Categories

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Research outputs

As an application-oriented research organisation, Fraunhofer aims to conduct highly innovative and solution-oriented research - for the benefit of society and to strengthen the German and European economy.

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Projects

Fraunhofer is tackling the current challenges facing industry head on. By pooling their expertise and involving industrial partners at an early stage, the Fraunhofer Institutes involved in the projects aim to turn original scientific ideas into marketable products as quickly as possible.

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Researchers

Scientific achievement and practical relevance are not opposites - at Fraunhofer they are mutually dependent. Thanks to the close organisational links between Fraunhofer Institutes and universities, science at Fraunhofer is conducted at an internationally first-class level.

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Institutes

The Fraunhofer-Gesellschaft is the leading organisation for applied research in Europe. Institutes and research facilities work under its umbrella at various locations throughout Germany.

Recent Additions

  • Publication
    Automatische Generierung von Tabellendrillingen unter Beibehaltung originärer Metadaten
    ( 2024)
    Möller, Simon
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    Die gesamte Welt ist voll von Informationen in Form von Daten. Eine Möglichkeit diese Daten zu erfassen ist, sie in Form von Tabellen zu speichern. Diese Art der Datenspeicherung ermöglicht eine strukturierte Gruppierung von Datensätzen, welche leichter zu betrachten sind und gut weiterverarbeitet werden können. Alle Tabellen besitzen einen strukturellen Aufbau von Informationen, welche in Zeilen und Spalten gegliedert sind. Sie unterscheiden sich nicht nur inhaltlich, sondern auch in ihrer Größe, dem Kontext, ihrer Beschriftung, sowie weiterer veränderbaren Faktoren wie der Anzahl an leeren, oder numerischen Feldern. Sind die Unterschiede gering, ergibt sich ein größeres Maß an Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Tabellen. So nutzt unter anderem Google Tabellen mit ähnlichen Informationen zur Erweiterung der Suchergebnisse in ihrer Suchmaschine [3, 1]. Durch Finden eines solchen Ähnlichkeitsmaßes wird es möglich, Tabellen um Werte einer zu ihrer ähnlichen Tabelle zu erweitern (Tabellen Augmentation). Somit kann zum Beispiel eine Tabelle durch eine Wertvorhersage automatisch vervollständigt, oder gelöschte Einträge nachträglich wiederhergestellt werden. Aktuell existieren viele Verfahren zur Schätzung von Tabellenähnlichkeit, aber keine systematische Übersicht existiert. Geschweige denn eine akzeptierte "Best Practice", welches die Ähnlichkeit zwischen zwei oder mehreren Tabellen beschreibt [15]. Jedoch gibt es bereits mehrere verschiedene Ansätze wie Tabsim [6] um einen Ähnlichkeitswert zu errechnen, oder Tabbie [7] um Tabellen-Strukturen zu erkennen und Vorhersagen dazu treffen zu können. In den letzten Jahren wurde unter anderem der Einfluss von oben genannten Tabellenfeatures auf die Güte von Tabellenähnlichkeitsmaßen [12] am Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD weiter untersucht und verschiedene Modelle auf automatisch generierten Datensätzen durch Trainieren von einem Deep Learning Algorithmus auf ihre Genauigkeit evaluiert. Die Qualität der Ergebnisse dieser Evaluation hängen sehr stark von den generierten Datensätzen ab, so ist es nicht nur wichtig, dass die Datensätze korrekt sind, sondern auch, dass sie in einer ausreichenden Menge vorhanden sind. Ein pragmatischer Ansatz im maschinellen Lernen ist der, dass selbst ein schlechter Algorithmus einen sehr guten schlagen kann, wenn er genügend Daten zum Lernen bereitgestellt bekommt [4]. Dadurch gewinnt die automatische Generierung der Datensätze sehr an Relevanz, womit sich diese Arbeit genauer befasst. In der Vorgängerarbeit "Evaluation von Tabellenfeatures und ihr Einfluss auf die Güte von Tabellenähnlichkeitsmaßen" [12] wurde ein Verfahren entwickelt, um die Performance von Tabellenähnlichkeitsmodellen zu vergleichen. Dazu wurden Tabellen-Triplets (siehe Definition 3.4 über Triplets) automatisch generiert und ausgewertet, ob das zu untersuchende Modell die relativen Distanzen korrekt schätzt. Die automatische Generation von Triplets wurde durch wiederholte Anwendung verschiedener Manipulationsoperatoren realisiert. Im Zuge der Arbeit wurden bereits Operationen zur Permutation von Reihen und Spalten sowie dem Löschen von Reihen, Spalten und Zellen. Das Löschen von Zeilen oder Spalten verändert jedoch die Metadaten einer Tabelle, wodurch das Modell sich auf diese Änderung und weniger auf die weiteren unabhängigen Variablen der Tabellen beziehen kann und dadurch bestimmte Modelle besser bewertet werden als andere.
  • Publication
    Particle-Specific Deflection Windows for Optical Sorting by Uncertainty Quantification
    ( 2024)
    Reith-Braun, Marcel
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    Liang, Kevin
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    Pfaff, Florian
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    Bauer, Albert
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    Kruggel-Emden, Harald
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    Hanebeck, Uwe D.
    In current state of the art sensor-based sorting systems, the length of the deflection windows, i.e., the period of nozzle activation and the number of nozzles to be activated, is commonly determined solely by the size of the particles. However, this comes at the cost of the sorting process not accounting for model discrepancies between actual and presumed particle motion, as well as for situations where the available information does not allow for precise determination of nozzle activations. To achieve a desired sorting accuracy, in practice, one is therefore usually forced to enlarge the deflection window to a certain degree, which increases the number of falsely co-deflected particles and compressed air consumption. In this paper, we propose incorporating the uncertainty of the prediction of particle motion of each individual particle into the determination of the deflection windows. The method is based on the predictive tracking approach for optical sorting, which tracks the particles while they move toward the nozzle array based on images of an area-scan camera. Given the extracted motion information from the tracking, we propose an approximation for the distribution of arrival time and location of the particle at the nozzle array assuming nearly constant-velocity or nearly constantacceleration particle motion behavior. By evaluating the quantile function of both distributions, we obtain a confidence interval for the arrival time and location based on prediction uncertainty, which we then combine with the particle size to form the final deflection window. We apply our method to a real sorting task using a pilot-scale chute sorter. Our results obtained from extensive sorting trials show that sorting accuracies can be remarkably improved compared with state-of-the-art industrial sorters and enhanced even further compared with predictive tracking while having the potential to reduce compressed air consumption.
  • Mainwork
    SBSC 2024, 10th Sensor-Based Sorting & Control
    (Shaker Verlag, 2024)
    Greiff, Kathrin

Most viewed

  • Publication
    Directing nitrogen-doped carbon support chemistry for improved aqueous phase hydrogenation catalysis
    ( 2020) ;
    Rustam, Lina
    ;
    Thomann, Ralf
    ;
    Melke, Julia
    ;
    Fischer, Anna
    ;
    White, Robin J.
    Selective hydrogenations in the aqueous phase are an important transformation in the context of developing biorefinery concepts. In this report the application and optimisation of nitrogen-doped carbon (NDC) supported Pd nanoparticles as hydrogenation catalysts is discussed in the context of directing support (e.g. N) chemistry for improved catalytic performance in the aqueous phase. As a demonstrative example, the aqueous phase hydrogenation of phenol to cyclohexanone (e.g. a platform for polyamide production) is utilised. Catalyst supports were prepared based on an initial hydrothermal synthesis to yield NDC xerogels (from biomass precursors), the chemistry of which (e.g. functionality) was directed using a secondary thermal carbonisation (Tc) step at different temperatures (i.e. 350, 550, 750, 900 and 1000 °C). After Pd introduction, it was found that size, dispersion and electronic structure of the formed nanoparticles is affected by the surface chemistry of the NDC. This consequently led to higher turn-over frequency (TOF) and stability of the prepared catalysts compared to a ""nitrogen-free"" carbon supported Pd and a commercial, carbon supported Pd (Pd/AC) catalyst. Pd/NDC 900 (featuring predominantly quaternary and pyridinic N) catalysed the complete conversion of phenol at 99% selectivity to cyclohexanone, with excellent stability over 11 recycles and no discernible catalyst sintering or leaching (in contrast to the commercial catalyst). High catalytic stability, activity and selectivity make the Pd/NDC 900 catalyst highly applicable for aqueous phase hydrogenation reactions, whilst the general principle opens scope for support tailoring for application (e.g. biorefinery hydrogenations) and the development of structure/activity relationships.
  • Publication
    Laser pulse energy conversion on sequence-specifically bound metal nanoparticles and its application for DNA manipulation
    ( 2005)
    Garwe, F.
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    Czaki, A.
    ;
    Maubach, G.
    ;
    Steinbrück, A.
    ;
    Weise, A.
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    König, K.
  • Publication
    Measurement of Local Recombination Activity in High Diffusion Length Semiconductors
    We present a conceptual approach for the localisation and characterisation of local sites of recombination in high diffusion length semiconductors under photovoltaic field conditions. While established imaging techniques operate in this very regime of uniform "1 sun" illumination, inevitable lateral diffusion of charge carriers veils the origin and severity of localised recombination sites. To reduce this limitation due to lateral diffusion the natural choice is using focussed charge carrier excitation and detection in combination with scanning the specimen. The resulting photoluminescence intensity maps are of high spatial resolution and may be composed of a superposition of a multitude of recombination active defects influencing each other due to the high bulk diffusion length. We demonstrate the feasibility of a self-consistent calibration of the setup quantum efficiency in such experimental condition which delivers a charge carrier density map in absolute units. A solution is presented to disentangle the superposition of local sites of recombination to isolate the actual recombination activity of every site. We demonstrate the feasibility of the approach experimentally on the high diffusion length semiconductor silicon.