RoboTalk - Prototyping a Humanoid Robot as Speech-to-Sign Language Translator

Information science mostly focused on sign language recognition. The current study instead examines whether humanoid robots might be fruitful avatars for sign language translation. After a review of research into sign language technologies, a survey of 50 deaf participants regarding their preferences for potential reveals that humanoid robots represent a promising option. The authors also 3D-printed two arms of a humanoid robot, InMoov, with special joints for the index finger and thumb that would provide it with additional degrees of freedom to express sign language. They programmed the robotic arms with German sign language and integrated it with a voice recognition system. Thus this study provides insights into human–robot interactions in the context of sign language translation; it also contributes ideas for enhanced inclusion of deaf people into society

When Robots Enter Our Workplace: Understanding Employee Trust in Assistive Robots

This study is about assistive robots as internal service provider within the company Merck KGaA and examines how the physical appearance of a service representative (humanoid robot, android robot, human) affects employees’ trust. Based on the uncanny valley paradigm, we argue that employees’ trust is the lowest for the android robot and the highest for the human. Further, we will examine the effects of task complexity and requirements for self-disclosure on employees’ trust in assistive robots. According to script theory and media equation theory, we propose that high task complexity and high requirements for self-disclosure increase employees’ trust. We developed a research design to test our model by deploying a humanoid robot and an android robot within a company as robotic assistants in comparison to a human employee. In a next step, we will run a corresponding study with 300 employees

The Influence of IL-10 and TNFα on Chondrogenesis of Human Mesenchymal Stromal Cells in Three-Dimensional Cultures

Chondrogenic differentiated mesenchymal stromal cells (MSCs) are a promising cell source for articular cartilage repair. This study was undertaken to determine the effectiveness of two three-dimensional (3D) culture systems for chondrogenic MSC differentiation in comparison to primary chondrocytes and to assess the effect of Interleukin (IL)-10 and Tumor Necrosis Factor (TNF)α on chondrogenesis by MSCs in 3D high-density (H-D) culture. MSCs were isolated from femur spongiosa, characterized using a set of typical markers and introduced in scaffold-free H-D cultures or non-woven polyglycolic acid (PGA) scaffolds for chondrogenic differentiation. H-D cultures were stimulated with recombinant IL-10, TNFα, TNFα + IL-10 or remained untreated. Gene and protein expression of type II collagen, aggrecan, sox9 and TNFα were examined. MSCs expressed typical cell surface markers and revealed multipotency. Chondrogenic differentiated cells expressed cartilage-specific markers in both culture systems but to a lower extent when compared with articular chondrocytes. Chondrogenesis was more pronounced in PGA compared with H-D culture. IL-10 and/or TNFα did not impair the chondrogenic differentiation of MSCs. Moreover, in most of the investigated samples, despite not reaching significance level, IL-10 had a stimulatory effect on the type II collagen, aggrecan and TNFα expression when compared with the respective controls

Genome-wide scan identifies novel genetic loci regulating salivary metabolite levels.

Saliva, as a biofluid, is inexpensive and non-invasive to obtain, and provides a vital tool to investigate oral health and its interaction with systemic health conditions. There is growing interest in salivary biomarkers for systemic diseases, notably cardiovascular disease. Whereas hundreds of genetic loci have been shown to be involved in the regulation of blood metabolites, leading to significant insights into the pathogenesis of complex human diseases, little is known about the impact of host genetics on salivary metabolites. Here we report the first genome-wide association study exploring 476 salivary metabolites in 1419 subjects from the TwinsUK cohort (discovery phase), followed by replication in the Study of Health in Pomerania (SHIP-2) cohort. A total of 14 distinct locus-metabolite associations were identified in the discovery phase, most of which were replicated in SHIP-2. While only a limited number of the loci that are known to regulate blood metabolites were also associated with salivary metabolites in our study, we identified several novel saliva-specific locus-metabolite associations, including associations for the AGMAT (with the metabolites 4-guanidinobutanoate and beta-guanidinopropanoate), ATP13A5 (with the metabolite creatinine) and DPYS (with the metabolites 3-ureidopropionate and 3-ureidoisobutyrate) loci. Our study suggests that there may be regulatory pathways of particular relevance to the salivary metabolome. In addition, some of our findings may have clinical significance, such as the utility of the pyrimidine (uracil) degradation metabolites in predicting 5-fluorouracil toxicity and the role of the agmatine pathway metabolites as biomarkers of oral health

Arzneimittelrückstände in Trinkwasser und Gewässern. Endbericht zum TA-Projekt

Vor dem Hintergrund eines stetig steigenden Verbrauchs von Arzneimitteln gibt der Bericht einen Überblick über den Wissensstand zu Mengen, Qualitäten und Wirkungen der Mikroverunreinigungen auf Mensch und Umwelt. Es werden Vorschläge zur Vermeidung der Verunreinigungen zusammengetragen und Wissenslücken und mögliche Handlungsstrategien zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände im Wasser aufgezeigt. Geboten wird eine Übersicht dazu, welche Human- und Tierarzneimittel in welchen Quantitäten in Deutschland verwendet werden und nach aktuellem Kenntnisstand ihrer Menge oder ihrer Wirkung nach in human- und ökotoxikologischer Hinsicht relevant sind. Zudem wird der Zielkonflikt zwischen individuellen Ansprüchen auf Heilung durch Medikamente einerseits und den potenziellen Risiken von Arzneimittelrückständen für die allgemeine Gesundheit und Umwelt andererseits analysiert. Weil das Eintreten negativer Effekte unsicher ist, wird diskutiert, welche Anhaltspunkte und Hilfestellung das Vorsorgeprinzip bei der Bewältigung dieser Konflikte leisten kann. Systematisch werden Überlegungen zu technischen Maßnahmen und regulatorischen Strategien zur Verringerung der Risiken von Arzneimittelrückständen in Gewässern vorgestellt, darunter die derzeit intensiv diskutierte vierte Reinigungsstufe von Kläranlagen, die Mikroverunreinigungen zu großen Teilen aus Abwässern entfernen kann. Stärker an der Quelle der Verunreinigung setzen regulatorische Maßnahmen an, z. B. im Zusammenhang mit dem Prozess der Arzneimittelzulassung, oder Informationsmaßnahmen, die bei Verbraucherinnen und Verbrauchern, Ärzteschaft und Apotheken ein Problembewusstsein zu schaffen versuchen. Diskutiert wird, wie die verschiedenen Maßnahmenoptionen sinnvoll miteinander kombiniert und in eine umfassende Strategie eingebettet werden können und welche Rolle bei der Strategiefindung, -entscheidung und -umsetzung den verschiedenen staatlichen und privaten gesellschaftlichen Akteuren zukommt. Inhalt Zusammenfassung 9 1 Einleitung 17 2 Mengenanalyse und Trends von Pharmakarückständen in Gewässern in Deutschland 25 2.1 Verbrauchsmengen von Human- und Tierarzneimitteln 25 2.1.1 Humanarzneimittel 26 2.1.2 Tierarzneimittel 35 2.2 Die Eintragswege der Arzneistoffe in Oberflächengewässer und ins Grundwasser 41 2.2.1 Haupteintragspfade von Arzneimittelrückständen in Gewässer 42 2.2.2 Humanarzneimittel 43 2.2.3 Tierarzneimittel 45 2.3 Nachweise von Arzneimitteln in Trinkwasser und Gewässern 45 2.3.1 Humanarzneimittel 46 2.3.2 Tierarzneimittel 50 2.4 Fazit 51 3 Auswirkungen von Arzneimittelrückständen auf Gesundheit und Umwelt 53 3.1 Methodische Ansätze zur Vorhersage und Bewertung potenziell negativer Auswirkungen 54 3.1.1 Grundbegriffe der Toxikologie 54 3.1.2 Das PEC/PNEC-Risikobewertungskonzept 57 3.1.3 Methoden zur Bewertung von Kombinationswirkungen 60 3.2 Auswirkungen von Arzneimittelrückständen auf die menschliche Gesundheit 63 3.2.1 Akute Gesundheitsgefährdungen durch Trinkwasser 63 3.2.2 Langzeit- und Niedrigdosiswirkungen 65 3.2.3 Antibiotika und Antibiotikaresistenzen 66 3.2.4 Hormonelle Wirkungen 68 3.2.5 Schäden der Erbsubstanz oder von Embryonen durch Zytostatika 70 3.2.6 Neurotoxische Wirkungen 71 3.2.7 Kombinationswirkungen 72 3.3 Auswirkungen von Arzneimittelrückständen auf die Umwelt 73 3.3.1 Akute Wirkungen 74 3.3.2 Langzeit- und Niedrigdosiswirkungen 76 3.3.3 Hormonelle Wirkungen 77 3.3.4 Neurotoxische Wirkungen 78 3.3.5 Umweltwirkungen von Zytostatika 79 3.3.6 Kombinationswirkungen 80 3.4 Fazit 82 4 Das Vorsorgeprinzip: gesellschaftliche Zielkonflikte zwischen Gesundheit, Tierwohl und Umweltschutz 85 4.1 Das Vorsorgeprinzip 86 4.1.1 Handeln unter Unsicherheit und Nichtwissen 86 4.1.2 Vorsorgeprinzip, Nichtwissen und Evidenz 89 4.1.3 Die Verankerung des Vorsorgeprinzips im Recht 90 4.1.4 Schlussfolgerungen für das Problem der Arzneimittelrückstände in Trinkwasser und Gewässern – Strategien zur Beschaffung von Informationen 92 4.2 Relevante Schutzgüter 94 4.2.1 Menschliche Gesundheit 95 4.2.2 Tiergesundheit 95 4.2.3 Umwelt 96 4.2.4 Trinkwasser 97 4.2.5 Konflikte zwischen Schutzgütern 98 4.3 Der rechtliche Rahmen für die Zulassung und das Inverkehrbringen von Medikamenten 99 4.3.1 Bewertung und Berücksichtigung von Umweltrisiken – Humanarzneimittel 99 4.3.2 Bewertung und Berücksichtigung von Umweltrisiken – Tierarzneimittel 102 4.3.3 Regelungen im Gewässer-, Grund- und Trinkwasserschutz 105 4.4 Arzneimittelrückstände im Wasser im medialen Diskurs 107 4.4.1 Entwicklung und Ton der Berichterstattung 109 4.4.2 Inhalte der Berichterstattung 110 4.5 Fazit 114 5 Maßnahmen zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände im Wasser 117 5.1 Vorgehen bei der Beschreibung und der vergleichenden Bewertung der Maßnahmen 117 5.2 Maßnahmen in der Wasserwirtschaft 120 5.2.1 W1: Verbesserte kommunale Abwasserbehandlung durch eine vierte Reinigungsstufe 121 5.2.2 W2: Dezentrale Behandlung von Abwässern aus Krankenhäusern und anderen Gesundheitseinrichtungen 130 5.2.3 W3: Vermeidung der Einleitung von Rückständen aus der Produktion von Arzneimitteln 133 5.2.4 W4: Regulierungen im Wasserrecht und verstärktes Monitoring von Arzneistoffen in Grundwasser und Gewässern 135 5.3 Maßnahmen im Gesundheitssystem 138 5.3.1 G1: a) Berücksichtigung von Umweltrisiken bei der Zulassung von Humanarzneimitteln und b) Erweiterung des Pharmakovigilanzsystems um ein umfassendes Umweltinformationssystem 138 5.3.2 G2: Green Pharmacy – umweltfreundlichere Arzneimittel 142 5.3.3 G3: Vermeidung von Arzneimittelbedarf durch Gesundheitsförderung und Prävention 144 5.3.4 G4: Sensibilisierung von Ärztinnen und Ärzten sowie Patientinnen und Patienten für die Umweltwirkungen von Arzneimittelrückständen 146 5.3.5 G5: Verschreibung angepasster Verbrauchsmengen 148 5.3.6 G6: Einführung eines Umweltklassifikationssystems für Arzneistoffe und Medikamente 150 5.3.7 G7: Einheitlich geregelte, klar kommunizierte und sichere Entsorgung von Altmedikamenten 153 5.3.8 G8: Sammlung von Röntgenkontrastmitteln in Urinsammelbehältern 155 5.4 Maßnahmen in Landwirtschaft und Tierhaltung 158 5.4.1 L1: Einführung eines Systems zur Bestimmung von Verbrauchsmengen 160 5.4.2 L2: Erweiterung des Pharmakovigilanzsystems für Tierarzneimittel um ein umfassendes Umweltinformationssystem 161 5.4.3 L3: Aus- und Weiterbildungsangebote sowie Informationskampagnen zu Umweltaspekten des Einsatzes von Tierarzneimitteln 162 5.4.4 L4: Weitere Maßnahmen zur Minderung der Einträge von Tierarzneimitteln und zur Entlastung der Umwelt 165 6 Strategien zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände 169 6.1 Vorsorgeprinzip und Handlungsbedarf – was ist heute schon zu tun? 170 6.2 Der Zusammenhang von Arzneimittelrückständen und weiteren Mikroverunreinigungen 172 6.3 Akteure der Maßnahmenumsetzung 173 6.3.1 Staatliche Akteure 173 6.3.2 Nichtstaatliche Akteure 175 6.4 Maßnahmenkombinationen zur Reduktion und Vorbeugung von Arzneistoffen in Trinkwasser, Grundwasser und Gewässern 175 6.5 Finanzierung einer Strategie gegen Arzneimittelrückstände und andere Mikroverunreinigungen im Wasser 180 6.6 Fazit 185 7 Literatur 187 7.1 In Auftrag gegebene Gutachten 187 7.2 Weitere Literatur 187 8 Anhang 207 8.1 Abbildungen 207 8.2 Tabellen 20

Genetic association study of QT interval highlights role for calcium signaling pathways in myocardial repolarization.

The QT interval, an electrocardiographic measure reflecting myocardial repolarization, is a heritable trait. QT prolongation is a risk factor for ventricular arrhythmias and sudden cardiac death (SCD) and could indicate the presence of the potentially lethal mendelian long-QT syndrome (LQTS). Using a genome-wide association and replication study in up to 100,000 individuals, we identified 35 common variant loci associated with QT interval that collectively explain ∼8-10% of QT-interval variation and highlight the importance of calcium regulation in myocardial repolarization. Rare variant analysis of 6 new QT interval-associated loci in 298 unrelated probands with LQTS identified coding variants not found in controls but of uncertain causality and therefore requiring validation. Several newly identified loci encode proteins that physically interact with other recognized repolarization proteins. Our integration of common variant association, expression and orthogonal protein-protein interaction screens provides new insights into cardiac electrophysiology and identifies new candidate genes for ventricular arrhythmias, LQTS and SCD

Cell Specific eQTL Analysis without Sorting Cells

The functional consequences of trait associated SNPs are often investigated using expression quantitative trait locus (eQTL) mapping. While trait-associated variants may operate in a cell-type specific manner, eQTL datasets for such cell-types may not always be available. We performed a genome-environment interaction (GxE) meta-analysis on data from 5,683 samples to infer the cell type specificity of whole blood cis-eQTLs. We demonstrate that this method is able to predict neutrophil and lymphocyte specific cis-eQTLs and replicate these predictions in independent cell-type specific datasets. Finally, we show that SNPs associated with Crohn’s disease preferentially affect gene expression within neutrophils, including the archetypal NOD2 locus