Potential impacts of institutional dynamics on the development of automated vehicles: Towards sustainable mobility?

Most experts agree that automated vehicles (AV) will be commercialized sooner or later and that this will lead to far-reaching changes in the mobility system. However, it is still open whether these developments will lead to more sustainable transport systems. AVs may render private car ownership more attractive and therefore intensify car-oriented mobility patterns, or may increase the attractiveness of public transport when mostly used as robo-taxis. Once development has started to move in a specific direction, self-reinforcing dynamics and path-dependencies may unfold. Therefore, it is important to analyze which factors may influence the direction of path-dependencies. We argue that understanding emerging path-dependencies requires an understanding of the interrelated technical, economic and societal dynamics. We draw on recent insights into societal dynamics in sociotechnical regimes, drawn from sustainability transition research, to identify potential development trajectories of automated driving due to changes in what is conceptualized as normative-cognitive institutions. We introduce an approach to map such institutional dynamics based on recent data from developments in the German mobility sector. Results demonstrate that the direction of future AV pathways may depend on such institutional developments. Both a reinforcing and a disruptive pathway are plausible. Governance strategies that aim to tap the potential of AVs in supporting sustainable urban mobility should consider institutional dynamics more explicitly

Den talfikserede middelalder - Om tal og deres betydninger i tidlig middelalderarkitektur og patristisk filosofi

Forholdet mellem kvalitet og kvantitet har været et væsentligt tema i kritikkenaf den moderne arkitektur. Kritikken har rettet sig mod de kvantitative faktorersdominans: Forenklet sagt det, at funktionalistisk arkitektur er styret af tal, vedtypisk at gøre brug af masseproduktion, kalkulen som en ufejlbarlig metode, ogeksakte talmæssige normer for konstruktioner.Mit bidrag til denne diskussion har hentet inspiration et helt andet sted iarkitekturhistorien. Eksempler fra græsk filosofi og den tidlige middelalderstænkere viser, at tallene har haft mange betydninger og roller. I dag optræder detypisk under fællesbetegnelsen kvantitet. Til forskel fra dette generiske niveaubevæger jeg mig på et historisk plateau, hvor de oldkristne forfattere fortolkedenogle bestemte tal. Med denne tænkning fik de to betydninger: 1) tal som et praktisk redskab, fx ved afsætning af mål på byggepladsen, og 2) en dybere, skjult betydning, ofte brugt i kombination med privilegerede, geometriske former.Den sidste modus knyttede en metafysisk dimension til tallene. Dette tankestofinddrager jeg i en analyse af udvalgte tidligmiddelalderlige bygningsværker afcentralplantypen

Analytisches Problemlösen: Validität und Potenzialnutzung

Die Ergebnisse der PISA-Studie 2003 zeigen für Schülerinnen und Schüler in Deutschland geringere Kompetenzen in der Mathematik und den Naturwissenschaften, als aufgrund ihrer (fächerübergreifenden) analytischen Problemlösekompetenz zu erwarten wären. Diese Diskrepanz kann als mangelnde Ausschöpfung des beim analytischen Problemlösen offensichtlich werdenden kognitiven Potenzials zum Aufbau fachbezogener Kompetenzen interpretiert werden (Potenzialausschöpfungshypothese). Um dieses Potenzial zur Förderung fachbezogener Kompetenzen didaktisch nutzen zu können, müssen zuvor zentrale Aspekte der Validität der Modellierung der analytischen Problemlösekompetenz eingehender untersucht werden. In den ersten drei Studien der Arbeit werden daher Aspekte der faktoriellen, diskriminanten, prognostischen und inkrementellen Validität der Modellierung der analytischen Problemlösekompetenz untersucht. In der vierten Studie wird mit der Potenzialnutzungshypothese eine ergänzende Erklärung für die bei PISA gefundenen Ergebnisse geprüft, sowie die Bedeutung motivationaler und emotionaler Faktoren für erfolgreiches analytisches Problemlösen untersucht. Die Ergebnisse deuten auf eine dreidimensionale Struktur der analytischen Problemlösekompetenz hin, und liefern zudem weitere Belege für die empirische Trennbarkeit der analytischen Problemlösekompetenz von fluiden Fähigkeiten, sowohl querschnittlich als auch im Längsschnitt. Sie zeigen ferner, dass analytische Problemlösekompetenz geeignet ist, zukünftige Kompetenzen in der Mathematik und den Naturwissenschaften auch über den Effekt der fluiden Fähigkeiten hinaus vorherzusagen. Zusätzlich konnte im Sinne der Potenzialnutzungshypothese gezeigt werden, dass eine mathematische Kontexteinbettung von sowohl analytischen Problemlöse- als auch von Mathematikaufgaben einen negativen Effekt auf die Leistungen in diesen Aufgaben haben kann. Dies gilt insbesondere für Schülerinnen und Schüler mit ungünstigen motivationalen und emotionalen Merkmalsausprägungen. Die Ergebnisse der Studien werden im Hinblick auf theoretische und praktische Implikationen sowie im Hinblick auf Limitationen und sich daraus ergebende Implikationen für zukünftige Forschung kritisch diskutiert.Results from the PISA study 2003 show lower mean performances in mathematics and science for students in Germany than could be expected compared to their mean performance in (cross-curricular) analytical problem-solving. This discrepancy can be interpreted to the effect that students have a cognitive potential, which may not be fully exploited for the development of subject-related competencies (cognitive potential exploitation hypothesis). In order to make use of this potential to foster subject-related competencies, key aspects of the validity of the assessment of analytical problem solving competence have to be studied more profoundly. In the first three studies of this work, aspects of factorial, discriminant, prognostic, and incremental validity of the assessment of analytical problem solving are examined. In the fourth study, an additional explanation of the PISA results is introduced, the cognitive potential application hypothesis, and the significance of motivational and emotional factors for successful analytical problem solving are explored. The results point to a three-dimensional structure of analytical problem solving competence, and provide further evidence of the empirical distinction of analytical problem solving competence and fluid intelligence, in cross-sectional as well as in longitudinal perspective. Furthermore, the results show that analytical problem solving competence can predict future competencies in mathematics and science over and above fluid intelligence. In accordance with the cognitive potential application hypothesis, it was also demonstrated that a mathematical context embedding of analytical problem solving- as well as mathematics-tasks can have a negative effect on students’ performance in those tasks. This is especially pronounced for students with unfavorable motivational and emotional dispositions. The results of all four studies are critically discussed with regard to theoretical and practical implications as well as limitations and consequences for future research

Colour-Specific Microfluidic Droplet Detection for Molecular Communication

Droplet-based microfluidic systems are a promising platform forlab-on-a-chip (LoC) applications. These systems can also be used toenhance LoC applications with integrated droplet control information or for data transmission scenarios in the context of molecular communication. For both use-cases the detection and characterisation of droplets in small microfluidic channels is crucial. So far, only complex lab setups with restricted capabilities have been presented as detection devices. We present a new low-cost and portable droplet detector. The device is used to confidently distinguish between individual droplets in a droplet-based microfluidic system. Using on-off keying a 16-bit sequence is successfully transmittedfor the first time with such a setup. Furthermore, the devices capabilities to characterise droplets regarding colour and size are demonstrated. Such an application of a spectral sensor in a microfluidic system presents new possibilities, such as colour-coded data transmission or analysis of droplet content

Genetic algorithm for the optimization of vision acquisition for on-the-fly position measurement of individual layers in fuel cell stack assembly

Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells consist of hundreds of stacked individual layers. As misplacement can lead to product-malfunctions the positioning accuracy plays a crucial role during assembly. Thus, to increase accuracy and to lower the cycle time, this paper presents a camera-integrated gripper for single layer handling of fuel cell components. The overlapping of suction holes within a gripper system is used for position measurement of fuel cell layers. The hole pattern is optimized applying a genetic algorithm to precisely measure the position of individual layers

Social Network Approach to Analyze Stability and Variability of Travel Decisions

Large-scale changes are expected for urban mobility systems, triggered by digitalization and various other factors such as climate concerns or urbanization. For researchers and planners, it is therefore becoming increasingly important to understand the determinants of variability and stability of travel decisions. The motivation for the study is that, in transportation research and modeling frameworks, travel choices usually derive from individual traits and accessibility variables. What is underrepresented by such an approach is that decisions are also socially embedded. The authors postulate that mobility patterns are strongly interwoven with the way people configure their social networks. The paper introduces and discusses an empirical approach to investigate the social embeddedness of mobility decisions. The basic premise of the approach is that social network configurations provide an important setting for daily life in general and individual travel decisions in particular. Analysis is based on a three-phase interview study, conducted in Karlsruhe, Germany. The analytical approach reveals that a substantial part of travel is only loosely coupled to generalized costs of transport. Instead, the motivational degree linked to certain relationships largely influences willingness to travel and the relative stability of everyday life. Relationships that are internally satisfying or extremely familiar to people appear highly persistent. Furthermore, relationships that provide a certain degree of flexibility appear changeable, though not necessarily in all dimensions. Only a very small number of relationships appear both substitutable and changeable

Automated Driving: Blessing or curse for a sustainable mobility?

Dieses TATuP-Thema präsentiert erste Perspektiven, Indiziensammlungen und Diskussionsbeiträge zum Themenfeld des automatisierten Fahrens, das seit einigen Jahren ein wichtiger Gegenstand der Mobilitätsforschung geworden ist. Auch wenn in der Öffentlichkeit weiterhin verbreitet Skepsis hinsichtlich der technischen und organisatorischen Reife herrscht, dominiert in der Fachwelt die Erwartung, dass hochoder vollautomatisierte Fahrzeuge in absehbarer Zeit zugelassen werden. Aber wird sich die Automatisierung des Straßenverkehrs als Fluch oder als Segen für Konzepte nachhaltiger Mobilität erweisen? Die Technikfolgenabschätzung (TA) sieht sich dabei mit einem für die Disziplin nicht untypischen Dilemma konfrontiert: Einerseits lässt sich angesichts der vielen Unwägbarkeiten noch wenig Belastbares über mögliche Technikfolgen sagen. Andererseits hat die Technologie erhebliches Transformationspotenzial, sodass ein „rechtzeitiges“ Gestalten ihrer Entwicklung gesellschaftlich wünschenswert scheint.This special topic of TATuP presents a collection of initial perspectives, first indications and discussions on the topic of automated driving, which has become an important subject of mobility research in recent years. Even though there is still widespread public scepticism about its technical and organizational maturity, many experts expect vehicles with high or full driving automation to be deployed in the foreseeable future. But will road traffic automation be a blessing or a curse for future sustainable mobility concepts? Technology Assessment (TA) is confronted with a dilemma that is not untypical for this discipline: On the one hand, in view of the many uncertainties, possible implications of the new technology can so far only vaguely be described. On the other hand, the technology has considerable transformation potential, so that a timely shaping of its development seems socially desirable

Automatisiertes Fahren. Fluch oder Segen für nachhaltige Mobilität?

Dieses TATuP-Thema präsentiert erste Perspektiven, Indiziensammlungen und Diskussionsbeiträge zum Themenfeld des automatisierten Fahrens, das seit einigen Jahren ein wichtiger Gegenstand der Mobilitätsforschung geworden ist. Auch wenn in der Öffentlichkeit weiterhin verbreitet Skepsis hinsichtlich der technischen und organisatorischen Reife herrscht, dominiert in der Fachwelt die Erwartung, dass hochoder vollautomatisierte Fahrzeuge in absehbarer Zeit zugelassen werden. Aber wird sich die Automatisierung des Straßenverkehrs als Fluch oder als Segen für Konzepte nachhaltiger Mobilität erweisen? Die Technikfolgenabschätzung (TA) sieht sich dabei mit einem für die Disziplin nicht untypischen Dilemma konfrontiert: Einerseits lässt sich angesichts der vielen Unwägbarkeiten noch wenig Belastbares über mögliche Technikfolgen sagen. Andererseits hat die Technologie erhebliches Transformationspotenzial, sodass ein „rechtzeitiges“ Gestalten ihrer Entwicklung gesellschaftlich wünschenswert scheint

Evolutionary Optimization of the Failure Behavior of Load Introduction Elements Integrated During FRP Sandwich Structure Manufacturing

Due to their high lightweight potential, fiber-reinforced-plastics (FRP) sandwich structures with foam cores are becoming increasingly important in the automotive industry. To accommodate local forces, load introduction elements called inserts are required. A new type of insert is integrated into the sandwich panel during manufacturing. To accelerate the design and development process of these inserts, an optimization framework is developed based on the Abaqus CAE package and the Python programming language. An automated parametric nonlinear finite-element method (FEM) model is used to evaluate the performance of insert geometries. This model is integrated into an optimization routine based on a genetic algorithm. The population-based approach is very scalable through parallelization and shows accurate results within reasonable processing times