A wearable sensor and framework for accurate remote monitoring of human motion

Remote monitoring and evaluation of human motion during daily life require accurate extraction of kinematic quantities of body segments. Current approaches use inertial sensors that require numerical time differentiation to access the angular acceleration vector, a mathematical operation that greatly increases noise in the acceleration value. Here we introduce a wearable sensor that utilises a spatially defined cluster of inertial measurement units on a rigid base for directly measuring the angular acceleration vector. For this reason, we used computational modelling and experimental data to demonstrate that our new sensor configuration improves the accuracy of tracking angular acceleration vectors. We confirmed the feasibility of tracking human movement by automatic assessment of experimental fall initiation and balance recovery responses. The sensor therefore presents an opportunity to pioneer reliable assessment of human movement and balance in daily life

Mechanismen der Kraftübertragung des Reifens auf Schnee und Eis

In der vorliegenden Arbeit werden analytische Modelle zum Kraft- und Formschluss sowie zur Schnee-Schnee-Reibung vorgestellt, die den Reifen- und Fahrbahneinfluss auf die Kraftübertragung auf Schnee und Eis beschreiben. Mit Hilfe der entwickelten Modelle werden Versuchsergebnisse zum Einfluss wichtiger Betriebsgrößen und zum Einfluss von Reifen- und Fahrbahneigenschaften eingehender analysiert und so die wesentlichen Mechanismen des Kraftübertragungsprozesses auf Winterfahrbahnen identifiziert

Wertfreiheit und Objektivität: eine wissenschaftsphilosophische Kritik an der epistemischen Autorität wirtschaftswissenschaftlicher Theorien und Methoden

"Die Wirtschaftswissenschaften haben bei der Steuerung und Analyse von Gesellschaten großen Einluss. Ein erheblicher Teil dieser Autorität rechtfertigt sich durch den Anspruch, wertfreie und objektive wissenschaftliche Ergebnisse durch strikte wissenschaftliche Methoden bereitstellen zu können. Diese quantitativen Methoden und mathematischen Modelle der Wirtschaftswissenschaften finden in der Soziologie und insbesondere der Politikwissenschaft immer häuiger Verwendung. Grundlage dessen ist die Annahme, dass Wissen, das durch diese Methoden gewonnen wird, eine höhere epistemische Autorität hätte als Wissen, das aus alternativen Methoden, beispielsweise qualitativen, gewonnen wurde. Dieser Aufsatz unterzieht diesen Anspruch aus dem Blickwinkel der Wissenschaftsphilosophie einer kritischen Prüfung. Ziel ist, zu argumentieren, dass quantitative Methoden und aus ökonomischen Theorien abgeleitete Modelle kein wertvolleres Wissen erzeugen als andere sozialwissenschaftliche Ansätze. Das Wertfreiheitsideal wird kurz rekapituliert, um dann den Stellenwert des Wertfreiheitsparadigmas für die Wirtschaftswissenschaften zu diskutieren. An verschiedenen Beispielen sollen im Weiteren problematische Vorannahmen und Verzerrungen identifiziert werden. Die starke Objektivität, über die die Wirtschaftswissenschaften ihrer internen Selbstbeschreibung nach verfügen, erweist sich dabei als problematische implizite Vorannahme. Am Ende steht ein Vorschlag aus der Wissenschaftsphilosophie, wie mit Werteinflüssen und problematischen Vorannahmen umgegangen werden kann. Wissenschaftlicher Pluralismus und ein offener innerwissenschaftlicher Diskurs erweisen sich dabei als konstitutiv für gute Wissenschaft. Gute Wissenschaft ist demnach mehr als unkritisches Vertrauen in ein rigoroses Regelwerk." (Autorenreferat

Optimal Control of Electrified Powertrains in Offline and Online Application Concerning Dimensioning of Li-Ion Batteries

Various energy management systems (driving strategies) have been developed to improve the efficiency of electrified vehicle drives. These include strategies from the field of offline optimization to determine the theoretical optimum for a given system, as well as online strategies designed for an on-board application in the vehicle. In this paper, investigations are performed on an SUV electrified by a 48 V hybrid system in P14 topology regarding both offline and online strategies. To calculate the global optimum, the performance of Dynamic Programming (DP) compared to an Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS) with an iteratively determined equivalence factor is shown. Furthermore, with regard to online energy management strategies (EMS), it is presented how a predictive Online ECMS achieves additional fuel savings compared to a robust, non-predictive implementation. The simulation-based vehicle development allows detailed investigations regarding interactions between battery requirements and EMS. In this context, it is shown how various battery capacities are exploited by the discussed EMS

Hybridizing Daphnia communities from ten neighbouring lakes: spatio-temporal dynamics, local processes, gene flow and invasiveness

Background In natural communities of cyclical parthenogens, rapid response to environmental change is enabled by switching between two reproduction modes. While long periods of asexual reproduction allow some clones to outcompete others, and may result in “clonal erosion”, sexual reproduction restores genetic variation in such systems. Moreover, sexual reproduction may result in the formation of interspecific hybrids. These hybrids can then reach high abundances, through asexual clonal reproduction. In the present study, we explored genetic variation in water fleas of the genus Daphnia. The focus was on the short-term dynamics within several clonal assemblages from the hybridizing Daphnia longispina complex and the impact of gene flow at small spatial scales. Results Daphnia individuals belonged either to the parental species D. galeata and D. longispina, or to different hybrid classes, as identified by 15 microsatellite markers. The distribution and genotypic structure of parental species, but not hybrids, corresponded well with the geographical positions of the lakes. Within parental species, the genetic distance among populations of D. galeata was lower than among populations of D. longispina. Moreover, D. galeata dominance was associated with higher phosphorous load. Finally, there was no evidence for clonal erosion. Conclusions Our results suggest that the contemporary structure of hybridizing Daphnia communities from ten nearby lakes is influenced by colonization events from neighbouring habitats as well as by environmental factors. Unlike the parental species, however, there was little evidence for successful dispersal of hybrids, which seem to be produced locally. Finally, in contrast to temporary Daphnia populations, in which a decrease in clonal diversity was sometimes detectable over a single growing season, the high clonal diversity and lack of clonal erosion observed here might result from repeated hatching of sexually produced offspring. Overall, our study provides insights into spatio-temporal dynamics in a hybridizing Daphnia species complex in a recently established lake system, and relates genetic similarities of populations to a scenario of secondary invasion enhanced by environmental factors

Mechanismen der Kraftübertragung des Reifens auf Schnee und Eis

In der vorliegenden Arbeit werden analytische Modelle zum Kraft- und Formschluss sowie zur Schnee-Schnee-Reibung vorgestellt, die den Reifen- und Fahrbahneinfluss auf die Kraftübertragung auf Schnee und Eis beschreiben. Mit Hilfe der entwickelten Modelle werden Versuchsergebnisse zum Einfluss wichtiger Betriebsgrößen und zum Einfluss von Reifen- und Fahrbahneigenschaften eingehender analysiert und so die wesentlichen Mechanismen des Kraftübertragungsprozesses auf Winterfahrbahnen identifiziert