Physikalische Technik, Informatik
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In this paper, the authors present a freely accessible resource covering German light verb constructions from the domain of administrative and business language (such as “Bericht erstatten” (to report)) together with their associated verb frames (in particular objects and governing prepositions). These constructions, which in many cases represent overly complex and difficult-to-read language, are joined within the same resource by simple verbs, also together with their respective verb frames.
This not only provides a type of thesaurus for light verb constructions that can assist in text simplification, but the documented verb frames can also support the automatic generation of
grammatically correct suggestions for simpler textual alternatives.
(Abstract ist formal geringfügig verändert gegenüber dem Original.)
This study investigates the hybrid integration of adsorption and microfiltration for arsenic removal from water, combining ferric oxyhydroxide adsorbents (Ferrosorp DGp and DG⁺) with polymeric membranes (UPS-150, Novamem, and 1FM 3M). Batch adsorption experiments were conducted using arsenate solutions of varying concentrations and contact times to assess the equilibrium uptake behaviour of both adsorbents. Results demonstrated that Ferrosorp DGp exhibited a higher maximum adsorption capacity and stronger surface affinity for As(V), whereas Ferrosorp DG⁺ showed faster kinetics consistent with the pseudo-second-order model, indicating chemisorption dominance.
Complementary membrane filtration tests were performed in a dead-end stirred cell under three conditions—pure water, Oxide with Stirring, and Oxide without Stirring—at a constant transmembrane pressure of 200 mbar. The study revealed that stirring markedly reduced fouling and enhanced flux stability, while non-stirred operation caused permeability declines depending on membrane and oxide type. Among the membranes tested, 1FM 3M displayed the highest intrinsic permeability and strongest resistance to fouling, followed by UPS-150 and Novamem.
The integration of adsorption and microfiltration demonstrated that Ferrosorp DGp ensures effective arsenate removal, while 1FM 3M offers superior hydraulic performance, making this combination the most promising for decentralized, low-pressure treatment applications. The results confirm that coupling adsorption with microfiltration provides a sustainable, energy-efficient pathway for producing low-arsenic, low-turbidity water compliant with WHO and EU drinking-water standards.
This thesis investigates the integration of a deterministic approach into a neural network-based model for the analysis of OCT signals. The model is developed using a GAN architecture. The dataset for training the neural network is generated by a deterministic algorithm. After training, the modified model is capable of recognizing and reproducing fundamental physical patterns in the signal. The incorporation of the deterministic algorithm has expanded the model's applicability. It can now be applied to different source ranges and parameters of the OCT system used, facilitating the analysis of interferometric signals in medicine and industry.
Diese Arbeit untersucht die Charakterisierung einer Swept-Source VCSEL für Anwendungen der optischen Kohärenztomografie. Ziel war es, das spektrale Emissionsverhalten im Dauerstrich und gepulsten Betrieb zu erfassen, die linearen Abhängigkeiten der Emissionswellenlänge von Betriebsstrom und Betriebstemperatur (Wellenlängenkennlinie) zu bestimmen und die Eignung
der Lichtquelle für OCT-Messaufgaben zu bewerten.
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde ein kompaktes Gitterspektrometer entwickelt und aufgebaut, das ein zeitliches Auflösungsvermögen 20 ns bei einem spektralen Auflösungsvermögen von ≈ 1,112 · 10^4 erreicht. Auf dieser Grundlage wurden die Wellenlängenkennlinie einer Swept-Source VCSEL sowohl im cw- als auch im gepulsten Betrieb aufgenommen, die resultierenden Tuning-Koeffizienten bestimmt und die Eignung der Quelle für kostengünstige OCT-Anwendungen bewertet.
This work presents a comprehensive analysis of the variability and reliability of the resistive switching (RS) behavior in Prussian Blue (a mixed-valence iron(III/II) hexacyanoferrate compound) thin films, used as the active layer. These films are fabricated through a simple and scalable electrochemical process, and exhibit robust bipolar resistive switching, making them suitable both for neuromorphic computing applications and hardware cryptography. A detailed statistical evaluation was conducted over 100 consecutive switching cycles using multiple parameter extraction techniques to assess cycle-to-cycle (C2C) variability in key RS parameters, including set/reset voltages and corresponding currents. One and two-dimensional coefficients of variation (1DCV and 2DCV) were calculated to quantify variability and identify application potential. Results demonstrate moderate variability compatible with neuromorphic computing and cryptographic functionalities, including physical unclonable functions and true random number generation. These findings position Prussian Blue-based memristors as promising candidates for low-cost, stable, and multifunctional memory.
Prussian blue (PB) and its analogs (PBAs) are interesting materials for electrochemical applications due to their tunable redox chemistry and open framework structure. In this study, hexacyanoferrates (HCF) containing iron (FeHCF), cobalt (CoHCF), and nickel (NiHCF) were synthesized via potentiostatic electrodeposition. Cyclic voltammetry revealed distinct redox behaviors. Morphological characterization (SEM, EDX) demonstrated uniform, pyramidal film growth for FeHCF and CoHCF. Otherwise, NiHCF presented a cracked film with cubic clusters on top due to residual stress. Despite this, homogeneous element distribution was found for all samples. Structural characterization (TEM and XRD) confirmed a cubic lattice crystal structure for all films, with systematic lattice contraction from Fe to Co to Ni due to decreasing atomic radius. Raman and XPS data revealed a shift toward Fe2+ dominant oxidation states and modifications in C≡N bonding, with the influence of K+ and water occupancy in the PBAs framework. These findings illustrate how metal substitution and deposition parameters can tune the structural and electrochemical properties of PBA films, presenting a strategic route to design tailored electrodes.
Fiber feedback controlled, power and spectral regulated high power laser module for laser welding
(2025)
Softwareintegration eines DLIP-Bearbeitungskopfes zur automatischen Umschaltung der Strukturperiode
(2025)
Die vorliegende Bachelorarbeit hatte das Ziel, die bestehende Anlagensoftware derFirma ACSYS Lasertechnik GmbH so zu erweitern, dass Oberflächenfunktionalisierungen mit sehr kleinen regelmäßigen Strukturen einfach und prozesssicher hergestellt werden können.
Die dazu verwendete Hardware bestand aus einem Laser, einem DLIP-Modul der Firma Fusion Bionic und einem PC mit einer Steuerkarte der Firma Scanlab. Ein wesentlicher Bestandteil der Arbeit war die Implementierung einer Multithreading-Schnittstelle zur Kommunikation mit dem DLIP-Controller. Dazu wurde ein Zustandsautomat entwickelt, welcher die Initialisierung, das Verfahren und die Statusüberwachung des DLIP-Moduls sicherstellt.
Ein weiterer Aspekt war die Untersuchung von entstehenden Fehlern, wie Fokusverschiebung und Arbeitsfeldverzerrung. Dabei wurde der mathematische Zusammenhang zwischen Strukturperiode und Fokusverschiebung ermittelt.
Das Ergebnis dieser Arbeit ist eine Softwareerweiterung, welche die Ansteuerung des DLIP-Moduls sowie die weitestgehend automatische Korrektur der entstehenden optischen Fehler realisiert. Die Erweiterung wurde erfolgreich auf unterschiedlichste Fehlereinflüsse (Fehleingaben, Kommunikationsabbrüche, etc.) getestet. Die Software kann so auf einer noch zu entwickelnden neuen Anlage kundentauglich eingesetzt werden.
In dieser Masterarbeit wird ein KI-basiertes Assistenzsystem prototypisch entwickelt und evaluiert, das medizinische Freitextbefunde analysiert und geeignete OPS-Codes vorschlägt, um den administrativen Aufwand in der klinischen Dokumentation zu reduzieren. Aufgrund datenschutzrechtlicher Vorgaben und eingeschränkter Verfügbarkeit realer Patientendaten wird ein Simulationsansatz gewählt: Ein BERT-basiertes Modell (bert-base-german-cased) klassifiziert Städtebeschreibungen (Berlin, Chemnitz, Hamburg) als Surrogat für medizinische Befundtexte, um zentrale methodische Schritte wie Datenvorverarbeitung, Fine-Tuning und Evaluation zu erproben.
Der Workflow umfasst die Erfassung heterogener Textquellen (n = 661), die Maskierung expliziter Ortsangaben, eine Sliding-Window-Tokenisierung sowie das Fine-Tuning mit einer Lernrate von 2 × 10⁻⁵. Die Evaluation mittels deduplizierter 10-facher Cross-Validation erzielt eine mittlere Genauigkeit von 93,4 % (± 0,034) und weist eine hohe Robustheit gegenüber Störungen wie Tippfehlern auf. Qualitative Analysen zeigen, dass Fehlklassifikationen vor allem durch thematische Überschneidungen und stilistische Ähnlichkeiten entstehen, bestätigen jedoch die Übertragbarkeit der Methodik auf medizinische Domänen im Rahmen von Transfer Learning.
Die Arbeit adressiert technische (z. B. Token-Limit), methodische (Bias-Reduktion) und rechtliche Herausforderungen (Ethik, Datenschutz) und liefert Erkenntnisse für die Umsetzung praxisreifer Systeme wie SonoWin. Einschränkungen bestehen in der Simulationsdomäne; zukünftige Arbeiten sollten reale klinische Daten und multimodale Erweiterungen einbeziehen.
Diese Bachelorarbeit behandelt die Konzeption und prototypische Umsetzung eines Ex-portmoduls zur automatisierten Datenübertragung zwischen zwei Versionen der Konka Management Suite (KMS1 und KMS2) im System der Kamasys GmbH.
Ziel war es, manuelle Exportschritte abzulösen und eine erweiterbare, konfigurierbare Lösung zu schaffen. Grundlage bildet das Prinzip Extract, Transform, Load (ETL) in modularer Architektur. Die Steuerung erfolgt über Yet Another Markup Language (YAML),
wodurch Anpassungen ohne Codeänderung möglich sind.
Als Exportformat dient primär JavaScript Object Notation (JSON); Erweiterungen für Extensible Markup Language (XML) und Comma Separated Values (CSV) sind durch ein Strategy-Muster vorgesehen. Die technische Umsetzung basiert auf Java, Spring Boot
und dem Entwurfsmuster Chain of Responsibility.
Tests bestätigten Funktionalität, Stabilität und Kompatibilität mit dem zukünftigen Importmodul von KMS1. Die Arbeit zeigt eine praxisnahe Lösung mit Potenzial zur Weiterentwicklung.
In vielen klinischen Anwendungen sind medizinische Schläuche zentrale Elemente. Ihre Biegesteifigkeit hat einen großen Einfluss auf Sicherheit, Handhabbarkeit und Funktionalität im klinischen Alltag. Diese Arbeit hat das Ziel, die Biegesteifigkeit im Zeitverlauf zu analysieren, wobei verschiedene Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Hierfür wurden verschiedene Polymerwerkstoffe (Polyurethan und Polyamid), unterschiedliche Schlauchdimensionen sowie etablierte Sterilisationsmethoden (Ethylenoxid und Gammastrahlung) untersucht. Nach ASTM F1980-21 wurde zusätzlich eine beschleunigte Alterung durchgeführt, um die Auswirkungen von längeren Lagerzeiten zu simulieren. Die experimentellen Analysen wurden durch standardisierte Prüfverfahren zur Ermittlung der Biegesteifigkeit (Drei-Punkt- und Zwei-Punkt-Biegeversuche) sowie durch statistische Methoden (Messsystemanalyse, Varianzanalyse) durchgeführt.
Es ist zu erkennen, dass die Biegesteifigkeit entscheidend durch die Auswahl des Materials und durch geometrische Faktoren beeinflusst wird, während Sterilisation und Alterung weitere signifikante Veränderungen bewirken. Es wurde offensichtlich, dass die Auswirkungen einzelner Einflussgrößen sich überlappen und so zu komplexen Wechselwirkungen führen können. Alles in allem bieten die Ergebnisse eine solide Datengrundlage, die zur gezielten Verbesserung medizinischer Schlauchsysteme beiträgt und wichtige Hinweise für die Produktentwicklung, Qualitätssicherung und regulatorischen Zulassungsverfahren liefert.
Um eine erfolgreiche Therapie zu gewährleisten, erfolgt die Wahl der korrekten Rückstellkraft bzw. der Widerstandsmomente einer Knöchel-Fuß-Orthese, bisher hauptsächlich auf Basis subjektiver Einschätzungen und Erfahrungen des Fachpersonals. Ziel dieser Arbeit war es, diesen Prozess durch einen technischen Prüfstand objektiver und standardisierter zu gestalten.
Dazu wurde ein bereits existierender Prüfstandprototyp analysiert und weiterentwickelt. Auf der Grundlage einer systematischen Analyse, einer Funktionsübersicht und einer Anforderungsliste wurden vier neue Lösungsvarianten konzipiert. Nach deren Bewertung
wurde die bestgeeignete Lösung praktisch umgesetzt und das optimierte System, bestehend aus dem neuen Prüfstand und einer App zur Prüfungsdokumentation, eingeführt.
Der neue Prototyp zeichnet sich durch eine verbesserte Funktionalität, optimierte Benutzerfreundlichkeit und genauere Messergebnisse aus. Mit dem überarbeiteten System können die Widerstandsmomente der Orthesen quantitativ und qualitativ besser bestimmt und angepasst werden. Abschließend liefert die Arbeit Vorschläge zur weiteren Optimierung zum Beispiel bezüglich der Standardisierung und Automatisierung des Prüfvorgangs.