Funktionales Konstruieren – Rapid Technologien für Architektur und Baukonstruktion

Nicht nur in der Medizintechnik, in der Luftfahrt und in der Automobilindustrie werden die generativen Verfahren zunehmend mehr als wichtige Produktionsverfahren angesehen. Auch die (Bau-) Industrie nimmt mehr und mehr die Möglichkeiten und Chancen wahr, welche diese Verfahren für andersartige Konstruktionen und Details eröffnen. Die Ergründung von Veränderungen und Auswirkungen dieser neuen Technologien auf den Entwurf und auf die Umsetzung von Architektur und Baukonstruktion ist Schwerpunkt der Forschungstätigkeiten von Dipl.-Ing. Holger Strauß an den Hochschulstandorten TU Delft, Niederlande und an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Detmold. Das erste, umfangreiche Forschungsprojekt zu diesem Thema - „Influence of Additive Processes on the development of facade constructions“ - wurde 2008 in Kooperation mit der international agierenden Firma Kawneer-Alcoa im Forschungsschwerpunkt „ConstructionLab“ an der Detmolder Schule für Architektur und Innenarchitektur etabliert. Der Fokus der Bestrebungen liegt zunächst auf der Ergründung von Möglichkeiten für die generative Herstellung von Bauteilen als Ergänzung der Standardprodukte in Systemfassaden. Die Verwendung der Additiven Verfahren und Hightech CAD-CAM Anwendungen bedingt eine neue Art des Konstruierens. Nämlich nicht mehr das fertigungsgerechte, sondern das funktionsgerechte – das „Funktionale Konstruieren“. Neben der Bereicherung der Forschung und Lehre an den Hochschulen durch eine praxisnahe und zielorientierte Aufgabenstellung, fließen alle Ergebnisse in die Promotion von Holger Strauß an der Technischen Universität in Delft am Lehrstuhl Design of Construction bei Prof. Dr.-Ing. Ulrich Knaack ein.

Ansätze zur Verbesserung von Qualität und Wirtschaftlichkeit bei generativen Verfahren durch Optimierung des Pre-Processes

Mittels generativer Fertigung ist es heute möglich die, Entwicklungszeit und Ferti-gungsdauer von Prototypen, Produkten und Werkzeugen zu verkürzen. Neben dieser Zeitersparnis sind die im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren unwe-sentlichen Geometriebeschränkungen für den Anwender von besonderem Interesse. Dieses Alleinstellungsmerkmal der generativen Fertigung macht es möglich auch komplexe Geometrie wirtschaftlich herzustellen. Voraussetzung für eine wirtschaftli-che und fehlerminimierte Fertigung ist hierbei eine möglichst optimale Prozessvorbe-reitung (Pre-Processing). Dabei sind insbesondere die Schritte der Bauteilorientie-rung, der Stützkonstruktionserzeugung, der Schichtzerlegung sowie der Bauraum-ausnutzung von Interesse. Auch wenn diese Punkte wesentlich zur Qualität und Wirtschaftlichkeit beitragen, sind die Erkenntnisse für den unerfahrenen Anwender nur unzureichend dokumentiert, wodurch eine möglichst effiziente Fertigung zu-nächst ausgeschlossen werden kann. Anhand unterschiedlicher Beispiele sollen dem Anwender hier die Möglichkeiten zur Optimierung dieser Pre-Processing Schritte er-läutert werden. In diesem Rahmen werden die aktuellen Forschungsergebnisse des Lehrstuhls Rechnereinsatz in der Konstruktion, Institut für Produkt Engineering der Universität Duisburg-Essen in Bezug auf die Optimierung der Bauteilorientierung, der variablen Schichtzerlegung und der Optimierung der Bauraumausnutzung vorgestellt.

Modellgestützte und hierarchische Prozesskettenbetrachtung für die additive Fertigung

Additive Fertigungsverfahren eignen sich für die wirtschaftliche Herstellung von Bauteilen im Bereich kleiner bis mittlerer Stückzahlen, da keine Formen oder Spezialwerkzeuge notwendig sind. Die erzielbaren Eigenschaften sind oftmals bereits ausreichend, um einen Einsatz auch in Serienanwendungen zu ermöglichen. Verbunden mit den Vorteilen der Technologie bezüglich einer hohen Flexibilität, sowohl während der Konstruktion als auch der Fertigung, können sich durch eine konsequente Nutzung finanzielle Einsparmöglichkeiten entlang des gesamten Produktlebenszyklus ergeben. Bezüglich der Wirtschaftlichkeit der Verfahren herrscht oftmals noch Unklarheit, da geeignete Methoden fehlen, um diese zu bewerten. Bestehende Methoden und Werkzeuge zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit konventioneller Fertigungsverfahren sind dabei für die additive Fertigung nicht direkt nutzbar. In dem Artikel wird eine Methode zur modellgestützten Abbildung einer gesamten additiven Fertigungskette vorgestellt, welche auch die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Prozesskettengliedern berücksichtigen soll. Eine konkrete Aussage bezüglich der Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung soll somit ermöglicht werden.

Auslegung, Konstruktion und Fertigung von strömungsmechanischen Funktionsprototypen mittels Rapid Manufacturing

Bei der Fertigung von Funktionsbauteilen für Strömungsversuche spielt das Design und die Komplexität der Bauteilgeometrie eine wesentliche Rolle. Ziel der interdisziplinären Zusammenarbeit der Lehrstühle Strömungsmaschinen, Rechnereinsatz in der Konstruktion und Fertigungstechnik mit dem Rapid Technology Center (RTC) an der Universität Duisburg-Essen ist es, das Potenzial der additiven Fertigungsverfahren bei der Herstellung von Funktionsprototypen für strömungsmechanische Anwendungen effektiv zu nutzen. An verschiedenen, auf dieser Kooperation beruhenden, Best Practise Beispielen wird gezeigt wie das Laser-Sintern in die Prozesskette zur Herstellung von Laufrädern u. Ä. in unterschiedlichen Größenordnungen integriert werden kann. In diesem Zusammenhang werden auch die Vorüberlegungen (z. B. durch Simulation), Wechselwirkungen und Folgeprozesse, die mit dieser Fertigungstechnologie verbunden sind, aufgezeigt.

Auslegung, Konstruktion und Fertigung von strömungsmechanischen Funktionsprototypen mittels Rapid Manufacturing

Bei der Fertigung von Funktionsbauteilen für Strömungsversuche spielt das Design und die Komplexität der Bauteilgeometrie eine wesentliche Rolle. Ziel der interdisziplinären Zusammenarbeit der Lehrstühle Strömungsmaschinen, Rechnereinsatz in der Konstruktion und Fertigungstechnik mit dem Rapid Technology Center (RTC) an der Universität Duisburg-Essen ist es, das Potenzial der additiven Fertigungsverfahren bei der Herstellung von Funktionsprototypen für strömungsmechanische Anwendungen effektiv zu nutzen. An verschiedenen, auf dieser Kooperation beruhenden, Best Practise Beispielen wird gezeigt wie das Laser-Sintern in die Prozesskette zur Herstellung von Laufrädern u. Ä. in unterschiedlichen Größenordnungen integriert werden kann. In diesem Zusammenhang werden auch die Vorüberlegungen (z. B. durch Simulation), Wechselwirkungen und Folgeprozesse, die mit dieser Fertigungstechnologie verbunden sind, aufgezeigt.

Vergleich von additiv und herkömmlich gefertigten Strukturen für ein neuartiges Regalfahrzeug

Der Einsatz additiver Fertigungsverfahren ist in den vergangenen Jahren stark angestiegen. Technische Weiterentwicklungen der Maschinen machen den Einsatz dieser Fertigungsverfahren für Industrieanwen-dungen immer attraktiver. In einer Untersuchung am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML wurden die Einsatzmöglichkeiten additiver Fertigungsverfahren im Bereich autonomer Regalfahrzeuge analysiert. Die Adaption eines neuartigen Förderfahrzeuges für den Einsatz in Regalanlagen steht hierbei im Fokus der Untersuchung. Diese Analyse stellt die Besonderheiten der additiven Fertigung heraus und vergleicht den Herstellungsprozess mit herkömmlichen Verfahren.

Changes in German sport participation

Sport has become a highly differentiated social phenomenon in recent years. Changes in society, such as individualization, the growing significance of the health and body culture, and changing values, are considered to be generative mechanisms for increasing social importance and the differentiation of modern sport. Although discussions in sport sociology attribute the changes observed in recent decades of sport participation to a socially determined differentiation of sport, this premise has hardly ever been empirically tested. The present study examines to what extent the postulated developments in sport can be observed on the micro level of those engaging in sport, by examining sport behaviour from a contemporary historical perspective. Based on a life-course approach to research, a total of 1739 over 50-year-olds in Germany were asked about their sport participation as part of a retrospective longitudinal study. Results show that the increasing differentiation of sport can be documented by more diversified forms of individual sport careers. During a 30-year observation period the popularity of competitive sport decreased and the variety of ways in which sport was organized increased. A differentiated analysis based on examining three birth cohorts showed that the reported change in sport participation can be attributed to age, cohort and period effects. In addition, the present study examines how specific events in contemporary history are reflected in individual sporting careers. Sport careers in Chemnitz (Eastern Germany) and Braunschweig (Western Germany) differed before German reunification, but these differences have evened out after the political changes and the process of transformation.

A Hybrid Model for Multimodal Brain Tumor Segmentation

We present a fully automatic segmentation method for multi-modal brain tumor segmentation. The proposed generative-discriminative hybrid model generates initial tissue probabilities, which are used subsequently for enhancing the classi�cation and spatial regularization. The model has been evaluated on the BRATS2013 training set, which includes multimodal MRI images from patients with high- and low-grade gliomas. Our method is capable of segmenting the image into healthy (GM, WM, CSF) and pathological tissue (necrotic, enhancing and non-enhancing tumor, edema). We achieved state-of-the-art performance (Dice mean values of 0.69 and 0.8 for tumor subcompartments and complete tumor respectively) within a reasonable timeframe (4 to 15 minutes).

Microsurgical and laser ablation analysis of leaf positioning and dorsoventral patterning in tomato

Leaves are arranged according to regular patterns, a phenomenon referred to as phyllotaxis. Important determinants of phyllotaxis are the divergence angle between successive leaves, and the size of the leaves relative to the shoot axis. Young leaf primordia are thought to provide positional information to the meristem, thereby influencing the positioning of new primordia and hence the divergence angle. On the contrary, the meristem signals to the primordia to establish their dorsoventral polarity, which is a prerequisite for the formation of a leaf blade. These concepts originate from classical microsurgical studies carried out between the 1920s and the 1970s. Even though these techniques have been abandoned in favor of genetic analysis, the resulting insights remain a cornerstone of plant developmental biology. Here, we employ new microsurgical techniques to reassess and extend the classical studies on phyllotaxis and leaf polarity. Previous experiments have indicated that the isolation of an incipient primordium by a tangential incision caused a change of divergence angle between the two subsequent primordia, indicating that pre-existing primordia influence further phyllotaxis. Here.. we repeat these experiments and compare them with the results of laser ablation of incipient primordia. Furthermore. we explore to what extent the different pre-existing primordia influence the size and position of new organs. and hence phyllotaxis. We propose that the two youngest primordia (P-1 and P-2) are sufficient for the approximate positioning of the incipient primordium (I-1), and therefore for the perpetuation of the generative spiral, whereas the direct contact neighbours of I-1 (P-2 and P-3) control its delimitation and hence its exact size and position. Finally. we report L I specific cell ablation experiments suggesting that the meristem L-1 layer is essential for the dorsoventral patterning of leaf primordia.

Plant architecture

Plant architecture is species specific, indicating that it is under strict genetic control. Although it is also influenced by environmental conditions such as light, temperature, humidity and nutrient status, here we wish to focus only on the endogenous regulatory principles that control plant architecture. We summarise recent progress in the understanding of the basic patterning mechanisms involved in the regulation of leaf arrangement, the genetic regulation of meristem determinacy, i.e. the decision to stop or continue growth, and the control of branching during vegetative and generative development. Finally, we discuss the basis of leaf architecture and the role of cell division and cell growth in morphogenesis.

The Neuroscience of Visual Hallucinations

Each year, some two million people in the United Kingdom experience visual hallucinations. Infrequent, fleeting visual hallucinations, often around sleep, are a usual feature of life. In contrast, consistent, frequent, persistent hallucinations during waking are strongly associated with clinical disorders; in particular delirium, eye disease, psychosis, and dementia. Research interest in these disorders has driven a rapid expansion in investigatory techniques, new evidence, and explanatory models. In parallel, a move to generative models of normal visual function has resolved the theoretical tension between veridical and hallucinatory perceptions. From initial fragmented areas of investigation, the field has become increasingly coherent over the last decade. Controversies and gaps remain, but for the first time the shapes of possible unifying models are becoming clear, along with the techniques for testing these. This book provides a comprehensive survey of the neuroscience of visual hallucinations and the clinical techniques for testing these. It brings together the very latest evidence from cognitive neuropsychology, neuroimaging, neuropathology, and neuropharmacology, placing this within current models of visual perception. Leading researchers from a range of clinical and basic science areas describe visual hallucinations in their historical and scientific context, combining introductory information with up-to-date discoveries. They discuss results from the main investigatory techniques applied in a range of clinical disorders. The final section outlines future research directions investigating the potential for new understandings of veridical and hallucinatory perceptions, and for treatments of problematic hallucinations. Fully comprehensive, this is an essential reference for clinicians in the fields of the psychology and psychiatry of hallucinations, as well as for researchers in departments, research institutes and libraries. It has strong foundations in neuroscience, cognitive science, optometry, psychiatry, psychology, clinical medicine, and philosophy. With its lucid explanation and many illustrations, it is a clear resource for educators and advanced undergraduate and graduate students.

The nature of syntactic impairment in autism

This paper presents a first exploration of the syntactic abilities of autistic children using the framework of truncation theory (Rizzi 1993-4, 2000). It is the first step of an ongoing research project aiming to (a) provide a complete map of syntax in autism, for such work has never been attempted from a sound linguistic perspective (b) develop a targeted remediation program to enhance syntactic abilities of autistic children. Recently, a growing body of work has emphasized the existence of a causal relation between the acquisition of complex syntax (embedding) and the development of a theory of mind (in normally-developing, deaf and autistic children). Early identification and remediation of syntactic deficits is therefore crucial not only to enhance cognitive abilites related to theory of mind, but also because of the critical period hypothesis for language acquisition.

Fases en la derivación e interpretación semántico pragmática

En trabajos anteriores (Romero, 2008a y b, Alabart Lago, L., P. Díaz y G. Herrera, 2012, Alabart Lago, L. y Herrera, G., 2013) se intentó mostrar que el mecanismo interpretativo que propone la TR podría resultar adecuado como uno de los sistemas externos (también interpretativos) postulados por la GG, más precisamente, el sistema llamado CI. La relación que intentamos establecer tendrá en cuenta lo siguiente como marco teórico: a) En TR se afirma que la interpretación de un enunciado se deriva de las estructuras sintácticas, y esta derivación se realiza "en paralelo" con la derivación de estructuras llevada a cabo por las operaciones del componente sintáctico. b) En las últimas propuestas de la GG, extensiones y revisiones del PM propuesto en Chomsky (1995) no solo se dejan de lado los niveles de representación internos SP y ES sino también se considera prescindible la interfaz FL (Chomsky, 2005). Las estructuras generadas se transfieren a los sistemas externos en cuanto rasgos formales de las Categorías Funcionales son valorados. Mantendremos la noción de que el sistema computacional es relativamente irrestricto y que sus operaciones son condicionadas solo por Atracción y las llamadas "condiciones de legibilidad" impuestas por los sistemas externos, fundamentalmente el Principio de Interpretación Completa (PIC). c) Tendremos en cuenta la propuesta de Leonetti y Escandell Vidal (2004), que sostiene que las CCFF de la GG pueden considerarse equivalentes a las Categoría Procedimentales propuestas por la TR. En este sentido consideraremos válida la afirmación de Chomsky (1998) acerca de que las CCFF centrales (C, T, v y D) tienen propiedades semánticas. d) Otro factor que tendremos en cuenta es la noción de fase en la derivación, considerándola correcta en los términos expuestos en Chomsky (2001 y 2005) y Gallego (2007 y 2009), con ciertas modificaciones. Nuestra hipótesis puede resumirse en lo siguiente: Las operaciones de extracción de inferencias propuestas por TR se aplican durante la derivación sintáctica independientemente de que se haya transferido o no una fase. Es más, esperamos poder demostrar que algunos mecanismos inferenciales imponen ciertas condiciones que afectan a la valoración de los rasgos de las CCFF. Pretendemos también intentar mostrar que además de los núcleos de fase reconocidos, C y v, debe considerarse fase a SD, porque contiene rasgos específicos de cuyo cotejo y valoración se desprende el valor que recibirán otros rasgos en el curso de la derivación. Con estos fundamentos esperamos poder elaborar una descripción de cómo interactúan ambos sistemas en la derivación de una oración y la asignación (casi simultánea) de significado

Hacia un principio de complementariedad en lingüística : Análisis del status epistemológico de la teoría generativa y de la teoría sistémico-funcional a partir de la dualidad 'facultad de la mente'-'producto de la cultura'

La teoría generativa y la teoría sistémico-funcional pueden concebirse como teorías científicas: Han confirmado hipótesis, proveen explicaciones y, a partir de estas últimas, efectúan predicciones. Sin embargo, ambas teorías manejan supuestos incompatibles sobre el mismo objeto: el lenguaje. Después de analizar el problema de las confirmaciones y las explicaciones en lingüística, se intentará demostrar que esa incompatibilidad puede resolverse mediante un "principio de complementariedad": El lenguaje es, al mismo tiempo, una "facultad de la mente" y un "producto de la cultura", aunque los dos aspectos (el "mental" y el "cultural") no puedan captarse en el ámbito de una sola teoría.