INFLUENCE OF KINEMATIC VARIABLES OF DIFFERENT TRAJECTORIES ON RACING TIME AND VELOCITY IN ALPINE GIANT SLALOM

During the last five years, materials and techniques used in alpine giant slalom have changed drastically and influenced the trajectories chosen by the racers. Different trajectories influence racing lime and velocity (NACHBAUER AND RAUCH, 1991) and mathematical models describe optimal trajectories (REINISCH, 1991). The aim of this study was to determine the influence of different trajectories on racing time and velocity in field measurements

ENERGETICS OF THE LOWER EXTREMITY JOINTS DURING GRADED WALKING ON A SLOPE COMPARED WITH ASCENDING AND DESCENDING STAIRS

The purpose of this study was to compare the energetics of the lower extremity joints during uphill and downhill walking on slopes and stairs. 10 subjects were filmed and their ground reaction forces were measured during uphill and downhill walking on a ramp and on a staircase (24°) at the same speed. Inverse dynamics were used to calculate net joint forces and moments as well as joint power and energy at the ankle, knee and hip joint. Both, for uphill and downhill walking, the energy is more balanced in the staircase compared with the ramp conditions. Ascending stairs shifts the energy from the ankle joint to the hip joint, while in descending stairs a shift from the knee joint to the ankle joint can be observed

DETERMINATION OF OPTIMAL FILTER PARAMETERS FOR FILTERING KINEMATIC WALKING DATA USING BUTTERWORTH LOW PASS FILTER

INTRODUCTION: Noise in biomechanical displacement data are often reduced by digital filter routines. In literature the cross-validated quintic spline from Woltring (1986) and the Butterworth low pass filter are commonly used. Challis (1999) recently suggested a method for determining the optimal cut-off frequency of Butterworth low pass filters. This method is based on a combination of residual analysis and autocorrelation. The optimization of the filter order, however, is not discussed by Challis. Thus the purpose of this study was to determine optimal filter parameters (frequency and order) of a Butterworth low-pass filter using the approach of Challis applied to a kinematic data set in walking

Age of Acquisition und agrammatische Störungen der Morphologie

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Flexionsmorphologie des deutschen Plural- und Partizipsystems. Genauer gesagt behandelt sie deren Erwerb und Verarbeitung, sowie Störung bei aphasischen Patienten mit agrammatischer Symptomatik. Diese drei Hauptthemen wurden je für sich alleine, als auch der Einfluss des Erwerbsreihenfolge auf das Störungsbild bei Aphasikern, untersucht. Zusammenhänge zwischen Erwerbszeitpunkt und Verlust nennt man in der Linguistik und Psychologie Age of Acquisition – Effekte. Hierzu stellte ich einige Studien und Erklärungsansätze vor. Dazu musste jedoch vorher geklärt werden, was man unter Erwerb versteht, oder genauer gesagt, ab wann man etwas als erworben ansehen kann. Auch hierzu gibt es viele Theorien, von denen ich einige präsentierte und schließlich meine eigene Definition postulierte. Weiters ging ich, wie bereits erwähnt, auf die Struktur des deutschen Partizip- bzw. Pluralsystems ein, wobei ich mein Hauptaugenmerk auf den wesentlich komplexeren Plural legte. An dieser Stelle wurden verschiedne Faktoren der jeweiligen Marker behandelt, die den Erwerb beeinflussen (könnten). Weiters stellte ich zum Punkt Verarbeitungsmodelle, Single- und Dual Mechanism Modelle vor, sowie auch alternative Ansätze dazu. Auch einige Langzeituntersuchungen und Elizitationsstudien zu Erwerb bzw. Emergenz präsentierte und verglich ich. Um dies theoretischen Ansätze und Studienergebnisse zu überprüfen führte ich selbst je einen Test zu Plural- und Partizipfähigkeiten, bei Kindern und Agrammatikern durch. Die Ergebnisse stimmten mit einigen Angaben aus der Literatur überein, anderen widersprachen sie komplett, wie z.B. der Annahme von –s als Defaultplural. Die aus meinen Daten abstrahierte Erwerbsreihenfolge konnte die Leistung der Aphasiker relativ gut vorhersagen, was die Annahme eines Age of Acquisition – Effekts plausibel erscheinen lässt

CHANGE OF KINETIC LOWER EXTREMITY JOINT VARIABLES DURING UP- AND DOWNHILL WALKING ON DIFFERENTLY INCLINED SLOPES

INTRODUCTION: Lower extremity joint loads in level and downhill walking are reported in several papers (e.g. Kuster et al., 1995, Schwameder et al., 2000). The change of load distribution, however, between the ankle-, knee- and hip joint depending on slope inclination in up- and downhill walking are still not sufficiently presented. Thus the purpose of this study was to determine kinetic variables at the three main lower extremity joints as a function of both, declination and inclination of the slope

MEASURING DEVICE FOR ON-LINE CALCULATING AND SCREENING OF KNEE JOINT FORCES

INTRODUCTION: For calculating knee joint forces quasi-static and dynamic 2D knee models have been developed (Moeinzadeh et al., 1983, Nisell, 1985, Yamaguchi/ Zajac, 1989). From the preventive point of view the on-line calculation and screening of knee joint forces could give us important simultaneous feedback on the loads on the different structures during training and performance exercises in several sports. Based on these considerations an existing 2D knee model should be adapted for on-line calculating and screening of knee joint forces. METHODS: The purpose is to determine the kinematics of the knee joint as function of the knee angle. Therefore data from Yamaguchi/Zajac (1989), Nisell (1985) and ourselves were combined to the 2D model called 'Plakmos'. All relevant parameters needed for determining the kinematics of the knee were calculated for knee angles between 0° and 96° in steps of 2°. In a further procedure these data were calculated as polynomial functions of the knee angle up to order 10 using non-linear regression technique. These functions in combination with the direction, the magnitude and the point of application of the ground reaction force (GRF) are sufficient to obtain the main compression, shear and tendon forces. A special measuring device consisting of a force platform (for determining the direction, magnitude and application point of the GRF) and two goniometers (to obtain the ankle and knee angles) yields the input data for calculating the knee joint forces. The data collection and the calculation procedure is carried out using the measuring software Dasylab. RESULTS: The kinematics of Plakmos coincides with the knee models reported very closely, so the validity of the model is given with sufficient accuracy to investigate at least relative comparisons in different situations. The utility and simplicity of the measuring device including Plakmos has been demonstrated in comparative studies of knee bending with and without additional weights and different knee bending techniques. REFERENCES: Moeinzadeh, M., Engin, A., Akkas, N. (1983). Two-Dimensional Dynamic Modeling of Human Knee Joint. J. Biomechanics 16, 253-264. Nisell, R. (1985). Mechanics of the Knee. A. Orth. Scand, Suppl. 216, 56, 4-42. Yamaguchi, G., Zajac, F. (1989). A Planar Model of the Knee Joint to Characterize the Knee Extensor Mechanism. J. Biomechanics 22, 1-10

Multiple Anwendung von Statistischer Entropie: Neue Methoden zur Bewertung der Effektivität von Recyclingprozessen sowie der Recyclingfähigkeit von Produkten

Kumulative Dissertation aus zwei ArtikelnAbweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersIm Jahr 2015 wurde das erste Kreislaufwirtschaftspaket von der Europäischen Union (EU) umgesetzt, um eine nachhaltigere Wirtschaft in der EU zu etablieren EU (European Commission, 2014b, 2014a, 2018b, 2018a; European Union, 2020). Ziel der Kreislaufwirtschaft ist es, von einer linearen in eine zirkuläre Wirtschaft überzugehen, in der Produkte und Materialien in Kreislauf gehalten werden, wodurch der Ressourcenverbrauch,das Abfallaufkommen und die Umweltauswirkungen deutlich reduziert werden. Dieser Übergang ist ein komplexes Unterfangen, das eine umfassende Überwachung und Bewertung erfordert. Daher hat die EU verschiedene Maßnahmen zur Entwicklung neuer Bewertungsmethoden und -indikatoren festgelegt, mit denen für eine Kreislaufwirtschaft relevante Prozesse und Aspekte bewertet werden. Einerseits plant die EU, bestehende Bewertungsmethoden und Indikatoren zu verbessern und andererseits Neue zu entwickeln (European Union, 2020).Ziel dieser Arbeit ist es, Bewertungsmethoden zu entwickeln, die sich auf die Bewertung von recyclingrelevanten Bedingungen konzentrieren. Frühere Anwendungen haben gezeigt, dass das Konzept der Statistischen Entropie (SE) eine geeignete Methode für die Bewertungverschiedener Prozesse in der Ressourcen- und Abfallwirtschaft darstellt (Rechberger, 1999;Rechberger and Brunner, 2002; Dahmus and Gutowski, 2007; Velázquez Martínez et al.,2019; Parchomenko et al., 2020). SE beschreibt die Verteilung von Materialien in einem betrachteten System. Stark vermischte Materialien führen zu einer hohen SE, während reine Materialien einen minimale SE aufweisen. Beim Recycling hängt die Leistung wesentlich von der Verteilung der Materialien ab, wobei reine Materialien für das Recycling günstig sind,gemischte Materialien jedoch das Recycling erschweren. Daher scheint SE für die Bewertungvon Recyclingbedingungen geeignet und wird in der folgenden Arbeit verwendet.Zunächst wird eine Bewertungsmethode entwickelt, die darauf abzielt, die quantitative und qualitative Leistung von Recyclingprozessen zu bewerten. Hintergrund ist, dass die der zeitige europäische Methode zur Bewertung der Recyclingleistung, nämlich die Berechnung der Recyclingquote, auf einem rein quantitativen Ansatz beruht und somit die qualitativen Aspekte des Recyclings (Reinheit des recycelten Materialoutputs) vernachlässigt. Die Leistung von Recyclingverfahren sollte nicht nur die Fähigkeit widerspiegeln, Zielmaterialien von unerwünschten Materialien zu trennen, sondern auch die Fähigkeit, Zielmaterialien mit hoher Reinheit im Recyclingoutput zu konzentrieren. Die entwickelte Bewertungsmethode bringt beide Recyclingaspekte zum Ausdruck, indem sie getrennte Massenbilanzen eines Recyclingprozesses erstellt, von denen eine die gesamten Massenflüsse des Recyclingprozesses (= quantitativer) und die andere die Zielmaterialmassenflüsse (=qualitativ) darstellt. Durch Kombination dieser Massenbilanzen kann die Konzentration des Zielmaterials in den Outputmasseflüssen bestimmt werden, was die qualitative Leistung des Recyclingprozesses widerspiegelt. Das Endergebnis wird als ein einziger Wert dargestellt, der einfache Vergleiche ermöglicht. Der resultierende "Recyclingeffektivität" (RE) Indikator ermöglicht aussagekräftige Vergleiche zwischen verschiedenen Recyclingprozessen und stellt somit eine ergänzende Messgröße zur herkömmlichen Recyclingquote dar.Zweitens werden Produkte und deren Design in Hinblick auf deren Recyclingfähigkeit untersucht. Produkte, die aus reinen Materialien bestehen, sind im Allgemeinen leichter zu recyceln als solche, die ein Materialgemisch aufweisen. Auch in dieser Hinsicht scheint SE ein geeignetes Maß für die Ableitung der Recyclingfähigkeit in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung des Produkts zu sein. Darüber hinaus wird die Struktur des Produkts und damit die Möglichkeit der Zerlegbarkeit von Produktteilen bei der Bewertung der Recyclingfähigkeit berücksichtigt, da die Demontage einen erheblichen Einfluss auf die Rückgewinnung von konzentrierten Materialien hat. Da diese Produktmerkmale in der Entwurfsphase festgelegt werden, bezieht sich die Bewertung auf diese Produktphase. Dieneue Bewertungsmethode und der daraus resultierende "Relative produkt-inhärent Recyclingfähigkeit" (RPR) Indikator bewerten die produkt-inhärente Recyclingfähigkeit auf der Grundlage der Materialzusammensetzung und Struktur des Produkts. Die Ergebnisse der RPR-Bewertung liefern relevante Einblicke in die Recyclingfähigkeit des Produktes und ermöglichen so rechtzeitige Optimierungen des Produktdesigns.Die neuen Bewertungsmethoden bieten eine fundierte Bewertung von recyclingrelevanten Bedingungen und ermöglichen so aussagekräftige Vergleiche und Optimierungen.Verschiedene Akteure könnten von der Anwendung der neuen Indikatoren profitieren, um die Recyclingleistung insgesamt zu steigern und eine nachhaltigere Umwelt zu schaffen. Die EU könnte die Indikatoren nutzen, um ihre CE-Strategien voranzubringen und die Fortschritte auf dem Weg zu einer CE zu bewerten.Back in 2015, the first Circular Economy (CE) Package was implemented by the European Union (EU), aiming to establish a more sustainable economy within the EU (European Commission, 2014b, 2014a, 2018b, 2018a; European Union, 2020). The goal of CE is to move away from a linear economy to one that keeps products and materials in circulation, thus significantly reducing resource demand, waste generation and environmental impacts. This transition represents a complex undertaking that needs comprehensive monitoring and evaluation. Therefore, the EU set various actions to promote new assessment methods and indicators, evaluating processes and aspects relevant in a CE. On the one hand, the EU plans to improve existing assessment methods and indicators and, on the other hand, to develop new ones (European Union, 2020).This thesis aims to develop assessment methods that focus on evaluating recycling-relevant conditions. Previous applications demonstrated that the concept of statistical entropy (SE) offers a suitable measure for assessing various processes in resource and waste management (Rechberger, 1999; Rechberger and Brunner, 2002; Dahmus and Gutowski, 2007; VelázquezMartínez et al., 2019; Parchomenko et al., 2020). SE describes the distribution of materials ina system observed. Strongly mixed materials result in a high SE, while pure materials show a minimum SE. In recycling, the performance significantly depends on the distribution of materials, where pure materials are favourable for recycling, but mixed materials complicate recycling. Thus, SE seems suitable for assessing recycling conditions and is subsequently used for the following thesis.First, an assessment method is developed that aims to evaluate recycling processes' quantitative and qualitative performance. The background is that the current European method to evaluate recycling performances, namely the recycling rate calculation, is based on a purely quantitative approach, thus neglecting to assess qualitative recycling aspects (purity of the recycled material output). The performance of recycling processes should not only reflect itspower to separate target materials from unwanted materials but more over its power to concentrate target materials of high concentration in the recycling output. The developed assessment method finds a way to express both aspects by establishing separate mass balances of recycling processes, one that displays the total mass flows of the recycling process(= quantitative) and one showing the target material mass flows (= qualitative). By combining these mass balances, the concentration of the target material in the output mass flows can be determined, thus reflecting the recycling process's qualitative performance. The final result is presented as a single value, allowing easy comparisons. The resulting “Recycling Effectiveness” (RE) indicator allows significant comparisons between different recycling processes and thus poses a complementary metric to the conventional recycling rate.Second, products and their design are analysed concerning their recyclability. Products that comprise pure materials are generally easier to recycle than ones showing material mixture.Also, in this respect, SE seems an appropriate measure for the deduction of the recyclability conditioned by the product's material composition. Further, the structure of the product and thus the possibility of disassembling product parts is considered for the recyclability assessment because disassembly significantly impacts the recovery of concentrated materials. As these product characteristics are decided in the design phase, the assessment concerns this product phase. Thus, the new assessment method and the resulting "Relativeproduct-inherent recyclability" (RPR) indicator evaluate the product-inherent recyclability based on the product's material composition and structure. The results of the RPR assessment provide relevant insights into the product's recyclability, thus enabling early product design optimizations.The new assessment methods and resulting indicators offer profound evaluation of recycling relevant conditions, thus allowing meaningful comparisons and optimizations. Different stakeholders might profit by applying the new indicators to increase the overall recycling performance and create a more sustainable environment. The EU could use the indicators to promote their CE strategies and further evaluate the progress towards a CE.12

Optimization of OT security through targeted threat modeling

In dieser Masterarbeit wird die Optimierung der Sicherheit in Operational Technology (OT) -Systemen durch gezielte Bedrohungsmodellierungstechniken untersucht. Da OT zunehmendwichtiger für kritische Infrastrukturen und industrielle Prozesse wird, stellen ihre Anfälligkeitenfür Cyberbedrohungen erhebliche Risiken dar.Diese Arbeit identifiziert und bewertet verschiedene Bedrohungsmodellierungstechniken wieSTRIDE, LINDDUN und PASTA hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und Anwendbarkeit in OTUmgebungen.Die Methodik der Arbeit umfasst eine umfassende Literaturrecherche, die Anwendungausgewählter Bedrohungsmodellierungsmethoden auf ein beispielhaftes OT-Systemund eine vergleichende Analyse basierend auf mehreren KPIs.Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass, obwohl keine einzelne Bedrohungsmodellierungstechnikalle Aspekte der OT-Sicherheit umfassend adressiert, ein auf die spezifischenBedürfnisse von OT-Systemen zugeschnittener hybrider Ansatz eine vielversprechende Lösungbietet. Es wird ein integriertes Framework vorgeschlagen, das die Stärken der bewertetenMethoden kombiniert und mit dem IEC 62443-Standard abgestimmt ist, um die Sicherheitslagevon OT-Systemen effektiv zu verbessern. Diese Arbeit leistet nicht nur einen Beitrag zumakademischen Bereich der IT-Sicherheit, indem sie Lücken in der aktuellen Forschung schließt,sondern bietet auch praktische Empfehlungen zur Verbesserung der OT-Sicherheit in realenAnwendungen und legt den Grundstein für zukünftige Studien zur Integration fortgeschrittenerBedrohungsmodellierungstechniken in die Sicherheitsstrategien von OT-Systemen.This master’s thesis investigates the optimization of security in Operational Technology (OT)systems through targeted threat modeling techniques. As OT becomes increasingly integralto critical infrastructure and industrial processes, its vulnerability to cyber threats poses significantrisks. This research identifies and evaluates various threat modeling techniques, such asSTRIDE, LINDDUN, and PASTA, to determine their effectiveness and applicability to OT environments.The methodology involves a comprehensive literature review, application of selected threatmodeling methods to a hypothetical OT system, and a comparative analysis based on severalkey performance indicators (KPIs). This approach enables a detailed examination of eachmethod’s ability to identify, assess, and mitigate potential threats, thereby contributing to therobustness of OT security.Findings from this thesis highlight that while no single threat modeling technique addressesall aspects of OT security comprehensively, a hybrid approach tailored to specific operationalneeds of OT systems offers a promising solution. This study proposes an integrated frameworkthat combines the strengths of the evaluated methods, aligned with the IEC 62443 standard, toenhance the security posture of OT systems effectively.This work not only contributes to the academic field of IT security by filling gaps in current researchbut also provides practical recommendations for enhancing OT security in real-worldapplications. It lays the groundwork for future studies on the integration of advanced threatmodeling techniques into the security strategies of OT systems.by: Lukas RoithnerMasterarbeit Fachhochschule Technikum Wien 202