und minimale Knieabduktionsmoment hat für jeden Winkel und Geschwindigkeit ein Vergleich der beiden Systeme stattgefunden.
Aufbau, Vorbereitung und Durchführung des markerlosen Systems erwiesen sich als deutlich einfacher und reibungsloser. Bei dem markerbasierten System ging viel Zeit für die Systemkalibrierung, das Aufkleben von Markern oder das Wiederholen der Messung durch abfallende Marker verloren. Auch die Datennachbearbeitung ist bei dem markerbasierten System deutlich zeitaufwendiger. Die markerlosen Daten werden allerdings fix ausgegeben und können bei auftretenden Fehlern nicht bearbeitet werden.
Die beiden Systeme wurden zum Schluss anhand des gemessenen Maximums und Minimums des Knieabduktionsmoments verglichen. Insgesamt messen die beiden Systeme durchschnittlich ein unterschiedliches Maximum von 0,2 +- 0,33, bei dem Minimum lag die gesamte durchschnittliche Differenz der beiden Systeme bei -0,34 +- 0,65. Das markerlose System zeigte durchschnittlich höhere Maxima und niedrigere Minima als das markerbasierte System auf. Durch die teilweise starken Messunterschiede und auftretenden Messfehler des markerlosen Systems, sollten die Messergebnisse des Knieabduktionsmoments zur Beurteilung von Rupturen des vorderen Kreuzbandes kritisch hinterfragt werden
Produktfotos mit Fokus auf Halloween
No full textDie Meisterarbeit handelt von Produktfotografie mit Fokus auf die Halloween Saison. Dabei werden verschiedene Monster mit passenden Produkten fotografiert
Regiospecific hydroxylation of natural products by self-sufficient cytochrome enzymes
No full textSelf-sufficient enzymes belong to the cytochrome P450 (CYP) group and are known for their superior hydroxylation catalytic activity. In the pursuit of identifying new pesticides to combat antimicrobial-resistant pathogens, we employed BM3 wild type (BM3-WT), the fastest monohydroxylating CYP, along with its seven homologs, to investigate the production of potential hydroxylated derivatives from the established pesticide, 4-oxocrotonic acid using high-pressure liquid chromatography (HPLC) method. Following the recombinant production of BM3-WT and three other homologs in E. coli, and their subsequent purification using Immobilized Metal Affinity Chromatography (IMAC), a novel enzyme assay approach was developed as a substitute for the carbon monoxide (CO) assay. This new method relied on the measurement of NADPH consumption at 340 nm by BM3-WT for palmitic acid. Leveraging this established technique, we explored the substrate specificity of BM3-WT and its homologs not only on palmitic acid but also on other structurally similar compounds, including 4-oxocrotonic acid. The results obtained from the established NADPH assay indicate that all tested enzymes displayed greater catalytic activity on 4-oxocrotonic acid in comparison to other substrates with similar structures. However, the impact of BM3-WT and its homologs on 4-oxocrotonic acid varied in terms of product specificity. Enzymes such as Poh, Trr and Bas-CYP D exhibited specificity in producing solely monohydroxylated products, while others tended to yield dehydroxylated and ketol metabolites
Investigation of strain rate dependent microscopic failure mechanisms in short fiber reinforced plastics using finite element simulations
No full textFor predicting the strain rate dependent failure of short fiber reinforced plastics (SFRP) a two-phase simulation model is developed using the finite element method and comparing the results to microscopic specimen tests for uniaxial tension under quasi-static (0.007/s) and dynamic loads (250/s). Experimentally the failure behavior of SFRP is observed to be strain rate dependent. The global strain at failure and the absorbed energy increase with strain rate. Moreover, locally an influence of the strain rate on the amount of material involved in the deformation can be observed. The suggested model can represent these effects accurately. Also, the present micro-mechanical effects and their influence on the strain distribution are investigated by unit cell simulations. Thereby the material model of the fibers, the matrix, and the boundary layer are varied respectively. These reveal the important role of strain rate dependent decohesion leading to a correct representation of the plastically deformed volume. Consequently, the distortion energy density is evaluated and is found to be constant at failure for all strain rates