Hochschulschriftenserver der TH Wildau
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Industrie 5.0 : von der Vision des menschzentrierten Ansatzes zu soziocyberphysischen Produktionssystemen für die Praxis
No full textIndustrie 4.0 Ansätze haben sich in der fertigenden Industrie vielerorts etabliert. Big Data, IIoT und Künstliche Intelligenz (KI) ermöglichen neue Geschäftsmodelle und wirken sich dadurch auch verändernd auf Produktionssysteme aus. Mit dem Begriff der Industrie 5.0 formuliert sich ein menschzentrierter Ansatz. Die Praxisrelevanz dieser und ähnlicher Innovationen hängt maßgeblich davon ab, wie derartige Einsatzmöglichkeiten neuer, digitaler Technologien in die bestehenden Unternehmensstrukturen Einzug halten. Hierbei kommt es also auf Transfer und Akzeptanz neuer Technologien an. Digitalisierung gestaltet sich somit als sozio-technisches Problem. Dieser Beitrag gibt Einblick in aktuell verfolgte Transferansätze für Digitalisierung im Mittelstand und leistet einen Teil zu Theoriebildung, als dass er auch einen Ausblick auf weitere Aktivitäten in dem Umfeld liefert
Die Flughafenregion Berlin-Brandenburg: Analyse des Status quo als Bestandteil einer Szenarioanalyse zur Zukunft der Region als Wissenschafts- und Innovationsstandort
No full textInternationale Flughäfen sind wichtige Infrastrukturkomponenten mit der Funktion, vielfältige internationale Austauschprozesse zu ermöglichen. Dabei spielen Face-to-Face Kontakte über große Entfernungen hinweg eine Rolle, die für den Austausch vor allem von implizitem Wissen von großer Bedeutung sind. Bei der Realisierung dieser Funktion stehen Flughäfen in Wechselbeziehungen mit zahlreichen regionalen Entwicklungsbedingungen. Sie nehmen diese in Anspruch und entfalten hierbei vielfältige direkte und indirekte Wirkung auf ihr Umfeld. Auf diese Weise entstehen funktionale Räume, die als Flughafenregionen bezeichnet werden. Das vorliegende Working Paper beschreibt den Status quo der Flughafenregion Berlin-Brandenburg. Dem liegt eine Analyse zugrunde, die von einem Regionenverständnis geleitet ist, das system- und akteursbezogene Perspektiven aufweist. Sie geht weiterhin von der gemeinsamen These verschiedener Ansätze aus der Wirtschaftsgeografie und Innovationsforschung aus, die besagen, dass die Bedeutung räumlicher Nähe der Wissenserzeugung und -anwendung sowie des regionalen, interorganisationalen Lernens für Innovationsprozesse vorteilhaft sind. Charakterisiert wird die Flughafenregion deshalb als Wissenschafts-und Innovationsstandort. Gefragt wird darüber hinaus nach Ansätzen für eine Spezialisierung. Im Ergebnis wird deutlich, dass die Region bereits über starke Potenziale in diesen Bereichen verfügt, gegenwärtig eine hohe Ansiedlungsdynamik aufweist, aber noch kein typisches wirtschaftliches Spezialisierungsmuster ausgeprägt hat. Die zukünftige Entwicklung ist diesbezüglich offen. Im weiteren Verlauf der Szenarioanalyse wird daher der Frage nachgegangen, ob sich Spezialisierungspfade entwickeln werden, welche das sein könnten und wie regionale Entwicklungsbedingungen und Akteurskonstellationen beschaffen sein müssten, um einen solchen Profilierungsprozess zu befördern
Whitepaper WTT Impact Canvas: Entwicklung und Pilotierung eines Canvas zur Darstellung der Wirkung von Transfermaßnahmen
No full textDie Messung möglicher Effekte des Wissens-und Technologietransfers (WTT) als Teil der Dritten Mission hat eine hohe Relevanz, wenngleich nicht alles über reine Kennzahlen erfasst werden kann. Daher hat die Taskforce Wirkungsmessung des Innovation Hub 13 das WTT Impact Canvas erarbeitet und als Vorlage für Interessierte bereitgestellt. Die Idee zum WTT Impact Canvas beruht hierbei auf dem Business Model Canvas von Osterwalder und Pigneur sowie dem Theory of Change Toolkit. Ähnlich zu diesen beiden Modellen bildet das WTT Impact Canvas wichtige Aspekte von Transferaktivitäten klar strukturiert und kompakt ab. Es hilft Beteiligten durch die Visualisierung dabei, über das Geplante und Erreichte zu reflektieren, die Aktivitäten zu beschreiben und den Mehrwert für andere darzustellen sowie nach außen zu kommunizieren. Das vorliegende Whitepaper zum WTT Impact Canvas beschreibt zunächst die Problematik der Erfassung von Transferaktivitäten und deren Wirkung. Im Anschluss wird das Canvas selbst vorgestellt sowie die einzelnen Felder beschrieben. Darüber hinaus zeichnen wir die unterschiedlichen Entwicklungsschritte des Canvas nach und zeigen anhand von Beispielen den möglichen Nutzen des Canvas für Transferakteure auf. Ziel ist mittel- bis langfristig, das Canvas auch für die Wirkungsmessung von WTT Aktivitäten außerhalb des Innovation Hub 13 bereitzustellen und nutzbar zu machen
From Lab-on-chip to Lab-in-App: Challenges towards silicon photonic biosensors product developments
No full textThis work presents and evaluates different approaches of integrated optical sensors based on photonic integrated circuit (PIC) technologies for refractive index sensing. Bottlenecks in the fabrication flow towards an applicable system are discussed that hinder a cost-effective mass-production for disposable sensor chips. As sensor device, a waveguide coupled micro-ring based approach is chosen which is manufactured in an 8” wafer level process. We will show that the co-integration with a reproducible, scalable and low-cost microfluidic interface is the main challenge which needs to be overcome for future application of silicon technology based PIC sensor chips
Contol Technology for the Application of Fluid Bonding Agents
No full textThe goal of this project was to enable an automated solution for the application of bonding agents to metallic bodies in the nanoliter range. For the automated application of adhesion promoters, a new control unit based on a mainboard for controlling 3D printers was used, with Marlin serving as the firmware. Adaptations were necessary in the area of motor currents, speeds, acceleration, sensitivity, print bed size and selection of mainboard and display. For the traverse paths, G-code was generated using a program in Python. For homogeneous and uniform wetting, the individual objects to be wetted are approached and the pipetting process is controlled. It was possible to establish the complete functionality.Das Ziel dieses Projektes war es eine automatisierte Lösung für das Auftragen von Haftvermittlern auf metallische Grundkörper im Nanoliterbereich zu ermöglichen. Für die automatisierte Auftragung von Haftvermittler wurde eine neue Steuerungseinheit auf Grundlage eines Mainboards für die Ansteuerung von 3D-Druckern verwendet, als Firmware diente Marlin. Notwendig waren Anpassungen im Bereich der Motorströme, Geschwindigkeiten, Beschleunigung, Sensitivität, Druckbettgröße und Auswahl von Mainboard und Display. Für die Verfahrwege wurde G-Code mittels eines Programms in Python generiert. Für eine homogene und gleichmäßige Benetzung werden die einzelnen zu benetzenden Objekte angefahren und der Pipettiervorgang gesteuert. Es war möglich die vollständige Funktionsfähigkeit herzustellen
A novel strategy for high-throughput sample collection, analysis and visualization of explosives' concentrations for contaminated areas
No full textThe use of explosives has led to a widespread distribution of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) and its by- and degradation products in the soil on former production and testing sites. The investigation of those large contaminated sites is so far based on a few selected soil samples, due to high costs of conventional HPLC and GC analysis, although huge differences in concentrations can already be found in small areas and different collection depths. We introduce a novel high-throughput screening system for those areas, which combines a smartphone-based collection of GPS data and soil characteristics with a fast MALDI-TOF MS quantification of explosives in soil sample extracts and finally a heatmap visualization of the explosives’ spread in soil and an analysis of correlation between concentrations and soil characteristics. The analysis of a 400 m2 area presented an extensive contamination with TNT and lower concentrations of the degradation and by-products aminodinitrotoluenes (ADNT) and dinitrotoluenes (DNT) next to a former production facility for TNT. The contamination decreased in deeper soil levels and depended on the soil type. Pure humus samples showed significantly lower contaminations compared to sand and humus/sand mixtures, which is likely to be caused by an increased binding potential of the humic material. No correlation was found between the vegetation and the concentration of explosives. Since the results were obtained and visualized within several hours, the MALDI-TOF MS based comprehensive screening and heatmap analysis might be valuable for a fast and high-throughput characterization of contaminated areas
Report zur Informationssicherheit in KMU – Sicherheitsrelevante Tätigkeitsprofile
No full textDer erste Report des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Projekts „Awareness Labor KMU (ALARM) Informationssicherheit“ zum Stand der Informationssicherheit in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) befasst sich mit sicherheitsrelevanten Tätigkeitsprofilen. Mit dem Ziel, anhand des Nutzungsverhaltens einzelner Tätigkeitsfelder und Personenengruppen in KMU den Sensibilisierungsbedarf für Informationssicherheit sowie relevante Themen für die Sensibilisierung zu identifizieren, wurde eine Online-Befragung in Unternehmen durchgeführt und deskriptiv ausgewertet. Die Fragen umfassen die Nutzung technischer Infrastruktur und externer Interaktionen, die Arbeitsumgebung, Sicherheitsmaßnahmen sowie Häufigkeit und Bedarf an Schulungen im Bereich Informationssicherheit. Anhand von Korrelationen zwischen Tätigkeitsfeldern, Streudiagrammen mit Nutzungscharakteristika und eines Vergleichs des Nutzungsverhaltens werden die dringende Notwendigkeit der Sensibilisierung und die erwarteten Berufsbilder weitgehend bestätigt. KMU werden digitaler, mobiler und trainingsbedürftiger. Das Ergebnis ist ein Profilbogen, dessen Bausteine „Allgemeine Grundkompetenzen“, „Produktion, Entwicklung und Vertrieb“, „Informationsverarbeitung und IT-Infrastruktur“, „Instandhaltung und Vermittlung“, „Organisations- und Assistenztätigkeiten“, „Verwaltung und Personal“ sowie „Strategie und Führung“ sich in jedem Unternehmen wiederfinden. Jede Person kann sich anhand der Bausteine ihren Trainings- und Sensibilisierungsbedarf zusammenstellen. Der Report unterstützt KMU bei der Etablierung einer nachhaltigen Sicherheitskultur, indem er praxisnahe Handlungsempfehlungen zur Entwicklung von Sensibilisierungsschulungen für Informationssicherheit gibt. Zudem bietet die Datenbasis des Reports die Möglichkeit, internationalen Forschungsfragen im Vergleich zur Ist-Situation in deutschen KMU zu untersuchen
Drug delivery with a pH-sensitive star-like dextran-graft polyacrylamide copolymer
No full textThe development of precision cancer medicine relies on novel formulation strategies for targeted drug delivery to increase the therapeutic outcome. Biocompatible polymer nanoparticles, namely dextran-graft-polyacrylamide (D-g-PAA) copolymers, represent one of the innovative non-invasive approaches for drug delivery applications in cancer therapy. In this study, the star-like D-g-PAA copolymer in anionic form (D-g-PAAan) was developed for pH-triggered targeted drug delivery of the common chemotherapeutic drugs – doxorubicin (Dox) and cisplatin (Cis). The initial D-g-PAA copolymer was synthesized by the radical graft polymerization method, and then alkaline-hydrolyzed to get this polymer in anionic form for further use for drug encapsulation. The acidification of the buffer promoted the release of loaded drugs. D-g-PAAan nanoparticles increased the toxic potential of the drugs against human and mouse lung carcinoma cells (A549 and LLC), but not against normal human lung cells (HEL299). The drug-loaded D-g-PAAan-nanoparticles promoted further oxidative stress and apoptosis induction in LLC cells. D-g-PAAan-nanoparticles improved Dox accumulation and drugs’ toxicity in a 3D LLC multi-cellular spheroid model. The data obtained indicate that the strategy of chemotherapeutic drug encapsulation within the branched D-g-PAAan nanoparticle allows not only to realize pH-triggered drug release but also to potentiate its cytotoxic, prooxidant and proapoptotic effects against lung carcinoma cells
Examination of blood samples using deep learning and mobile microscopy
No full textMicroscopic examination of human blood samples is an excellent opportunity to assess general health status and diagnose diseases. Conventional blood tests are performed in medical laboratories by specialized professionals and are time and labor intensive. The development of a point-of-care system based on a mobile microscope and powerful algorithms would be beneficial for providing care directly at the patient's bedside. For this purpose human blood samples were visualized using a low-cost mobile microscope, an ocular camera and a smartphone. Training and optimisation of different deep learning methods for instance segmentation are used to detect and count the different blood cells. The accuracy of the results is assessed using quantitative and qualitative evaluation standards
Surface Plasmon Resonance Imaging (SPRi) and Photonic Integrated Circuits (PIC) for COVID-19 Severity Monitoring
No full textDirect optical detection methods such as surface plasmon resonance imaging (SPRi) and photonic-integrated-circuits (PIC)-based biosensors provide a fast label-free detection of COVID-19 antibodies in real-time. Each technology, i.e., SPRi and PIC, has advantages and disadvantages in terms of throughput, miniaturization, multiplexing, system integration, and cost-effective mass production. However, both technologies share similarities in terms of sensing mechanism and both can be used as high-content diagnostics at or near to point of care, where the analyte is not just quantified but comprehensively characterized. This is significant because recent results suggest that not only the antibody concentration of the three isotypes IgM, IgG, and IgA but also the strength of binding (affinity) gives an indication of potential COVID-19 severity. COVID-19 patients with high titers of low affinity antibodies are associated with disease severity. In this perspective, we provide some insights into how SPR and PIC technologies can be effectively combined and complementarily used for a comprehensive COVID-19 severity monitoring. This opens a route toward an immediate therapy decision to provide patients a treatment in an early stage of the infection, which could drastically lowers the risk of a severe disease course