Biomimetic Yeast Cell Typing—Application of QCMs

Artificial antibodies represent a key factor in the generation of sensing systems for the selective detection of bioanalytes of variable sizes. With biomimetic surfaces, the important model organism Saccharomyces cerevisiae and several of its growth stages may be detected. Quartz crystal microbalances (QCM) with 10 MHz fundamental frequency and coated with polymers imprinted with synchronized yeast cells are presented, which are able to detect duplex cells with high selectivity. Furthermore, a multichannel quartz crystal microbalance (MQCM) was designed and optimized for the measurement in liquids. This one-chip system based on four-electrode geometry allows the simultaneous detection of four analytes and, thus, provides a monitoring system for biotechnology and process control. For further standardization of the method, synthetic stamps containing plastic yeast cells in different growth stages were produced and utilized for imprinting. Mass-sensitive measurements with such MIPs resulted in the same sensor characteristics as obtained for those imprinted with native yeast cells

Soziotechnisches Assistenzsystem zur lernförderlichen Arbeitsgestaltung in der robotergestützten Montage

Dieser Beitrag der Zeitschrift Gruppe. Interaktion. Organisation. (GIO) widmet sich der lernförderlichen Gestaltung eines roboterbasierten Assistenzsystems für industrielle Montagetätigkeiten. Individualisierte Produkte, kleinere Losgrößen und beschleunigte Prozesse sind Aspekte des digitalen Wandels in der industriellen Fertigung und Teil des Leitbilds einer flexiblen Produktion. Mensch-Roboter-Kollaboration und wissensbasiertes Engineering sind aktuelle Ansätze, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Dieser Artikel stellt an einem Anwendungsbeispiel (Verdrahtung von Schaltschränken) einen ersten Ansatz vor, wie mittels wissensbasierter Technologien (v. a. Ontologien und deren logische Interpretation) Vorschläge zur Arbeitszuteilung zwischen Menschen und Robotern sowohl nach ökonomischen als auch nach Kriterien der humanen Arbeitsgestaltung automatisiert erstellt werden können. Zum einen können für jede Aufgabe ihre Anforderungen mit den individuellen Fähigkeiten und Stärken der Beschäftigten sowie mit denen des kollaborativen Robotersystems in einem Mixed-Skill-Konzept nach betrieblichen Kennziffern (z. B. Zeit, Qualität) abgeglichen werden, um sich so einem optimalen Produktionsablauf anzunähern. Zum anderen können dabei Aspekte einer humanen Gestaltung der Mensch- Maschine-Interaktion (MMI) berücksichtigt werden, die vordringlich mit Blick auf Lernförderlichkeit zusammengeführt werden. Lernförderlichkeit in der MMI setzt Zeit, Handlungsräume und förderliche Inhalte voraus und ist zugleich eine zunehmende Notwendigkeit, um vorausschauend auf den dynamisierten Wandel von Arbeit zu reagieren. Denn gerade mit dem Technikeinsatz ist ein starker Tätigkeitswandel in Richtung Entscheidungsträger und Problemlöser verbunden, der neben Qualifizierung und Weiterbildung auch niedrigschwelliger, arbeitsintegrierter Lerngelegenheiten bedarf. Gerade die kollaborative Robotik als Schlüsseltechnologie der flexiblen Fertigung macht es nötig, neue Konzepte für die Organisation des hybriden Zusammenwirkens von Mensch und Roboter zu entwickeln. Im Folgenden wird aufbauend auf den grundle- genden Ansatz das Konzept eines technischen Demonstrators vorgestellt, welches entlang eines empirischen Fallbeispiels entwickelt wurde. Die prototypische, technische Umsetzung basiert auf einer Arbeitsumgebung mit einem Roboterarm und zugehörigen Werkzeugen, formalen semantischen Beschreibungen der Fähigkeiten und Tätigkeiten von Menschen und Robotern sowie einer intuitiven Benutzeroberfläche, unter anderem für die individuelle Anpassung der generierten Arbeitszuteilungen

Identification of regulatory variants associated with genetic susceptibility to meningococcal disease.

Non-coding genetic variants play an important role in driving susceptibility to complex diseases but their characterization remains challenging. Here, we employed a novel approach to interrogate the genetic risk of such polymorphisms in a more systematic way by targeting specific regulatory regions relevant for the phenotype studied. We applied this method to meningococcal disease susceptibility, using the DNA binding pattern of RELA - a NF-kB subunit, master regulator of the response to infection - under bacterial stimuli in nasopharyngeal epithelial cells. We designed a custom panel to cover these RELA binding sites and used it for targeted sequencing in cases and controls. Variant calling and association analysis were performed followed by validation of candidate polymorphisms by genotyping in three independent cohorts. We identified two new polymorphisms, rs4823231 and rs11913168, showing signs of association with meningococcal disease susceptibility. In addition, using our genomic data as well as publicly available resources, we found evidences for these SNPs to have potential regulatory effects on ATXN10 and LIF genes respectively. The variants and related candidate genes are relevant for infectious diseases and may have important contribution for meningococcal disease pathology. Finally, we described a novel genetic association approach that could be applied to other phenotypes

Empowering Workers in a Mixed Skills Concept for Collaborative Robot Systems

One aspect of digital transformation in manufacturing is the trend toward mass customization, which requires a more flexible production paradigm. Human-robot collaboration and knowledge-based engineering are approaches that meet these requirements. In our work, we combine them in our mixed skills concept that incorporates the strengths of human workers and robots. We assume that while the workplaces of many workers may change, they will continue to play a vital role due to their experience and flexibility. They can perform various types of tasks that are still beyond the capabilities of robots. Yet, their responsibilities may shift towards decision makers and problem solvers for robots. Our approach to facilitate such collaboration is to apply insights from social science regarding empowerment in the work context to determine design goals and potential solutions for collaborative robot systems. The technical implementation is based on semantic descriptions of relevant aspects of automation using OWL ontologies and intuitive user interfaces