A General Framework for Hierarchical Redundancy Resolution Under Arbitrary Constraints

The increasing interest in autonomous robots with a high number of degrees of freedom for industrial applications and service robotics demands control algorithms to handle multiple tasks as well as hard constraints efficiently. This paper presents a general framework in which both kinematic (velocity- or acceleration-based) and dynamic (torque-based) control of redundant robots are handled in a unified fashion. The framework allows for the specification of redundancy resolution problems featuring a hierarchy of arbitrary (equality and inequality) constraints, arbitrary weighting of the control effort in the cost function and an additional input used to optimize possibly remaining redundancy. To solve such problems, a generalization of the Saturation in the Null Space (SNS) algorithm is introduced, which extends the original method according to the features required by our general control framework. Variants of the developed algorithm are presented, which ensure both efficient computation and optimality of the solution. Experiments on a KUKA LBRiiwa robotic arm, as well as simulations with a highly redundant mobile manipulator are reported.Comment: 19 pages, 19 figures, submitted to the IEE

Migräne und Spannungskopfschmerz in Deutschland. Prävalenz und Erkrankungsschwere im Rahmen der Krankheitslast-Studie BURDEN 2020

In Deutschland sind Kopfschmerzerkrankungen sowohl unter Frauen als auch unter Männern weit verbreitet und führen meist zu Einschränkungen der Lebensqualität. Die häufigsten Kopfschmerzerkrankungen sind Migräne und Spannungskopfschmerz. Zum Zweck einer validen Schätzung der Prävalenzen wurde zwischen Oktober 2019 und März 2020 eine telefonische Querschnittbefragung unter Erwachsenen in Deutschland (N = 5.009) durchgeführt. Anhand der diagnostischen Kriterien der International Classification of Headache Disorders wurden Häufigkeit, Dauer, Eigenschaften und Begleiterscheinungen der Kopfschmerzen erfragt. 57,5 % der Frauen und 44,4 % der Männer in Deutschland berichten, binnen eines Jahres mindestens einmal von Kopfschmerzen betroffen zu sein. 14,8 % der Frauen und 6,0 % der Männer erfüllen die kompletten Kriterien für Migräne. 10,3 % der Frauen und 6,5 % der Männer sind von Spannungskopfschmerzen betroffen. Migräne und Spannungskopfschmerzen treten vorwiegend im erwerbsfähigen Alter auf und nehmen im Altersverlauf stetig ab. Migräne geht häufig mit Begleiterkrankungen wie depressiven Symptomen und Angststörungen einher. Der Versorgungsgrad bei Kopfschmerzerkrankungen ist gering. Nur eine Minderheit der Betroffenen sucht binnen eines Jahres ärztliche Hilfe. Die Ergebnisse geben ein umfangreiches Bild zu den bevölkerungsbezogenen Beeinträchtigungen durch Kopfschmerzerkrankungen. Sie werden im Rahmen der Studie BURDEN 2020 genutzt, um zentrale Indikatoren der Krankheitslastrechnung zu quantifizieren.Peer Reviewe

Migraine and tension-type headache in Germany. Prevalence and disease severity from the BURDEN 2020 Burden of Disease Study

Headache disorders are widespread among women and men in Germany and are primarily associated with restrictions on quality of life. The two most common types of headache disorders are migraine and tension-type headache. In order to gain valid estimates of the prevalence of these conditions, a cross-sectional telephone-based survey was conducted among adults in Germany (N=5,009) between October 2019 and March 2020. The frequency, duration, the characteristics and comorbidities associated with headache were measured using the diagnostic criteria defined in the International Classification of Headache Disorders. 57.5% of women and 44.4% of men in Germany stated that they had had a headache in the last twelve months. 14.8% of women and 6.0% of men meet all of the diagnostic criteria for migraine. Tensiontype headache affects 10.3% of women and 6.5% of men. Migraine and tension-type headache are predominantly found among people of working age and steadily decrease with age. Migraine is often accompanied by comorbidities such as depressive symptoms and anxiety disorders. People affected by headache disorders tend to receive very little professional medical care, with only a minority seeking treatment within a year. These results provide a comprehensive picture of the population-related impact of headache disorders and are used in the BURDEN 2020 study to quantify key indicators for burden of disease assessment

Migraine and tension-type headache in Germany. Prevalence and disease severity from the BURDEN 2020 Burden of Disease Study

Headache disorders are widespread among women and men in Germany and are primarily associated with restrictions on quality of life. The two most common types of headache disorders are migraine and tension-type headache. In order to gain valid estimates of the prevalence of these conditions, a cross-sectional telephone-based survey was conducted among adults in Germany (N=5,009) between October 2019 and March 2020. The frequency, duration, the characteristics and comorbidities associated with headache were measured using the diagnostic criteria defined in the International Classification of Headache Disorders. 57.5% of women and 44.4% of men in Germany stated that they had had a headache in the last twelve months. 14.8% of women and 6.0% of men meet all of the diagnostic criteria for migraine. Tensiontype headache affects 10.3% of women and 6.5% of men. Migraine and tension-type headache are predominantly found among people of working age and steadily decrease with age. Migraine is often accompanied by comorbidities such as depressive symptoms and anxiety disorders. People affected by headache disorders tend to receive very little professional medical care, with only a minority seeking treatment within a year. These results provide a comprehensive picture of the population-related impact of headache disorders and are used in the BURDEN 2020 study to quantify key indicators for burden of disease assessment

BURDEN 2020—Burden of disease in Germany at the national and regional level

Background Evidence-based policy measures need non-interest-guided information about the health status of a population and the diseases that affect the population the most. In such cases, a national burden of disease study can provide reliable insights at the regional level. Aim This article presents the potential of the BURDEN 2020 project and its expected outcome for Germany at the national and regional level. Methods The BURDEN 2020 project uses several indicators including years of life lost (YLL) to cover the impact of mortality and years lived with disability (YLD) to cover morbidity. The sum of both is the measure of population health called disability adjusted life years (DALY). Results The study ranks individual diseases and risk factors based on their impact on population health. The burden of disease approach is assumed to be sensitive to subnational differences and may generate immediate benefits for regional planning. The BURDEN 2020 study will pilot a national burden of disease study for Germany that will later be transformed into a continuous data processing and visualization tool. This is done by using, modifying and supplementing the methodology employed by the Global Burden of Disease (GBD) study to better fit the needs of health policy in Germany. This study is aimed at calculating the disease burden for up to 17 preselected diseases. Furthermore, the estimates of burden of disease are attributed to a selected set of risk factors. Conclusion The Burden 2020 study will provide the results of a new, health-related data processing system to the public. This includes a noninterest-guided presentation of the burden of disease (DALY) in Germany at the national and regional level.Peer Reviewe

Migräne und Spannungskopfschmerz in Deutschland. Prävalenz und Erkrankungsschwere im Rahmen der Krankheitslast-Studie BURDEN 2020

In Deutschland sind Kopfschmerzerkrankungen sowohl unter Frauen als auch unter Männern weit verbreitet und führen meist zu Einschränkungen der Lebensqualität. Die häufigsten Kopfschmerzerkrankungen sind Migräne und Spannungskopfschmerz. Zum Zweck einer validen Schätzung der Prävalenzen wurde zwischen Oktober 2019 und März 2020 eine telefonische Querschnittbefragung unter Erwachsenen in Deutschland (N = 5.009) durchgeführt. Anhand der diagnostischen Kriterien der International Classification of Headache Disorders wurden Häufigkeit, Dauer, Eigenschaften und Begleiterscheinungen der Kopfschmerzen erfragt. 57,5 % der Frauen und 44,4 % der Männer in Deutschland berichten, binnen eines Jahres mindestens einmal von Kopfschmerzen betroffen zu sein. 14,8 % der Frauen und 6,0 % der Männer erfüllen die kompletten Kriterien für Migräne. 10,3 % der Frauen und 6,5 % der Männer sind von Spannungskopfschmerzen betroffen. Migräne und Spannungskopfschmerzen treten vorwiegend im erwerbsfähigen Alter auf und nehmen im Altersverlauf stetig ab. Migräne geht häufig mit Begleiterkrankungen wie depressiven Symptomen und Angststörungen einher. Der Versorgungsgrad bei Kopfschmerzerkrankungen ist gering. Nur eine Minderheit der Betroffenen sucht binnen eines Jahres ärztliche Hilfe. Die Ergebnisse geben ein umfangreiches Bild zu den bevölkerungsbezogenen Beeinträchtigungen durch Kopfschmerzerkrankungen. Sie werden im Rahmen der Studie BURDEN 2020 genutzt, um zentrale Indikatoren der Krankheitslastrechnung zu quantifizieren.Peer Reviewe

The burden of disease in Germany at the national and regional level—results in terms of disability-adjusted life years (DALY) from the BURDEN 2020 study

Hintergrund: Summenmaße wie die „disability-adjusted life years“ (DALY) werden zur standardisierten Erfassung der Krankheitslast durch Tod und gesundheitliche Einschränkungen zunehmend bedeutsamer. Das Projekt BURDEN 2020 zielte darauf ab, auf Grundlage nationaler Daten eine eigenständige Krankheitslaststudie für Deutschland mit kleinräumigen Schätzungen als Pilotprojekt durchzuführen. Methode: DALY sind die Summe aus „durch Sterblichkeit verlorene Lebensjahre“ („years of life lost due to death“ [YLL]) und „mit gesundheitlichen Einschränkungen oder in Krankheit verbrachte Lebensjahre“ („years lived with disability“ [YLD]). Während YLL den Abstand zwischen Todesalter und fernerer Lebenserwartung beschreiben, quantifizieren YLD die Jahre, die mit gesundheitlichen Einschränkungen verbracht werden. Als Datenquellen dienen vor allem die Todesursachenstatistik, Befragungsdaten und Krankenkassenroutinedaten. Ergebnisse: Für Deutschland ergaben sich im Jahr 2017 rund 12 Millionen DALY, umgerechnet 14 584 DALY je 100 000 Einwohner. An der Rate gemessen trug die koronare Herzkrankheit insgesamt (2 321 DALY) am meisten zur Krankheitslast bei, gefolgt von Schmerzen im unteren Rücken (1 735 DALY) und Lungenkrebs (1 197 DALY). Bei Frauen verursachten Kopfschmerzerkrankungen und Demenzen mehr Krankheitslast als bei Männern. Männer hatten eine höhere Krankheitslast durch Lungenkrebs oder alkoholbezogene Störungen. Die Schmerzerkrankungen sowie alkoholbezogene Störungen führten bei beiden Geschlechtern im jüngeren Erwachsenenalter die DALY-Rangfolgen an. Mit dem Alter stieg die Krankheitslast für einen Teil der Erkrankungen, einschließlich der kardiovaskulären Erkrankungen, Demenzen oder Diabetes mellitus. Teilweise zeigte die Krankheitslast unterschiedliche regionale Verteilungen. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse deuten auf alters- und geschlechtsspezifische Präventions- sowie kleinräumige Versorgungsbedarfe hin Krankheitslaststudien liefern umfassende Daten zur Surveillance der Bevölkerungsgesundheit und können gesundheitspolitische Entscheidungen unterstützen.Peer Reviewe