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In August 2022, Fraunhofer IOSB and IES of KIT held a joint workshop in a Schwarzwaldhaus near Triberg. Doctoral students presented research reports and discussed various topics like computer vision, optical metrology, network security, usage control, and machine learning. This book compiles the workshop's results and ideas, offering a comprehensive overview of the research program of IES and Fraunhofer IOSB.

Im Rahmen von IPA-Projekten versuchen die Projektbeteiligten im Allgemeinen ein System zu schaffen, das die individuellen Interessen der Beteiligten so aufeinander ausrichtet, dass ein opportunistisches Verhalten der Beteiligten keine negativen Folgen für das Projekt als Ganzes hat. Die vorliegende Arbeit systematisiert den aktuellen Kenntnisstand zur IPA und untersucht die Wirtschaftlichkeit dieser Ansätze. In the context of IPA projects, pro...

In this work, the first simulation model of oxygen depolarized cathodes (ODC), which are silver catalyst-based gas diffusion electrodes, is presented that considers the phase equilibrium of the gas-liquid interface and structure-related inhomogeneities in electrolyte distribution. By means of the model it has been identified that mass transport of water and ions in the liquid phase is a crucial factor for electrode performance and how it is in...

Der Einsatz von aktuellen Robotertechnologien im Alltag wird zunehmend möglich. Doch es ergeben sich Herausforderungen: Sicherheit, rechtliche Rahmenbedingungen, Zuverlässigkeit und Geschäftsmodelle müssen unter speziellen Bedingungen betrachtet werden. Auch Akzeptanz und Interaktion zwischen Mensch und Roboter sind zentral für den Erfolg. Dieser Sammelband fasst 15 Studien aus der BMBF Förderlinie ¿Roboter für Assistenzfunktionen: Interaktion...

This work focuses on the Limited Information Shared Control and its controller design using potential games. Through the developed systematic controller design, the experiments demonstrate the effectiveness and superiority of this concept compared to traditional manual and non-cooperative control approaches in the application of large vehicle manipulators.

Ihrer Arbeit in der Originalsprache: This work aims at identifying relevant road surface characteristics to mitigate tire-road noise of free-rolling tires using a systematic approach. As using open porous roads is already known as an efficient measure to reduce tire rolling noise, this study will focus on compact road surfaces which have a low acoustic absorption. Measurements on standardized ISO 10844 test tracks and on public roads are used ...

Die Forschung im Bereich der Mikro-Energiegewinnungssysteme wurde durch den Bedarf an autarken, stabilen Energiequellen für vernetzte drahtlose Sensoren vorangetrieben. Abwärme, insbesondere bei Temperaturen unter 200 °C, stellt eine vielversprechende, aber mit den derzeitigen Umwandlungstechnologien schwer zu gewinnende Energiequelle dar. Research into micro energy harvesting systems has been driven by the need for self-sustaining, stable pow...

The work represents a toolbox for the design of a highly efficient photocatalytic process for solar-driven synthesis. The focus is the optimization of photoreactors and photocatalysts. The described photoreactor design strategy is based on numerical methods mapping radiation transport and additive manufacturing delivering prototypes. The photocatalyst engineering is based on suitable photocatalyst support strategies and a method for the determ...

Hohe Spröd-duktil-Übergangstemperaturen schließen den Einsatz von konventionell gefertigtem Wolfram (W) als Strukturwerkstoff aus. Ultrafeinkörnige (UFG) W-Werkstoffe zeigen jedoch den Spröd-duktil-Übergang bereits bei sehr tiefen Temperaturen und weisen folglich Raumtemperaturduktilität auf. Die korrelative Mikrostrukturanalyse offenbarte einen starken Zusammenhang zwischen der Übergangstemperatur und dem mittleren Korngrenzenabstand entlang ...

In the last decades, superconducting devices have emerged as a promising platform for quantum technologies, including quantum sensing and quantum computing. Their key elements are Josephson junctions, which allow for coherent supercurrent tunneling between two weakly linked superconductors. If such a junction is extended in one direction to a long junction, the superconducting phase difference can vary in space and time and may allow for quant...

The transport of bacteria in turbulent river-like environments is addressed, where bacterial populations are frequently encountered attached to solids. This transport mode is investigated by studying the transient settling of heavy particles in turbulent channel flows featuring sediment beds. A numerical method is used to fully resolve turbulence and finite-size particles, which enables the assessment of the complex interplay between flow stru...

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Der Entwurf von Ansätzen zur marktbasierten Betriebsführung zukünftiger Energienetze steht vor der technischen Herausforderung, eine enorme Anzahl von Netzteilnehmern zeitlich und örtlich zu koordinieren, um Erzeugung und Verbrauch auszugleichen und einen sicheren Netzbetrieb zu ermöglichen. Um dieser Herausforderung zu begegnen entstand das Forschungsfeld der Transactive Control Ansätze. In dieser Arbeit wird ein neuer Transactive Control Ans...

In this work, a novel knowledge discovery framework able to analyze data produced in the Gasoline Direct Injection (GDI) context through machine learning is presented and validated. This approach is able to explore and exploit the investigated design spaces based on a limited number of observations, discovering and visualizing connections and correlations in complex phenomena. The extracted knowledge is then validated with domain expertise, re...

Das NaMaRes-Projekt entwickelte Werkzeuge und Handlungsempfehlungen zur Unterstützung einer nachhaltigen und ressourceneffizienten Stadtplanung auf Quartiersebene. Die betrachteten Ressourcen umfassen Wasser, Stoffe, Fläche und Ökosystemleistungen. Die Projektergebnisse verbessern die Informationslage über Ressourcen in Bestandsquartieren und bieten eine Grundlage für Akteure in politischen Diskussionen und städtischer Umsetzungsplanung. Das P...