evaluation of the temperature distribution and structural deformation of the car dashboard subjected to direct sunlight

A situation in which the car is directly parked under the sunlight needs to be considered as one of unavoidable operating conditions.The thermal phenomenon perceived by car dashboard might affect its functionality. The biomechanical function of the dashboard focused on the thermo-structural evaluation due to the direct sunlight was numerically simulated and investigated in this work. Polypropylene was chosen as the main dashboard material.The aims are to evaluate the temperature distribution, stress distribution and structural deformation of a car dashboard subjected to direct sunlight and due to the outside air goes inside the passenger compartment through an air duct.The material yieldsa small temperature gradient due to both direct sunlight and air flow through the air duct.By imposing 400 W/m2 heat flux on the dashboard surface, the stress distribution mainly occurs in the part of the applied constraints and the air duct placement, which has maximum value 19.56 MPa. The displacement of the dashboard is 0.0357 mm which is chiefly experienced by the front-centre part of the dashboard surface

Collaboration in Co-located Automotive Applications

Virtual reality systems offer substantial potential in supporting decision processes based purely on computer-based representations and simulations. The automotive industry is a prime application domain for such technology, since almost all product parts are available as three-dimensional models. The consideration of ergonomic aspects during assembly tasks, the evaluation of humanmachine interfaces in the car interior, design decision meetings as well as customer presentations serve as but a few examples, wherein the benefit of virtual reality technology is obvious. All these tasks require the involvement of a group of people with different expertises. However, current stereoscopic display systems only provide correct 3D-images for a single user, while other users see a more or less distorted virtual model. This is a major reason why these systems still face limited acceptance in the automotive industry. They need to be operated by experts, who have an advanced understanding of the particular interaction techniques and are aware of the limitations and shortcomings of virtual reality technology. The central idea of this thesis is to investigate the utility of stereoscopic multi-user systems for various stages of the car development process. Such systems provide multiple users with individual and perspectively correct stereoscopic images, which are key features and serve as the premise for the appropriate support of collaborative group processes. The focus of the research is on questions related to various aspects of collaboration in multi-viewer systems such as verbal communication, deictic reference, embodiments and collaborative interaction techniques. The results of this endeavor provide scientific evidence that multi-viewer systems improve the usability of VR-applications for various automotive scenarios, wherein co-located group discussions are necessary. The thesis identifies and discusses the requirements for these scenarios as well as the limitations of applying multi-viewer technology in this context. A particularly important gesture in real-world group discussions is referencing an object by pointing with the hand and the accuracy which can be expected in VR is made evident. A novel two-user seating buck is introduced for the evaluation of ergonomics in a car interior and the requirements on avatar representations for users sitting in a car are identified. Collaborative assembly tasks require high precision. The novel concept of a two-user prop significantly increases the quality of such a simulation in a virtual environment and allows ergonomists to study the strain on workers during an assembly sequence. These findings contribute toward an increased acceptance of VR-technology for collaborative development meetings in the automotive industry and other domains.Virtual-Reality-Systeme sind ein innovatives Instrument, um mit Hilfe computerbasierter Simulationen Entscheidungsprozesse zu unterstützen. Insbesondere in der Automobilbranche spielt diese Technologie eine wichtige Rolle, da heutzutage nahezu alle Fahrzeugteile in 3D konstruiert werden. Im Entwicklungsbereich der Automobilindustrie werden Visualisierungssysteme darüber hinaus bei der Untersuchung ergonomischer Aspekte von Montagevorgängen, bei der Bewertung der Mensch-Maschine-Schnittstelle im Fahrzeuginterieur, bei Designentscheidungen sowie bei Kundenpräsentationen eingesetzt. Diese Entscheidungsrunden bedürfen der Einbindung mehrerer Experten verschiedener Fachbereiche. Derzeit verfügbare stereoskopische Visualisierungssysteme ermöglichen aber nur einem Nutzer eine korrekte Stereosicht, während sich für die anderen Teilnehmer das 3D-Modell verzerrt darstellt. Dieser Nachteil ist ein wesentlicher Grund dafür, dass derartige Systeme bisher nur begrenzt im Automobilbereich anwendbar sind. Der Fokus dieser Dissertation liegt auf der Untersuchung der Anwendbarkeit stereoskopischer Mehrbenutzer-Systeme in verschiedenen Stadien des automobilen Entwicklungsprozesses. Derartige Systeme ermöglichen mehreren Nutzern gleichzeitig eine korrekte Stereosicht, was eine wesentliche Voraussetzung für die Zusammenarbeit in einer Gruppe darstellt. Die zentralen Forschungsfragen beziehen sich dabei auf die Anforderungen von kooperativen Entscheidungsprozessen sowie den daraus resultierenden Aspekten der Interaktion wie verbale Kommunikation, Gesten sowie virtuelle Menschmodelle und Interaktionstechniken zwischen den Nutzern. Die Arbeit belegt, dass stereoskopische Mehrbenutzersysteme die Anwendbarkeit virtueller Techniken im Automobilbereich entscheidend verbessern, da sie eine natürliche Kommunikation zwischen den Nutzern fördern. So ist die Unterstützung natürlicher Gesten beispielsweise ein wichtiger Faktor und es wird dargelegt, welche Genauigkeit beim Zeigen mit der realen Hand auf virtuelle Objekte erwartet werden kann. Darüber hinaus werden Anforderungen an virtuelle Menschmodelle anhand einer Zweibenutzer-Sitzkiste identifiziert und untersucht. Diese Form der Simulation, bei der die Nutzer nebeneinander in einem Fahrzeugmodell sitzen, dient vor allem der Bewertung von Mensch-Maschine-Schnittstellen im Fahrzeuginterieur. Des Weiteren wird das neue Konzept eines Mehrbenutzer-Werkzeugs in die Arbeit mit einbezogen, da hier verdeutlicht wird wie die Simulation von Montagevorgängen in virtuellen Umgebungen mit passivem haptischem Feedback zu ergonomischen Verbesserungen entsprechender Arbeitsvorgänge in der Realität beitragen kann. Diese Konzepte veranschaulichen wie VR-Systeme zur Unterstützung kollaborativer Prozesse in der Automobilbranche und darüber hinaus eingesetzt werden können

Exploration of smart infrastructure for drivers of autonomous vehicles

The connection between vehicles and infrastructure is an integral part of providing autonomous vehicles information about the environment. Autonomous vehicles need to be safe and users need to trust their driving decision. When smart infrastructure information is integrated into the vehicle, the driver needs to be informed in an understandable manner what the smart infrastructure detected. Nevertheless, interactions that benefit from smart infrastructure have not been the focus of research, leading to knowledge gaps in the integration of smart infrastructure information in the vehicle. For example, it is unclear, how the information from two complex systems can be presented, and if decisions are made, how these can be explained. Enriching the data of vehicles with information from the infrastructure opens unexplored opportunities. Smart infrastructure provides vehicles with information to predict traffic flow and traffic events. Additionally, it has information about traffic events in several kilometers distance and thus enables a look ahead on a traffic situation, which is not in the immediate view of drivers. We argue that this smart infrastructure information can be used to enhance the driving experience. To achieve this, we explore designing novel interactions, providing warnings and visualizations about information that is out of the view of the driver, and offering explanations for the cause of changed driving behavior of the vehicle. This thesis focuses on exploring the possibilities of smart infrastructure information with a focus on the highway. The first part establishes a design space for 3D in-car augmented reality applications that profit from smart infrastructure information. Through the input of two focus groups and a literature review, use cases are investigated that can be introduced in the vehicle's interaction interface which, among others, rely on environment information. From those, a design space that can be used to design novel in-car applications is derived. The second part explores out-of-view visualizations before and during take over requests to increase situation awareness. With three studies, different visualizations for out-of-view information are implemented in 2D, stereoscopic 3D, and augmented reality. Our results show that visualizations improve the situation awareness about critical events in larger distances during take over request situations. In the third part, explanations are designed for situations in which the vehicle drives unexpectedly due to unknown reasons. Since smart infrastructure could provide connected vehicles with out-of-view or cloud information, the driving maneuver of the vehicle might remain unclear to the driver. Therefore, we explore the needs of drivers in those situations and derive design recommendations for an interface which displays the cause for the unexpected driving behavior. This thesis answers questions about the integration of environment information in vehicles'. Three important aspects are explored, which are essential to consider when implementing use cases with smart infrastructure in mind. It enables to design novel interactions, provides insights on how out-of-view visualizations can improve the drivers' situation awareness and explores unexpected driving situations and the design of explanations for them. Overall, we have shown how infrastructure and connected vehicle information can be introduced in vehicles' user interface and how new technology such as augmented reality glasses can be used to improve the driver's perception of the environment.Autonome Fahrzeuge werden immer mehr in den alltäglichen Verkehr integriert. Die Verbindung von Fahrzeugen mit der Infrastruktur ist ein wesentlicher Bestandteil der Bereitstellung von Umgebungsinformationen in autonome Fahrzeugen. Die Erweiterung der Fahrzeugdaten mit Informationen der Infrastruktur eröffnet ungeahnte Möglichkeiten. Intelligente Infrastruktur übermittelt verbundenen Fahrzeugen Informationen über den prädizierten Verkehrsfluss und Verkehrsereignisse. Zusätzlich können Verkehrsgeschehen in mehreren Kilometern Entfernung übermittelt werden, wodurch ein Vorausblick auf einen Bereich ermöglicht wird, der für den Fahrer nicht unmittelbar sichtbar ist. Mit dieser Dissertation wird gezeigt, dass Informationen der intelligenten Infrastruktur benutzt werden können, um das Fahrerlebnis zu verbessern. Dies kann erreicht werden, indem innovative Interaktionen gestaltet werden, Warnungen und Visualisierungen über Geschehnisse außerhalb des Sichtfelds des Fahrers vermittelt werden und indem Erklärungen über den Grund eines veränderten Fahrzeugverhaltens untersucht werden. Interaktionen, welche von intelligenter Infrastruktur profitieren, waren jedoch bisher nicht im Fokus der Forschung. Dies führt zu Wissenslücken bezüglich der Integration von intelligenter Infrastruktur in das Fahrzeug. Diese Dissertation exploriert die Möglichkeiten intelligenter Infrastruktur, mit einem Fokus auf die Autobahn. Der erste Teil erstellt einen Design Space für Anwendungen von augmentierter Realität (AR) in 3D innerhalb des Autos, die unter anderem von Informationen intelligenter Infrastruktur profitieren. Durch das Ergebnis mehrerer Studien werden Anwendungsfälle in einem Katalog gesammelt, welche in die Interaktionsschnittstelle des Autos einfließen können. Diese Anwendungsfälle bauen unter anderem auf Umgebungsinformationen. Aufgrund dieser Anwendungen wird der Design Space entwickelt, mit Hilfe dessen neuartige Anwendungen für den Fahrzeuginnenraum entwickelt werden können. Der zweite Teil exploriert Visualisierungen für Verkehrssituationen, die außerhalb des Sichtfelds des Fahrers sind. Es wird untersucht, ob durch diese Visualisierungen der Fahrer besser auf ein potentielles Übernahmeszenario vorbereitet wird. Durch mehrere Studien wurden verschiedene Visualisierungen in 2D, stereoskopisches 3D und augmentierter Realität implementiert, die Szenen außerhalb des Sichtfelds des Fahrers darstellen. Diese Visualisierungen verbessern das Situationsbewusstsein über kritische Szenarien in einiger Entfernung während eines Übernahmeszenarios. Im dritten Teil werden Erklärungen für Situationen gestaltet, in welchen das Fahrzeug ein unerwartetes Fahrmanöver ausführt. Der Grund des Fahrmanövers ist dem Fahrer dabei unbekannt. Mit intelligenter Infrastruktur verbundene Fahrzeuge erhalten Informationen, die außerhalb des Sichtfelds des Fahrers liegen oder von der Cloud bereit gestellt werden. Dadurch könnte der Grund für das unerwartete Fahrverhalten unklar für den Fahrer sein. Daher werden die Bedürfnisse des Fahrers in diesen Situationen erforscht und Empfehlungen für die Gestaltung einer Schnittstelle, die Erklärungen für das unerwartete Fahrverhalten zur Verfügung stellt, abgeleitet. Zusammenfassend wird gezeigt wie Daten der Infrastruktur und Informationen von verbundenen Fahrzeugen in die Nutzerschnittstelle des Fahrzeugs implementiert werden können. Zudem wird aufgezeigt, wie innovative Technologien wie AR Brillen, die Wahrnehmung der Umgebung des Fahrers verbessern können. Durch diese Dissertation werden Fragen über Anwendungsfälle für die Integration von Umgebungsinformationen in Fahrzeugen beantwortet. Drei wichtige Themengebiete wurden untersucht, welche bei der Betrachtung von Anwendungsfällen der intelligenten Infrastruktur essentiell sind. Durch diese Arbeit wird die Gestaltung innovativer Interaktionen ermöglicht, Einblicke in Visualisierungen von Informationen außerhalb des Sichtfelds des Fahrers gegeben und es wird untersucht, wie Erklärungen für unerwartete Fahrsituationen gestaltet werden können

Technological advances, human performance, and the operation of nuclear facilities

2017 Spring.Includes bibliographical references.Many unfortunate and unintended adverse industrial incidents occur across the United States each year, and the nuclear industry is no exception. Depending on their severity, these incidents can be problematic for people, the facilities, and surrounding environments. Human error is a contributing factor in many such incidents. This dissertation first explored the hypothesis that technological changes that affect how operators interact within the systems of the nuclear facilities exacerbate the cost of incidents caused by human error. I conducted a review of nuclear incidents in the United States from 1955 through 2010 that reached Level 3 (serious incident) or higher on the International Nuclear Events Scale (INES). The cost of each incident at facilities that had recently undergone technological changes affecting plant operators' jobs was compared to the cost of events at facilities that had not undergone changes. A t-test determined a statistically significant difference between the two groups, confirming the hypothesis. Next, I conducted a follow-on study to determine the impact of the incorporation of new technologies into nuclear facilities. The data indicated that spending more money on upgrades increased the facility's capacity as well as the number of incidents reported, but the incident severity was minor. Finally, I discuss the impact of human error on plant operations and the impact of evolving technology on the 21st-century operator, proposing a methodology to overcome these challenges by applying the systems engineering process

Medical devices with embedded electronics: design and development methodology for start-ups

358 p.El sector de la biotecnología demanda innovación constante para hacer frente a los retos del sector sanitario. Hechos como la reciente pandemia COVID-19, el envejecimiento de la población, el aumento de las tasas de dependencia o la necesidad de promover la asistencia sanitaria personalizada tanto en entorno hospitalario como domiciliario, ponen de manifiesto la necesidad de desarrollar dispositivos médicos de monitorización y diagnostico cada vez más sofisticados, fiables y conectados de forma rápida y eficaz. En este escenario, los sistemas embebidos se han convertido en tecnología clave para el diseño de soluciones innovadoras de bajo coste y de forma rápida. Conscientes de la oportunidad que existe en el sector, cada vez son más las denominadas "biotech start-ups" las que se embarcan en el negocio de los dispositivos médicos. Pese a tener grandes ideas y soluciones técnicas, muchas terminan fracasando por desconocimiento del sector sanitario y de los requisitos regulatorios que se deben cumplir. La gran cantidad de requisitos técnicos y regulatorios hace que sea necesario disponer de una metodología procedimental para ejecutar dichos desarrollos. Por ello, esta tesis define y valida una metodología para el diseño y desarrollo de dispositivos médicos embebidos

NASA Tech Briefs, April 1993

Topics include: Optoelectronics; Electronic Components and Circuits; Electronic Systems; Physical Sciences; Materials; Computer Programs; Mechanics; Machinery; Fabrication Technology; Mathematics and Information Sciences; Life Sciences

Европейский и национальный контексты в научных исследованиях

В настоящем электронном сборнике «Европейский и национальный контексты в научных исследованиях. Технология» представлены работы молодых ученых по геодезии и картографии, химической технологии и машиностроению, информационным технологиям, строительству и радиотехнике. Предназначены для работников образования, науки и производства. Будут полезны студентам, магистрантам и аспирантам университетов.=In this Electronic collected materials “National and European dimension in research. Technology” works in the fields of geodesy, chemical technology, mechanical engineering, information technology, civil engineering, and radio-engineering are presented. It is intended for trainers, researchers and professionals. It can be useful for university graduate and post-graduate students

An 8085 Microprocessor based monitor system for a 750 cc Honda motorcycle

This system replaces the analog speedometer and tachometer gauge cluster of a 750 cc Honda motorcycle with a computerized monitor system based on the INTEL 8085A microprocessor and family of peripherals. The system adds the enhanced functionality of engine temperature, battery charging, fuel level, turn signal, and kick stand monitoring and status display. A security function is also employed as a guard against unauthorized use or theft. The speedometer and tachometer functions utilize phototransistor sensors generating pulses derived from stock cable connections to the engine block and front wheel. The engine temperature, fuel level, and battery charging functions are implemented via A/D conversion of external sensor inputs. Turn signal and kick stand status functions are implemented by software polling of external switches. The system incorporates a small keyboard for input of a five digit security code. If the code input is correct, ignition is enabled and normal operation may follow. If the code input is incorrect, ignition is disabled, and the motorcycle horn is activated as an alarm. The operator is allowed two attempts at entrance of the five digit code. All system functions are displayed via various configurations of 7-segment and discrete LED displays for operator feedback. The system utilizes the twelve volt motorcycle power source and is contained on three double sided circuit boards. The system software was developed on the INTEL SDK85 system design prototype kit and transferred in final form to an on-board EPROM

NASA Tech Briefs, February 1999

Topics: Test and Measurement; Electronic Components and Circuits; Electronic Systems; Materials; Computer Software; Mechanics; Machinery/Automation; Physical Sciences; Computers and Peripherals