Offenburg University of Applied Sciences
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Aufbau und Weiterentwicklung eines FE-Gewebemodells für den Beckenbereich zur Belastungsanalyse bei großen Haltungsvariationen
No full textDie numerische Simulation stellt mächtige Werkzeuge zur Verfügung, um technische Probleme zu modellieren und zu analysieren. Als ein solch mächtiges Werkzeug ist die Finite-Elemente-Methode zu nennen. Sie gibt unter anderem Aufschluss über die Spannungs-, Dehnungs-, Kraft- und Drucksituation in Strukturen, die durch In-vivo-Tests nur unter großem Aufwand oder, mangels technischer Möglichkeiten, gar nicht bestimmbar wären. Das Finite-Elemente-Ganzkörpermodell Jo gewährt solch einen Blick in den menschlichen Körper. Durch bestehende Kontaktdefinitionen innerhalb des Modells ist dessen Bewegungsvermögen im Hüft- und anderen Gelenken gegenüber den natürlichen Bewegungsfähigkeiten eingeschränkt. Ziel dieser Arbeit war die Erhöhung des Bewegungsausmaßes speziell im Hüftgelenk, um Jos Einsatzgebiet zu erweitern. Jo soll bei der Entwicklung innovativer Produkte in den Bereichen Medical, Lifestyle und Automotive Verwendung finden.
Alle aufgebauten Modelle und Simulationen wurden auf der 3DEXPERIENCE® Plattform entwickelt und durchgeführt. Sie verwendet im Hintergrund den Solver Abaqus für die Finite-Elemente-Analyse. Zunächst wurde der anatomische Aufbau der menschlichen Gewebeschichten untersucht. Anhand von Ergebnissen wissenschaftlicher Studien konnten konkrete Werte gefunden werden, die die Kontakteigenschaften zwischen menschlichen Gewebestrukturen beschreiben. Aufbauend auf einem Ausgangsmodell, wurden zwei halbseitige Modelle des Becken- und Oberschenkelbereichs mit Knochen-, Muskel-, Fett- und Hautgewebe erstellt und weiterentwickelt, die in ihrem Realitätsgrad zunahmen. Die Anpassung der Kontakteigenschaften führten zu dem gewünschten erweiterten Bewegungsausmaß im Hüftgelenk. Außerdem wurden die Parameter des Hautgewebes untersucht und angepasst, um unter Druckbelastung ein realistischeres Verformungsverhalten zu erreichen. In einem letzten Schritt wurde ein Anwendungsfall simuliert und zwei Modelle mit unterschiedlichen Kontaktdefinitionen rein qualitativ verglichen. Es war zu erkennen, dass durch den Einsatz von anatomienahen Kontaktdefinitionen die Gleitfähigkeit von Gewebe innerhalb des Körpers gefördert wird. So treten nach diesem Eingriff im Gewebe keine Dehnungsspitzen mehr auf, die das Bewegungsausmaß einschränken.Numerical simulation provides powerful tools to model technical problems and to analyze them. One of those powerful tools is the finite element method. Among other things, it provides information about stresses, strains, forces and the pressure situation in structures that could only be determined by in vivo studies at great expense or, due to a lack of technical possibilities, not at all. The finite element model Virtual Human Jo provides such an insight into the human body. Due to existing contact definitions within the model, its range of motion in the hip joint and other joints is restricted. The aim of this work was to increase the range of motion in the hip joint so that Jo's area of application can be extended. It is supposed to be used in the development of innovative products in the medical, lifestyle and automotive sectors.
All models and simulations were carried out on the 3DEXPERIENCE® platform, which applies the Abaqus solver in the background for the finite element analysis. In a first step, the anatomical structure of the human tissue layers was analysed. Based on the results of scientific studies, specific values were found that describe the contact properties between the human tissue structures. Then, starting from an initial model, two half-sided models of the pelvis and thigh area with bone, muscle, fat and skin tissue were designed and refined by multiple steps, thus coming close to natural movement. The adaptation of the contact properties led to the desired improved range of motion in the hip joint. In addition, the parameters of the skin tissue were investigated and adapted in order to produce a much more realistic deformation behaviour when compressed. In a final step, an application scenario was simulated, and two models with different contact definitions were compared in purely qualitative terms. It turned out that the implementation of contact definitions close to anatomy considerably improves the sliding behaviour of tissue within the model. In the tissue no more unnatural strain peaks restricting the range of motion were observed
KI und Videoproduktion: Möglichkeiten, Grenzen und Herausforderungen
No full textDie rasante Entwicklung generativer Künstlicher Intelligenz (KI) eröffnet neue Möglichkeiten in der Videoproduktion. Während traditionelle Filmproduktionen meist auf große Teams und spezialisierte Fachkräfte angewiesen sind, stellt sich die Frage, inwiefern KI-gestützte Systeme einer Einzelperson ermöglichen, eine vollständige Videoproduktion eigenständig umzusetzen. Diese Arbeit untersucht die Potenziale und Grenzen generativer KI-Modelle im Kontext der visuellen Medienproduktion.
Im Rahmen eines praxisorientierten Showcase-Projekts wurden verschiedene KI-Tools zur Bild- und Videogenerierung getestet, darunter Adobe Firefly, DALL·E und Sora. Ziel war es, die Leistungsfähigkeit dieser Modelle in Bezug auf visuelle Konsistenz, kreative Kontrolle und technische Präzision zu analysieren. Die Untersuchung zeigte, dass generative KI in der Lage ist, realistische Filmszenen zu erzeugen, jedoch weiterhin menschliche Eingriffe in Bereichen wie Bildkomposition, Nachbearbeitung und stilistischer Abstimmung erforderlich sind. Besonders bei der Darstellung komplexer Bewegungen, physikalischer Korrektheit und narrativer Kohärenz treten Limitationen auf, die eine vollständige Automatisierung der Videoproduktion derzeit nicht realistisch erscheinen lassen.
Neben den technologischen Aspekten werden auch die ethischen und rechtlichen Herausforderungen dieser neuen Produktionsweise diskutiert. Die zunehmende Fähigkeit von KI, realistisch wirkende Inhalte zu generieren, wirft Fragen hinsichtlich der Authentizität, Manipulationsgefahr und den Auswirkungen auf medienproduzierende Berufe auf.
Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass generative KI zwar ein leistungsstarkes Werkzeug für die Videoproduktion darstellt, jedoch nicht- die kreative Entscheidungsfindung und ethische Kontrolle durch den Menschen ersetzen kann. Zukünftige Entwicklungen könnten die Grenzen zwischen KI-generierten und traditionell produzierten Inhalten weiter verwischen, was neue Herausforderungen mit sich bringt. Kreative stehen vor der Aufgabe, Originalität und künstlerische Handschrift in einer zunehmend KI-gestützten Medienlandschaft zu bewahren, während Regulierungssysteme Fragen zu Urheberrecht, Transparenz und der Vermeidung von Desinformation klären müssen
Validierung der Schnellmethode "One Plate – TVC" für die Untersuchung der Gesamtanzahl aerober mesophiler Bakterien in kosmetischen Mitteln
No full textMicrobiological contamination in cosmetic products poses a risk to end consumers. To enable producers to bring their products to market as quickly and contamination-free as possible, a fast and reliable testing method is essential.
With NeoGen’s One Plate TVC nutrient medium, the total viable count of mesophilic aerobic bacteria can be determined within 48 hours instead of 72 hours. The One Plate TVC nutrient medium has been validated for the cosmetics sector in accordance with DIN EN ISO 16140-4. For this purpose, comparative studies were conducted with the reference method, validated according to DIN EN ISO 21149-01. Cosmetic samples were contaminated with bacterial strains typically found in contaminated cosmetics and analyzed using both methods. Additionally, naturally contaminated samples were used to compare the two procedures.
The One Plate TVC nutrient medium delivers results equivalent to the reference method. Furthermore, after 48 hours, it shows a higher number of colony-forming units than the reference method does after 72 hours. The tetrazolium chloride included in the diagnostic supplement stains the colonies red within the medium, allowing the colony-forming units to stand out clearly from product residues and the background matrix. Additionally, the One Plate TVC enables the cultivation of Gluconacetobacter liquefaciens, which does not grow on the reference medium
Purification, Biochemical Properties, and Molecular Insights of an Endo-α-1,5-L-Arabinanase from Aspergillus aculeatus Using AZCL-Debranched Arabinan from Sugar Beet Pulp as Substrate
No full textEndo-1,5-α-L-arabinanase plays a crucial role in the degradation of arabinans, a key component of plant cell walls, applications in food processing and biofuel production. In this study, an Endo-α-1,5- L-arabinanase from Aspergillus aculeatus was purified using a three-step process consisting of two anion exchange chromatography steps and one hydrophobic interaction chromatography step. The purification resulted in a nearly 7-fold increase in specific activity 2914 U/mg protein, with a final yield of 1.2%. A significant activity loss of approximately 61% occurred during the initial anion exchange purification step. The purified enzyme had a molecular weight of approximately 37 kDa. The enzyme exhibited maximal activity at pH 4.5 and 45°C, retaining more than 90% activity at temperatures up to 50°C but showing a sharp decline beyond 55°C. Metal ion analysis indicated that Ca²⁺ , Zn²⁺ and Mg²⁺ enhanced the activity at 5mM concentration (172.24 ± 0.04%), 127.32 ± 0.09% and 110.72 ± 0.05 , respectively ) while and Cu+2 exhibited a faint inhibitory effects at (97.13% , 92.9% , 95.1% respectively) indicating that the enzyme is not strictly metal-dependent
Degradation modes of large-format stationary-storage LFP-based lithium-ion cells during calendaric and cyclic aging
Get PDFLithium-ion batteries exhibit capacity loss as a result of the combined degrading effects of cal-endaric and cyclic aging. In this study, we quantify the lifetime of large-format (180 Ah) com-mercial stationary-storage lithium iron phosphate-based lithium-ion cells by performing 1500 cycles of cyclic aging and ca. 850 days of calendaric aging. The aging tests were performed at two different temperatures (35 °C and 50 °C) to observe the effect of temperature on aging. The calendaric aging cells were stored at two different states of charge (SOC) (100 % and 75 %) to observe the effect of SOC. At the end of aging tests, the capacity loss of all cells at 50 °C ex-ceeded those of all cells at 35 °C. Temperature was thus identified as major aging driver. The observed global activation energy over all investigated aging protocols was 37.3 kJ/mol. Fur-thermore, aging modes (loss of lithium inventory and loss of active material) were investigated by differential voltage analysis of the charge-discharge curves; for the cyclic aging cells, this was performed on the cycling data directly. The degradation mode analysis showed that loss of lithium inventory is mainly responsible for capacity loss
Video Demonstration of the 3D-Printed Polymer Replica of Knight Götz von Berlichingen's First "Iron Hand"
Get PDFPKI-Based Security for Industrial Automation Systems Using 5G Campus Networks
No full textThe rapid emergence of Industry 4.0 factory automation necessitates ultra-low latency, high reliability, seamless connectivity, and robust security, driving the adoption of 5G private campus networks. However, these networks encounter considerable challenges in smart factories, where the convergence of operational technology (OT) and information technology (IT) significantly heightens cyber-attack risks. To mitigate these threats, ensuring mutual authentication between all communicating parties is critical. In Industrial IoT (IIoT) settings, SIM card-based authentication poses challenges, including limited scalability, reliance on mobile network operators, and the complexity of managing large fleets of SIM-enabled devices. Conversely, public key infrastructure (PKI)-based authentication provides greater flexibility and convenience for handling cryptographic credentials, private keys, certificates, and trust anchors within 5G environments. This paper discusses the management of cryptographic credentials to enable certificate-based authentication for IT/OT systems in 5G campus networks. Achieving comprehensive security requires a unified architecture that encompasses network, endpoint, and traffic protection. We propose a novel security model for 5G industrial campus networks in brownfield environments, mapping and implementing our abstract security model, which is aligned with the latest standards
A Novel Approach for Performance Evaluation and Effectiveness of Data-Driven Heart Disease Diagnosis
No full textCardiovascular disease (CVD) has emerged as a prominent cause of mortality globally during the past few decades. To receive medical care for heart illness in a clinic or medical center, it is necessary to undergo costly diagnostic tests. Implementing machine learning (ML) algorithms presents a viable approach to monitoring the health of individuals with cardiac conditions, offering a potential solution to mitigate the financial burden of medical expenses. This study employed ten ML algorithms to predict heart disease, which distinguishes itself from others by incorporating three distinct cross-validation approaches and three sample techniques, enhancing our findings’ accuracy. Three different cross-validation strategies have been implemented in this study: holdout cross-validation, tenfold cross-validation, and stratified tenfold cross-validation. Each technique has been applied to every sample technique used in the study. DTC, RFC, KNN, and XGB algorithms exhibited the most favorable outcomes. Our recommended model is the RF Classifier implemented with near-miss under-sampling out of the four models considered. The model under consideration demonstrates the maximum level of accuracy, specifically 97.54%, 97.11%, and 99%, while employing the Extra Tree, Random Forest Classifier, and XGB. The ML model's performance was assessed using metrics like accuracy, error rate, precision, recall, F1-score, ROC AUC curve etc
§ 134 Übergangsregelung zum Gesetz zur Einführung der elektronischen Akte in Strafsachen und zur weiteren Förderung des elektronischen Rechtsverkehrs; Verordnungsermächtigungen
No full textDieser umfassende Kommentar zum OWiG orientiert sich an den in der Praxis entscheidungserheblichen Fragen und erörtert diese auf wissenschaftlichem Niveau in prägnanter und leicht verständlicher Weise. Er bietet auch dort Lösungsvorschläge an, wo Gerichtsentscheidungen bisher noch nicht vorliegen.
Aufgezeigt werden dabei auch Querverbindungen zu benachbarten Rechtsgebieten, vor allem zum Straf- und Strafprozessrecht.
Den Bedürfnissen der Benutzer entsprechend enthält der Anhang u.a. eine Reihe bundesrechtlicher Regelungen, auf die das OWiG verweist oder an die es anknüpft, sowie eine größere Anzahl landesrechtlicher Zuständigkeitsvorschriften
Automatisierung des Mitarbeiter-Onboardings mittels SharePoint-Frontend und PowerShell-Backend
No full textDas Onboarding neuer Mitarbeiter in Unternehmen ist häufig durch zeitintensive, manuelle Prozesse gekennzeichnet, die zu Fehlern und ineffizientem Ressourceneinsatz führen können. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer automatisierten Onboarding-Lösung, die die Prozesseffizienz steigert, Fehler minimiert und die IT-Abteilung entlastet. Die Umsetzung erfolgte durch eine Kombination aus einem benutzerfreundlichen Frontend in Microsoft SharePoint und einem automatisierten Backend mittels PowerShell.
Im Frontend wurden Formulare und Listen in SharePoint gestaltet, die eine strukturierte und fehlerfreie Eingabe der relevanten Onboarding-Daten ermöglichen. Im Backend sorgen PowerShell-Skripte für die automatisierte Benutzeranlage und Berechtigungsvergabe im Active Directory, das Anlegen von E-Mail-Konten in Exchange, die Ticketgenerierung im Ticketmanagementsystem sowie weitere Anlagen. Zur Sicherung der Datenqualität wurden Validierungen und abhängige Felder in den Formularen implementiert, während ein Logfile für Transparenz und Fehleranalyse der Skripte sorgt.
Die Lösung verkürzt die Bearbeitungszeit des Onboardings und reduziert die Fehlerquote. Durch die modulare Architektur ist das System flexibel erweiterbar und kann an zukünftige Anforderungen angepasst werden. Die Arbeit zeigt, wie durch die Integration bewährter Technologien eine effiziente und skalierbare Automatisierungslösung geschaffen werden kann, die die Effizienz von Unternehmensprozessen nachhaltig verbessert.The onboarding of new employees in companies is often characterized by time-consuming, manual processes that can lead to errors and inefficient use of resources. The aim of this project is to develop an automated onboarding solution that increases process efficiency, minimizes errors and reduces the workload of the IT department. The implementation was carried out using a combination of a user-friendly frontend in Microsoft SharePoint and an automated backend using PowerShell.
In the frontend, forms and lists were designed in SharePoint to enable structured and error-free entry of the relevant onboarding data. In the backend, PowerShell scripts ensure automated user creation and authorization assignment in the Active Directory, the creation of email accounts in Exchange, ticket generation in the ticket management system and other attachments. To ensure data quality, validations and dependent fields were implemented in the forms, while a log file ensures transparency and error analysis of the scripts.
The solution shortens the processing time for onboarding and reduces the error rate. Thanks to its modular architecture, the system can be flexibly expanded and adapted to future requirements. The work shows how the integration of proven technologies can create an efficient and scalable automation solution that sustainably improves the efficiency of company processes