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**PREPRINT ONLY**This is a preliminary report that has not been peer-reviewed. It should not be regarded as conclusive, guide clinical practice/health-related behavior, or be reported in news media as established information.Abstract: Human mesenchymal stem cells (hMSCs) are widely represented in ongoing regenerative medicine clinical trials due to their ease of autologous implantation. In bone regeneration, crosstalk between macrophages and hMSCs is critical with macrophages playing a key role in the recruitment and differentiation of hMSCs. However, engineered biomaterials able to both direct hMSC fate and modulate macrophage phenotype have not yet been identified. A novel combinatorial chemistry-microtopography screening platform, the ChemoTopoChip, is used to identify materials suitable for bone regeneration by screening with human immortalized mesenchymal stem cells (hiMSCs) and human macrophages. The osteoinduction achieved in hiMSCs cultured on the “hit” materials in basal media is comparable to that seen when cells are cultured in osteogenic media, illustrating that these materials offer a materials-induced alternative in bone-regenerative applications. These also exhibit immunomodulatory effects, concurrently polarizing macrophages towards a pro-healing phenotype. Control of cell response is achieved when both chemistry and topography are recruited to instruct the required cell phenotype, combining synergistically. The large library of materials reveals that the relative roles of microtopography and material chemistry are similar, and machine learning identifies key material and topographical features for cell-instruction.

© 2020 The Authors. Published by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim Macrophages play a central role in orchestrating immune responses to foreign materials, which are often responsible for the failure of implanted medical devices. Material topography is known to influence macrophage attachment and phenotype, providing opportunities for the rational design of “immune-instructive” topographies to modulate macrophage function and thus foreign body responses to biomaterials. However, no generalizable understanding of the inter-relationship between topography and cell response exists. A high throughput screening approach is therefore utilized to investigate the relationship between topography and human monocyte–derived macrophage attachment and phenotype, using a diverse library of 2176 micropatterns generated by an algorithm. This reveals that micropillars 5–10 µm in diameter play a dominant role in driving macrophage attachment compared to the many other topographies screened, an observation that aligns with studies of the interaction of macrophages with particles. Combining the pillar size with the micropillar density is found to be key in modulation of cell phenotype from pro to anti-inflammatory states. Machine learning is used to successfully build a model that correlates cell attachment and phenotype with a selection of descriptors, illustrating that materials can potentially be designed to modulate inflammatory responses for future applications in the fight against foreign body rejection of medical devices.

To help researchers conduct a systematic review or meta-analysis as efficiently and transparently as possible, we designed a tool to accelerate the step of screening titles and abstracts. For many tasks—including but not limited to systematic reviews and meta-analyses—the scientific literature needs to be checked systematically. Scholars and practitioners currently screen thousands of studies by hand to determine which studies to include in their review or meta-analysis. This is error prone and inefficient because of extremely imbalanced data: only a fraction of the screened studies is relevant. The future of systematic reviewing will be an interaction with machine learning algorithms to deal with the enormous increase of available text. We therefore developed an open source machine learning-aided pipeline applying active learning: ASReview. We demonstrate by means of simulation studies that active learning can yield far more efficient reviewing than manual reviewing while providing high quality. Furthermore, we describe the options of the free and open source research software and present the results from user experience tests. We invite the community to contribute to open source projects such as our own that provide measurable and reproducible improvements over current practice. It is a challenging task for any research field to screen the literature and determine what needs to be included in a systematic review in a transparent way. A new open source machine learning framework called ASReview, which employs active learning and offers a range of machine learning models, can check the literature efficiently and systemically.

We develop a new theory of perfect fluids with translation and rotation symmetry, which is also applicable in the absence of any type of boost symmetry. It involves introducing a new fluid variable, the kinetic mass density, which is needed to define the most general energy-momentum tensor for perfect fluids. Our theory leads to corrections to the Euler equations for perfect fluids that might be observable in hydrodynamic fluid experiments. We also derive new expressions for the speed of sound in perfect fluids. Our theory reduces to the known perfect fluid models when boost symmetry is present. It can also be adapted to (non-relativistic) scale invariant fluids with critical exponent $z$. We show that perfect fluids cannot have Schr\"odinger symmetry unless $z=2$. For generic values of $z$ there can be fluids with Lifshitz symmetry, and as a concrete example, we work out in detail the thermodynamics and fluid description of an ideal gas of Lifshitz particles and compute the speed of sound for the classical and quantum Lifshitz gasses., Comment: 38 pages, 2 figures, v3: editorial and textual improvements, reference added

Relativistic fluids are Lorentz invariant, and a non-relativistic limit of such fluids leads to the well-known Navier-Stokes equation. However, for fluids moving with respect to a reference system, or in critical systems with generic dynamical exponent z, the assumption of Lorentz invariance (or its non-relativistic version) does not hold. We are thus led to consider the most general fluid assuming only homogeneity and isotropy and study its hydrodynamics and transport behaviour. Remarkably, such systems have not been treated in full generality in the literature so far. Here we study these equations at the linearized level. We find new expressions for the speed of sound, corrections to the Navier-Stokes equation and determine all dissipative and non-dissipative first order transport coefficients. Dispersion relations for the sound, shear and diffusion modes are determined to second order in momenta. In the presence of a scaling symmetry with dynamical exponent z, we show that the sound attenuation constant depends on both shear viscosity and thermal conductivity., Comment: 19 pages; v2 minor additions

Das Licht- und Strahlungslabor des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP wurde um eine »Ulbricht-Kugel« als neuartiges multifunktionales Messsystem erweitert. Anwendungsbereiche sind BL die Messung der Reflexions- und Transmissionseigenschaften von Fassadenbauteilen und urbanen Oberflächen, BL die Bestimmung von Lichtströmen, Lichtausbeuten und Betriebswirkungsgraden an Lampen und Leuchten. Gegenüber vielen Vergleichsanlagen gestattet diese Einrichtung die Ermittlung der Winkelabhängigkeit von Materialeigenschaften, wie Transmissionswerte (tvis, te) und des auf te basierenden g-Wertes. Erforderlich ist eine derartige Vorgehensweise, da bei der heute üblichen, nur für senkrechten Strahlungseinfall erfolgenden Betrachtung des g-Wertes erhebliche Fehler hinsichtlich der Bewertung passiver Solargewinne durch Raffstores, textile Behänge und Lichtlenkgläser gemacht werden.

Die Vornormenreihe DIN V 18599 wurde neu gefasst. Seit September sind die Teile 1 bis 11 verfügbar und sollen auch Eingang ins Gebäude-Energiegesetz finden. Teil 12 folgt später. Im ersten Teil der Reihe stellen die jeweiligen Koordinatoren der beteiligten Ad-hoc-Arbeitsgruppen Inhalte und Schwerpunkte von Änderungen der Teile 1 bis 4 dar.

Diese Informationsschrift enthält praktische Informationen über die energetische Sanierung von Beleuchtungssystemen. Aus ganzheitlicher Sicht werden Anlagen der künstlichen Beleuchtung, Fassaden und Kontrollsysteme behandelt. In sechs Fallstudien wird das durch die energetische Sanierung erschließbare Einsparpotenzial aufgezeigt.

Eine am Institut bereits bestehende Versuchseinrichtung »Photogoniometer« ermöglichte es, die lichttechnische Transmission von Fassadenkomponenten und Systemen schnell und richtungsaufgelöst zu vermessen. Typische Messobjekte sind z. B. Funktionsgläser (wie bedruckte Gläser, Gläser zur Lichtlenkung), Jalousien, textiler Sonnenschutz, Glas-Sonnenschutzverbünde, Systeme für Dachoberlichter. Um umfassender, effizienter und kostengünstiger messen zu können, wurde dieses »IBP-Photogoniometer« wesentlich erweitert, wie hier beschrieben.

Das Ziel eines Projektes der Internationalen Forschungskooperation (IEA SHC Task 50: "Advanced Lighting Solutions for Retrofitting Buildings") war es, die Sanierung von Beleuchtungsanlagen (Tageslichttechnik, elektrische Beleuchtung und Lichtmanagement) im Nichtwohnbau mit Hilfe innovativer aber praxisnaher Ansätze, die auf eine Vielzahl typischer bestehender Gebäude angewendet werden können, zu unterstützen. An dem Projekt waren insgesamt 18 Partnereinrichtungen aus 11 Ländern beteiligt. Im Artikel wird der im Zuge dieses Forschungsprojekts entwickelte ""Lighting Retrofit Adviser"" (LRA) vorgestellt. Der "Lighting Retrofit Adviser" ist als Webversion und App (Android, ios, Windows Phone) verfügbar. Er unterstützt Behörden, Investoren, Planer und Berater bei der Entwicklung von lichttechnischen Sanierungskonzepten.

Im Bereich von Fassaden und Dachoberlichtern herrschte bezüglich deren tageslichttechnischen Auswirkungen auf das Gebäude lange Zeit Planungsunsicherheit. Es fehlten Systemdaten und geeignete Planungs- und Beratungssoftware. Dies führte zu planerischen Fehlentscheidungen und Potentiale der Fassadentechnik wurden nicht im möglichen Umfang genutzt. Basierend auf den Ergebnissen eines Verbund-Forschungsvorhabens wird nun Planern die Möglichkeit gegeben werden, die Tageslichtnutzung über lichtdurchlässige Fassadensysteme physikalisch richtig und einfach anwendbar mit Hilfe der Software DIALux evo zu planen. Eine entsprechende Datenschnittstelle ermöglicht die Berechnung auch für andere Programme. Fassadensysteme und Dachoberlichter werden in einem weiterentwickelten Goniophotometer lichttechnisch vermessen. Auf den Messdaten arbeitende Algorithmen ermöglichen eine Berechnung des Tageslichts in Menge und Richtung im Innenraum in Abhängigkeit der Außenbeleuchtung. Die Messdaten bilden auch die Grundlage für die Erstellung von elektronischen Produktkatalogen, in denen Hersteller Ihre Fassadensysteme oder Dachoberlichter mit den relevanten technischen und marketingbezogenen Informationen für den Planer hinterlegen können (vgl. Leuchtenbranche). Die Lichtplanungssoftware DIALux evo ermöglicht damit die richtige Berechnung des verfügbaren Tageslichts. Unterschiedliche Systemausführungen können direkt miteinander verglichen und optimiert werden. Basierend auf den Ergebnissen der Tageslichtplanung kann eine ergänzende Kunstlichtplanung durchgeführt werden, die energetisch optimal auf die vorhandene Architektur abgestimmt ist.

Teil 4 der Normenreihe DIN V 18599 ermöglicht die Ermittlung des Nutz- und Endenergiebedarfs für Beleuchtungszwecke unter Berücksichtigung des künstlichen Beleuchtungssystems, der Tageslichtversorgung, von Beleuchtungskontrollsystemen und der Nutzungsanforderungen. Neben redaktionellen Anpassungen und kleineren Fehlerkorrekturen wurden inhaltliche Anpassungen durchgeführt. Die Überarbeitung des Normteils im Bereich Beleuchtung bringt fünf wesentliche Neuerungen.

Im Zeitalter der Wissensarbeit steigt die Bedeutung mentaler und psychologischer Faktoren wie Konzentrationsfähigkeit, Stimmung und Motivation für eine hohe Leistungsfähigkeit. Die physikalischen Bedingungen an Büroarbeitsplätzen können einerseits einen Stressor darstellen, der die Konzentration erschöpft und den Nutzer ermüdet, oder eine räumliche Ressource, die Arbeitstätigkeiten erleichtert oder Nutzerbedürfnisse befriedigt und dadurch Engagement und Stimmung bei der Arbeit steigert. Inwiefern bestimmte räumliche Bedingungen am Arbeitsplatz eine Ressource oder einen Stressor darstellen, lässt sich anhand der drei Ebenen des Komforts abschätzen: physischer, funktionaler und psychischer Komfort. Ein solcher Ansatz soll helfen, "psychisch nachhaltige" physikalische Raumbedingungen zu schaffen, die die psychischen Ressourcen der Nutzer schonen. Im vorliegenden Beitrag wird dieses neue Verständnis von Komfort mithilfe der zugrunde liegenden psychologischen Prozesse erklärt und am Beispiel der bauphysikalischen Variablen "Beleuchtung" illustriert.

In diesem Beitrag wird zum einen auf die Bedeutung des Tageslichts eingegangen, dies anhand der lichttechnischen Bewertung der Fassadentechnik mittels einer Messeinrichtung und anschließender Nutzung der gewonnenen Daten in einer Software für die Planungspraxis. Zum anderen werden Arbeiten zur Erforschung kontextsensitiver Beleuchtungsanlagen vorgestellt. Diese stellen neue Ansätze in der Beleuchtung dar, die sich durch die LED-Technik und innovaive Sensorsysteme ergeben.

Effizienzkennzahlen und Bewertungsverfahren sind von hoher Relevanz für die Planung und Umsetzung energetisch optimierter Beleuchtungsanlagen. In den letzten Jahren sind sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene integrale Ansätze (Tageslicht und Kunstlicht) zur Bewertung und zum Nachweis des Beleuchtungsenergiebedarfs entwickelt und in die Praxis eingeführt worden (DIN V 18599-4; EN 15193-1; EnEV). Das Aufkommen neuer Beleuchtungstechnologien, die Anforderung, die Energieströme in Beleuchtungsanlagen transparenter darzustellen und im Einklang mit der Systematik anderer Gewerke analysieren und optimieren zu können, erforderten die Entwicklung weiterer, neuer Effizienzkennzahlen. Das Konzept der Aufwandszahlen, bisher im Bereich der Gebäudetechnik z. B. im Gewerk Heizung eingeführt und gängig, wurde nun auf die Bewertung der Innenraumbeleuchtung übertragen und bereits in der Neufassung der DIN V 18599-4 berücksichtigt. Somit wird zukünftig auch in der Beleuchtungstechnik eine Differenzierung nach Nutz- und Endenergie ermöglicht. Die Effizienz der Beleuchtungstechnik kann objektbezogen über die Aufwandszahl ausgewiesen werden.

Gebäude über Dachoberlichter natürlich zu belichten, ist energetisch und wirtschaftlich die effizienteste Art der Beleuchtung. Dachoberlichter wurden bisher zumeist als rein statische Systeme ohne variablen Sonnenschutz ausgeführt. Mittlerweile werden zunehmend Lösungen mit zusätzlichen Verschattungssystemen eingesetzt, die je nach der aktuellen Besonnung der Dachflächen aktiviert oder deaktiviert werden. Hierbei sind konventionelle technische Lösungen wie textile Verschattungen bereits seit längerem am Markt verfügbar; innovativere integrierte Systeme, wie speziell in die Zwischenräume von Stegmehrfachplatten eingebrachte Lamellensysteme, oder in Tonnenlichtbändern verfahrbare Textilrollos, sind erst seit relativ kurzer Zeit verfügbar.

Der Fassadentechnik kommt hinsichtlich einer gesamtenergetisch effizienten und biologisch wirksamen Lichtversorgung von Innenräumen maßgebliche Bedeutung zu. Gut geplante Fassaden ermöglichen es, in dahinter liegenden Raumteilen wie Büros zu etwa 80 Prozent der Zeit ohne Kunstlicht auszukommen und damit den Bedarf an Beleuchtungsenergie und Leuchtmitteln signifikant zu senken. Darüber hinaus wirkt das Tageslicht unmittelbar biologisch auf den Menschen. Die energetische Wirkung von Fassaden ist mit Hilfe von Verfahren wie der DIN V 18559-4 zwischenzeitlich auf nationaler Ebene genähert bewertbar. Auf Grundlage einer detaillierten Parameterstudie wurde nun ein weltweit anwendbares empirisches Modell hergeleitet. Dieses Rechenmodell ermöglicht die produktbezogene Bestimmung der relativen Nutzbelichtung (Tageslichtautonomie) durch Tageslicht für Innenräume in Gebäuden mit unterschiedlichen vertikalen Fassaden. Auf Grundlage der relativen Nutzbelichtung kann der Energieaufwand für Beleuchtung ermittelt werden. Zunächst wurde untersucht, welchen Einfluss unterschiedliche geografische und klimatische Beleuchtungsverhältnisse in lateral beleuchteten Räumen haben, die mit unterschiedlichen Fassadensystemen ausgestattet sind. In einem zweiten Schritt wurde auf Grundlage der durchgeführten Untersuchung ein einfaches verallgemeinertes - damit weltweit anwendbares - Modell zur produktbezogenen Bewertung des Einflusses lichttechnischer Parameter von Fassadenkomponenten auf die natürliche Belichtung und den tageslichtunabhängige Energiebedarf von Beleuchtungssystemen entwickelt.

Das Konzept der Aufwandszahlen, bisher im Bereich der Gebäudetechnik z.B. im Gewerk Heizung eingeführt, wurde nun auf die Bewertung der Innenraumbeleuchtung übertragen und bereits in der Neufassung der DIN V 18599-4 berücksichtigt. Somit wird zukünftig auch in der Beleuchtungstechnik eine Differenzierung nach Nutz- und Endenergie ermöglicht. Die Effizienz der Beleuchtungstechnik kann objektbezogen über die Aufwandszahl ausgewiesen werden.

Die im Dezember 2011 neu publizierte Vornormenreihe DIN V 18599 ersetzt die Ausgabe aus 2007-12 sowie die DIN V 18599-100:200910. Im Rahmen der Überarbeitung der Vornormenreihe wurden die Inhalte von Teil 100 vollständig in den Text der Teile 1 bis 10 eingearbeitet und dabei zugleich geändert und erweitert. Teil 11 ergänzt die neue Vornormenreihe nun auch mit dem Thema Gebäudeautomation. In u.a. diesem Beitrag wird aufgezeigt, was sich genau geändert hat.