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Forschung an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

Forschungsdatenbank: Projekte

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Forschungsprojekte (284)

Efficient Deployment and Control of Aerial Systems for Minimizing Uncertainty in Dynamics and Evolving Environments

Ahmad Drak entwickelt ein fliegendes Robotersystem, das in der Lage ist, die sich ständig verändernde Umgebung, in der es sich bewegt, effizient zu erkunden. Das Ergebnis ist eine Fülle nützlicher Informationen, die das System lernen und maximieren soll. Damit wird erstens die Zeit verkürzt, die der Roboter für die Erforschung seiner Umgebung benötigt, und zweitens wird der Energieverbrauch des Robotersystems reduziert.

Menschen und Technik: Reproduzieren Technik-Visualisierungen in den Medien stereotype Vorstellungen von Frauen und Männern?

Technik wird in unserer Gesellschaft noch immer eher mit Männlichkeit in Verbindung gebracht. Zum Verhältnis von visueller Technikkommunikation und Geschlecht gibt es in Deutschland bislang kaum Studien. Doktorandin Juliane Orth plant daher in der ersten Phase ihrer Untersuchung eine Bestandsanalyse (Bildinhaltsanalyse) aktueller Medienbilder, die Menschen (in Aktion) mit Technik abbilden. Dazu sollen neben Tageszeitungen wie der FAZ auch Fachzeitschriften wie die Technology Review unter die Lupe genommen werden. In einem zweiten Untersuchungsschritt soll dann die Wirkung bestehender und alternativer Medienbilder mithilfe von Befragungen von Probanden evaluiert werden.

Architekturberichtserstattung in deutschen Tageszeitungen (Print und Online)

Architekturjournalismus gilt in der Wissenschaft als fachjournalistisch unerschlossenes Themenfeld. Während es zu journalistischen Genres wie Politik-, Wissenschafts- und Technikjournalismus bereits empirische Untersuchungen gibt, existieren über Architekturjournalismus wenig Erkenntnisse. Dabei spielt Architektur im gesamtgesellschaftlichen Kontext eine nicht minder wichtige Rolle als Politik und Wirtschaft. Dies wird bei Fragen der Stadtplanung und -entwicklung, neuen Wohnkonzepten und öffentlichen Bauvorhaben deutlich. Doktorandin Patrycja Muc untersucht daher inhaltsanalytisch, wie deutsche Tageszeitungsredaktionen über Architektur berichten. Zudem sollen leitfadengeführte Experteninterviews mit Architekten und Journalisten die Einschätzung der Relevanz von Architekturthemen durch beide Akteure beleuchten.

Potencial of PV-driven hybrid energy storage systems with metal hybride storage in the residential sector

Die von Deutschland angestrebte Energiewende – weg von fossilen Energieträgern, hin zu mehr Erneuerbaren Energien – erfordert mehr Speicherkapazität. Die schwankenden Energieströme, verursacht durch wechselnde Wetterbedingungen, müssen durch Energiespeichersysteme ausgeglichen werden. Dafür ist Wasserstoff ein vielversprechender Energieträger. Er kann dazu beitragen, einen saisonalen Ausgleich von Solarenergie herzustellen. Aus Wasser kann mittels Elektrolyse und Strom aus Photovoltaik (PV) und Wasserstoff hergestellt werden. Dieser kann in Metallen oder Gasdruckspeichern eingelagert werden. Bei Bedarf wird der Wasserstoff mittels einer Brennstoffzelle wieder verstromt, wobei Wärme frei wird. Für das Projekt FlexHyX entwickelt Doktorand Steffen Schedler Szenarien für die Systemintegration solcher Wasserstoffspeicher in der Region Köln. Er untersucht, wieviel Energie von PV-Dachanlagen auf Wohngebäuden zwischengespeichert werden kann und wie diese Speicher in zukünftige Strom- und Wasserstoffgasnetze eingebunden werden können. Hierfür werden verschiedene Quellen aus öffentlichen Datenbanken zusammengeführt und in Simulationsmodellen der Einfluss von Gebäudegrößen (Ein- bis Mehrfamilienhäuser) untersucht.

Research into XR Design: Prototyping and Prototypes

Die fortschreitende Technik ermöglicht es, digitale Informationen im Raum verteilt darzustellen und sogar künstliche, rein virtuelle Realitäten zu schaffen. Diese Art von Augmented und Virtual Reality- Benutzerschnittstellen stellen Designer und Nutzer:innen vom Entwurf bis hin zur Verwendung vor neue Herausforderungen, da sie sich in vielen Dingen grundlegend von herkömmlichen Anwendungen unterscheiden. Doktorandin Veronika Krauß erforscht im Rahmen ihrer Dissertation, welche Anforderungen Designer und Benutzer:innen an Gestaltungswerkzeuge und -prozesse stellen und wie der Entwurf solcher Systeme zugänglicher gemacht werden kann. Ihr besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Untersuchung von Prototypen.

Adsorbentien aus nachwachsenden Roh- bzw. Reststoffen für Anwendungen in der Abwasserbehandlung: Korrelation von Adsorptionsverhalten und chemischer Struktur

Im Zuge des nachhaltigen Umdenkens ist es enorm wichtig, chemische Ressourcen vornehmlich aus nachwachsenden Rohstoffen zu beziehen. Ein möglicher Kandidat, der auch langfristig in verschiedensten Vorstufen der chemischen Industrie eingesetzt werden kann, ist das Lignin. Dazu schaut sich Doktorand Jonas Bergrath verschiedene biogene Abfälle (u.a. Althölzer und Trester aus dem Weinanbau) an, um möglichst „grün“ Lignin zu isolieren. Da Lignin äußerst schwer und reproduzierbar zu charakterisieren ist, nutzt er eine große Bandbreite an analytischen und computerchemischen Methoden, um mögliche Struktur-Eigenschaft Korrelationen aufzuzeigen. Das übergeordnete Ziel ist es, die physikalisch-chemischen Eigenschaften (u.a. Adsorption und Verhalten in Lösemitteln) mit Strukturelementen des Lignins in Verbindung zu setzen und es als Adsorptionsmittel für organische Kleinstmoleküle (bspw. Pharmazeutika) in der Abwasseraufbereitung einzusetzen.

Post-Quantum Cryptography in Resource-Constraint Environments

Kryptografie, also Verschlüsselungstechnik, wird heute überall eingesetzt. Beim Onlinebanking genauso wie beim Öffnen des Autos mittels Fernbedienung. Eine neue Art von Computer, der Quanten-Computer, bedroht allerdings die aktuelle Generation von Verschlüsselungssystemen. Um weiterhin auf der sicheren Seite zu bleiben müssen daher neue kryptographische Verfahren erdacht, entwickelt und getestet werden. Dieser Forschungszweig nennt sich Post-Quantum Cryptography. Doktorand Ruben Gonzalez erforscht wie Post-Quantum Cryptography auf den allerkleinsten Geräten, den Constraint Embedded Devices (z.B. Feinstaubsensoren, Kreditkarten), funktionieren kann. Betreuung: Prof. Dr. Karl Jonas

Optimierung der Dimensionierung und Regelung eines hybriden Wasserstoff-Speichersystems mittels Metamodellierung

Wasserstoff ist ein vielversprechender Energieträger, der in jüngster Zeit mehr Aufmerksamkeit bekommen hat. Mittels Elektrolyse kann überschüssige erneuerbare Energie in Wasserstoff überführt, gespeichert, zu einem späteren Zeitpunkt wieder in Strom konvertiert, oder in anderen Energiesektoren verwendet werden. Auf diesem Prinzip basierende Speichersysteme können in unterschiedlichen Größenordnungen umgesetzt werden: von autarker Energieversorgung mehrerer Häuser, bis hin zur Stabilisierung von Energieversorgungsnetzwerken. Doktorand Michael Bareev-Rudy beschäftigt sich mit der Metamodellierung von hybriden Wasserstoff-Speichersystemen, um eine optimale Dimensionierung und Regelung für unterschiedliche Szenarien zu ermöglichen.

Exploring Natural Dynamics for Efficient and Robust Control of Modern Robots

Very often, objectives such as accuracy and precision of robot behaviours are not the only requirements imposed on them. For completing tasks defined in dynamic and unstructured environments/settings, it is necessary that the employed software additionally enables high degrees of efficiency and robustness in a robot, given the system’s mechanical structure and actuation capabilities. It has been shown that the advanced efficiency and robustness of humans and animals, in performing the locomotion and manipulation tasks, are enabled by a control paradigm that exploits (i.e. takes the advantage of) their natural dynamics. Those insights motivate us to consider the same control paradigm, i.e. embrace natural dynamics of the robotic systems while addressing the problem of enabling such advanced performance for our robots. Doctoral student Djordje Vukcevic works on developing reusable control methods for exploiting robot's natural dynamics in unifying, explicit, general and real-time applicable ways. Those reusable solutions will provide a strong step towards advanced and computationally efficient control algorithms and architectures, and their automatized and formal development.

ROForm - Resource Optimized Forming

Kunststoffverpackungen erfüllen in der modernen Gesellschaft für Konsumenten und Industrie wichtige Funktionen und sind im Alltag unverzichtbar: In großen Stückzahlen leicht und kostengünstig herstellbar, vereinfachen sie deutlich Handhabung bei Transport und Lagerung und verlängern die Haltbarkeit von Lebensmitteln bis zum Dreifachen.

Projektleitung an der H-BRS

Prof. Dr. Christian Dresbach Dr. Esther van Dorp

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