Universität Stuttgart

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    Upright posture control in changing gravity conditions
    (2021) Smirnov, Evgenii
    In order to be able to withstand and to take advantage of external forces and to be able to direct motor actions, living organisms developed ability to sense environmental impacts. For instance, proprioceptors and cutaneous receptors allow vertebrates to take into account, above all, gravitational influences. These receptors participate in planning and correcting posture, locomotion and other movements. In this thesis mechanisms of equilibrium control in changing gravity conditions were studied by means of literature analysis and analysis of data obtained in parabolic flight. This analysis revealed that standing balance in overloading is likely controlled in a manner resembling a single-link inverted pendulum. Such behavior could be beneficial to take advantage of passive body structures and to more actively involve foot receptors in balance regulation in challenging conditions. This adaptation also resembles typical postural responses in balance perturbation tasks. The latter were then studied in more detail. Further literature overview supported the suggestion that plantar foot receptors play an essential role in dynamic stability of upright posture. The obtained conclusions allowed to formulate possible mechanisms of sway and balance control and make suggestions on possible implementation of these mechanisms into the neuromusculoskeletal human model proposed by Walter, Gunther, Haeufle, and Schmitt (2021) in order to make equilibrium control of this model robuster.
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    Modellierung der Partikelcharakteristika von Mikroplastik im Boden
    (2021) Reinhardt, Isabel
    Mikroplastik (Plastikpartikel < 5 mm) als Schadstoff erlangte vor allem Bekanntheit durch seinen Einfluss auf aquatische Ökosysteme wie das Meer. Der Einfluss dieser Partikel auf den Boden ist allerdings bislang weniger erforscht. So ist die Risikobewertung für das im Boden befindliche Mikroplastik nach heutigem Kenntnistand nur begrenzt möglich. Es fehlen hier zusammenfassende Informationen zu Partikelcharakteristika wie Größe und Form, um die Gefahr von Mikroplastik auf das wertvolle Ökosystem abzuschätzen. Ziel dieser Arbeit war es deshalb eine Datengrundlage zu schaffen, die diese Eigenschaften der Mikroplastikpartikel beschreibt und mit dieser eine kontinuierliche allgemeine Modellierung zu erstellen, mit der die Risikoabschätzung besser möglich sein soll. Hierfür wurden vorhandene Modellansätze von aquatischen Ökosystemen auf terrestrische übertragen. Anhand der Modellierung wurde deutlich, dass die Partikelgrößenverteilung von Mikroplastik im Boden deutliche Unterschiede zu jener in aquatischen Lebensräumen aufweist. Sie unterschieden sich sowohl durch den Zusammenhang von Partikelhäufigkeit und Partikelgröße als auch durch die vorhandene Datengrundlage. Am häufigsten waren im Boden Fasern zu finden, gefolgt von irregulären Partikeln, Folien, Pellets und Schaumstoffen. Die zu aquatischen Ökosystemen sehr ähnliche Formverteilung wies einen erhöhten Anteil an Folien auf, was auf die Verwendung von Mulchfolien in der Landwirtschaft zurückgeführt werden konnte. Um die Modellierung der Partikelcharakteristika weiter zu verbessern, bedarf es zudem vermehrter Forschung im Bereich Mikroplastik im Boden.
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