Das Mobilitätssystem befindet sich in einem umfassenden Transformationsprozess, der noch lange andauern wird. Megatrends wie Digitalisierung, Elektrifizierung oder Automatisierung stellen den gesamten Mobilitätssektor vor große technische Herausforderungen. Um die Transformation erfolgreich und insbesondere markttauglich umzusetzen, sind international abgestimmte Standards und Normen von entscheidender Bedeutung. Ein zukunftsorientiertes, integriertes Mobilitätssystem führt zur Entwicklung neuer Produkte, Anwendungen und Geschäftsmodelle und bietet Wachstumschancen. Um sie auf dem Markt erfolgreich anbieten zu können, müssen hohe Anforderungen an Qualität, Sicherheit und Benutzbarkeit erfüllt sein. Das setzt ein einheitliches Verständnis des technischen Rahmens sowie Standards und Normen voraus, um für alle Marktteilnehmer gleiche Voraussetzungen zu schaffen. Gerade vor dem Hintergrund eines immer komplexer werdenden Mobilitätssystems, das sich bereits heute über eine Vielzahl von Branchen und Technologien erstreckt, wie die Automobiltechnik, die Elektro- und Energietechnik sowie die Informations- und Kommunikationstechnologie, ist dies von großer Bedeutung. Dieser Trend zum branchenübergreifenden Zusammenwirken wird sich in Zukunft noch weiter verstärken. Standards und Normen stellen die notwendige Kompatibilität, Interoperabilität und vor allem die Sicherheit der vielfältigen Mobilitätssysteme her. Sie sorgen für Investitionssicherheit, fördern Innovationen und bilden damit die Grundlage für eine Mobilität der Zukunft. Mit dem vorliegenden Kompendium Standards und Normen für die Mobilität der Zukunft legt die NPM einen umfassenden und strategisch ausgerichteten Bericht vor, der verschiedene Schlüsselthemen zur Zukunft der Mobilität gezielt betrachtet. Die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen wurden in einem fachübergreifenden Austausch mit allen Arbeitsgruppen der NPM erarbeitet, der sich für die Beteiligten als enorm gewinnbringend herausstellte. Das Kompendium baut auf den erarbeiteten Schwerpunkt- Roadmaps auf und bildet damit sowohl den strategischen Rahmen als auch den Ausgangspunkt für die weitere Diskussion zur Zukunft der Standardisierungs- und Normungsarbeit im Mobilitätssektor. Der Transformationsprozess im Mobilitätssystem setzt sich weiterhin fort und wird auch zukünftig neue Fragen und Herausforderungen mit sich bringen. Mein herzlicher Dank gilt allen, die sich an der Entwicklung der Schwerpunkt-Roadmaps und der zusammenfassenden Darstellung in diesem Kompendium beteiligt haben. Wichtig ist es nun, die Ergebnisse und Empfehlungen auch in die Tat umzusetzen, um das Ziel einer bezahlbaren, nachhaltigen und klimafreundlichen Mobilität zu verwirklichen. [aus Vorwort]:Vorwort 1 Aktuell Entwicklungen und Herausforderungen zur Zukunft der Mobilität aus Sicht von Standardisierung und Normung Current Development and Challenges for the Future of Mobility from the Viewpoint of Standards and Norms 2 Schwerpunktthemen der AG 6 2.1 Nachhaltige Mobilität 2.2 Intelligentes Lastmanagement 2.3 Automatisiertes und vernetztes Fahren 2.4 Daten und Vernetzung - Standards und Normen für intermodale Mobilität 2.5 Künstliche Intelligenz - Mobilität und Logistik 3 Ausblick 4 Gesamtübersicht Handlungsempfehlungen 5 Publikationen der AG 6 (2019 - 2021) 6 Mitglieder der NPM AG 6 Impressum / In the National Platform Future of Mobility (NPM), experts in industry, associations, ministries and science work together towards one vision: a sustainable mobility that remains affordable for everybody in Germany. The topic “Standardisation and norms” assumes a special significance in this context. Standards and norms enable society, the economy and the political establishment to work together to formulate technical recommendations and framework conditions that not only ensure quality, reliability and usability, but also systemic integration capability and interoperability. They are therefore the key to innovation in an increasingly complex interconnected world, protect investments and are the basis for ensuring that the vision “Future of Mobility” becomes reality. Standards and norms define the state of the art and the requirements for products and services. They also increase acceptance by society and trust in new technologies. The requirements to be met by products and services are defined in a transparent process. In this case, the fundamental principle that standardisation projects are worked out consensually with the participation of all interested groups for the benefit of the general public applies. The compendium Standards and norms for mobility of the future is the result of intensive inter-thematic collaboration within the NPM working group 6 “Standardisation, norms, certification and type approval”. The first step was to agree on and collate the most important interrelated themes on the future of mobility with all working groups of the NPM. The result was an initial white paper, which summarised the key challenges and cross-industry standardisation requirements. WG 6 used this white paper as a strategic guideline for subsequent work. In the next step, the members of WG 6 and other experts working in the field of standardisation examined the thematic areas defined in the white paper in detail and on this basis developed focal roadmaps. These focal roadmaps describe the current situation as well as existing challenges, and provide specific recommendations for action in relation to further development of standards and norms. WG 6 developed four focal roadmaps for the themes “Sustainable mobility”, “Intelligent load management”, “Automated and connected driving”, “Data and networking – standards and norms for intermodal mobility”. An additional roadmap on the topic of “Artificial intelligence and mobility”, which was derived from the overarching German standardisation roadmap artificial intelligence initiated by DIN and DKE, was adopted and integrated into this compendium. The roadmap for sustainable mobility contains countless examples and recommendations that demonstrate the enormous contribution that standards and norms can make towards establishing a sustainable transportation system. They have one added value in particular, namely to facilitate the evaluation and comparison of sustainability measures, and also ensure their traceability. In the area of electromobility, the Intelligent load management roadmap indicates that the increasing number of charging cycles is posing significant but not insurmountable challenges to the grid. In future the loads that occur at specific points on the grid must be balanced out so that the grid remains stable. The prerequisite for this is that the charging infrastructure communicates with the vehicles and grid in all directions and can be intelligently controlled. [from Current Developments and Challenges for the Future of Mobility from the Viewpoint of Standards and Norms]:Vorwort 1 Aktuell Entwicklungen und Herausforderungen zur Zukunft der Mobilität aus Sicht von Standardisierung und Normung Current Development and Challenges for the Future of Mobility from the Viewpoint of Standards and Norms 2 Schwerpunktthemen der AG 6 2.1 Nachhaltige Mobilität 2.2 Intelligentes Lastmanagement 2.3 Automatisiertes und vernetztes Fahren 2.4 Daten und Vernetzung - Standards und Normen für intermodale Mobilität 2.5 Künstliche Intelligenz - Mobilität und Logistik 3 Ausblick 4 Gesamtübersicht Handlungsempfehlungen 5 Publikationen der AG 6 (2019 - 2021) 6 Mitglieder der NPM AG 6 Impressum

Alternative Antriebs- und Kraftstofftechnologien sind zentral für die Ausgestaltung einer nachhaltigen und CO2- reduzierten Mobilität der Zukunft. Die AG 2 hat dazu die folgenden technologischen Optionen unter realen Rahmenbedingungen betrachtet: technologische Elektromobilitätskonzepte, Wasserstoff und Brennstoffzellen sowie alternative Kraftstoffe für den Verbrennungsmotor (für alle Verkehrsträger). All diese technologischen Optionen müssen genutzt werden, um die CO2-Reduktionsvorgaben zu erfüllen – Technologieoffenheit ist ein zentraler Ausgangspunkt der AG 2 im Kontext eines kosteneffizienten und möglichst effektiven Einsatzes der vorhandenen Optionen. Den Schwerpunkt bildet die Betrachtung von Pkw und Nutzfahrzeugen, da sie den größten Anteil an den CO2-Emissionen aufweisen und diesbezüglich das größte CO2-Minderungspotenzial vorhanden ist. Andere Verkehrsträger und -mittel wurden separat ohne größere Detailtiefe betrachtet. Batteriebasierte Elektromobilität ist die zum heutigen Stand technologisch am weitesten ausgereifte Lösung, um CO2 im Verkehrssektor zu senken (Tank-to-Wheel-Betrachtung). Die AG 2 geht aktuell von 7 bis 10,5 Mio. Elektrofahrzeugen (Pkw und leichte Nutzfahrzeuge) im Bestand im Jahr 2030 aus. Das ist zwar eine sehr ambitionierte, aber noch realisierbare Größenordnung. Pro Elektrofahrzeug werden circa 1,1 nicht öffentliche Ladepunkte errichtet, wobei dieses Verhältnis bei steigender Anzahl an Fahrzeugen sinken wird. Im Bereich der öffentlich zugänglichen Ladeinfrastruktur werden DC-Schnelllader verstärkt notwendig und nicht nur an Autobahnen aufgebaut werden. Hinsichtlich der Batteriezellentechnologie wird der Batteriesystempreis durch Verbesserungen auf Zell-Level in den kommenden Jahren voraussichtlich auf unter 90 € / kWh fallen. Bis 2030 scheint ein kWh-Preis von 75 € erreichbar. Das Elektrofahrzeug wird definitionsgemäß in der Betriebsphase in der Tank-to-Wheel-Betrachtung als CO2-frei bewertet. Es liefert somit einen unverzichtbaren Beitrag, um die CO2-Emissionen des Verkehrssektors zu senken. Die energieintensive Produktion der Batteriezellen hat in der Lebenszyklusanalyse großen Einfluss auf die bereits eingebrachte CO2-Menge und hängt stark vom Anteil erneuerbarer Energie bei der Produktion ab. Als ein weiteres technologisches Elektromobilitätskonzept gelten Strom-Oberleitungen für schwere Nutzfahrzeuge. Aus ambitionierter Sicht ergeben sich im Jahr 2030 66.000 Oberleitungs-Lkw und ein Oberleitungsnetz von 4.000 km. Wasserstoff wird heute überwiegend mittels Dampfreformierung von Erdgas – auch „grauer“ oder „Industriewasserstoff“ genannt – und der Elektrolyse aus Wasser erzeugt. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, „blauen“ Wasserstoff herzustellen. Dabei werden C-Bestandteile abgespalten und zu Synthesezwecken verwendet respektive in entsprechenden Lagerstätten gespeichert. Ziel muss es aber sein, erneuerbaren Strom zur Elektrolyse zu nutzen, um emissionsfrei „grünen“ Wasserstoff bereitstellen zu können und zusätzlich Strom in eine speicherbare Energieform zu überführen und auf diese Weise Angebot und Nachfrage zeitlich entkoppeln zu können. Weitere Details zu den Marktpotenzialen und Wettbewerbsbedingungen liefert die PtX-Roadmap der AG 5. Der Transport von großen Mengen Wasserstoff auf langen Distanzen kann durch Pipelines erfolgen – auch durch umgerüstete Erdgaspipelines. Für die Nahverteilung eignen sich je nach örtlichen Gegebenheiten auch Pipelines oder der Transport per Lkw (als Druckgas oder flüssig). Die Brennstoffzellenkosten auf Zell- und Systemebene nehmen bei zunehmender Produktion signifikant ab. [ aus Executive Summary]:Executive Summary 1 Einleitung 2 Bewertung der Rahmenbedingungen – übergreifende Themen 2.1 Politische Vorgaben und Klimaschutz 2.2 Rechtliche Rahmenbedingungen 2.3 Förderprogramme von EU, Bund und Ländern 2.4 Energieträgerkosten 2.5 Steuern, Preisgestaltung und CO2-Bepreisung der Energieträger 3 Rahmenbedingungen für Elektromobilitätskonzepte 3.1 Aufbau der Ladeinfrastruktur 3.2 Preisentwicklung Batterie 3.3 Oberleitungs-Lkw 3.4 CO2-Minderungspotenzial 3.5 Forderung, rechtliche Rahmenbedingungen 4 Rahmenbedingungen für Brennstoffzellenfahrzeuge 4.1 H2-Wirtschaft und -Infrastruktur: Förderbedarf, Preisentwicklung 4.2 Technologiereife, Forschungsbedarf bei Brennstoffzellen 4.3 CO2-Minderungspotenzial 4.4 Forderung, rechtliche Rahmenbedingungen 4.5 Abschätzung des Investitionsbedarfs 5 Rahmenbedingungen für Verbrennungsmotoren mit alternativen Kraftstoffen 5.1 Alternative Kraftstoffe aus fossilen Quellen: CNG/LNG und GtL 5.2 Bedeutung einer Wasserstoffwirtschaft für synthetische Kraftstoffe 5.3 Herstellung und Verfügbarkeit alternativer Kraftstoffe 5.4 Markthochlauf alternativer Kraftstoffe 5.5 Einsatz in der Bestandsflotte 5.6 Kosten biomasse- und strombasierter Kraftstoffe 5.7 CO2-Minderungspotenzial 5.8 Förderung, rechtliche Rahmenbedingungen 5.9 Abschätzung des Investitionsbedarfs 6 Bewertung der Rahmenbedingungen – Luftverkehr, Schifffahrt, Schienenverkehr 6.1 Luftverkehr 6.2 Schienenverkehr 6.3 Schifffahrt 7 Zukünftiger Antriebstechnologiemix 7.1 Zusammenfassende Bewertung der einzelnen Antriebstechnologien 7.2 Zusammenspiel der Antriebstechnologien untereinander und mit anderen Sektoren 7.3 Antriebsmix 2030 8 Zusammenfassung 9 Ausblick Anhang Abbildungs- Und Tabellenverzeichnis

Der Zugang zu digitalen Inhalten und Informationen wird immer wichtiger für eine erfolgreiche Teilnahme an der heutigen, zunehmend digitalisierten Zivilgesellschaft. Solche Informationen werden meist visuell präsentiert, was den Zugang für blinde und sehbehinderte Menschen einschränkt. Die grundlegendste Barriere ist oft die elementare Orientierung und Mobilität (und folglich die soziale Mobilität), einschließlich der Erlangung von Kenntnissen über unbekannte Gebäude vor deren Besuch. Um solche Barrieren zu überbrücken, sollten technische Hilfsmittel entwickelt und eingesetzt werden. Es ist ein Kompromiss zwischen technologisch niedrigschwellig zugänglichen und verbreitbaren Hilfsmitteln und interaktiv-adaptiven, aber komplexen Systemen erforderlich. Die Anpassung der Technologie der virtuellen Realität (VR) umfasst ein breites Spektrum an Entwicklungs- und Entscheidungsoptionen. Die Hauptvorteile der VR-Technologie sind die erhöhte Interaktivität, die Aktualisierbarkeit und die Möglichkeit, virtuelle Räume und Modelle als Abbilder von realen Räumen zu erkunden, ohne dass reale Gefahren und die begrenzte Verfügbarkeit von sehenden Helfern auftreten. Virtuelle Objekte und Umgebungen haben jedoch keine physische Beschaffenheit. Ziel dieser Arbeit ist es daher zu erforschen, welche VR-Interaktionsformen sinnvoll sind (d.h. ein angemessenes Verbreitungspotenzial bieten), um virtuelle Repräsentationen realer Gebäude im Kontext von Orientierung und Mobilität berührbar oder begehbar zu machen. Obwohl es bereits inhaltlich und technisch disjunkte Entwicklungen und Evaluationen zur VR-Technologie gibt, fehlt es an empirischer Evidenz. Zusätzlich bietet diese Arbeit einen Überblick über die verschiedenen Interaktionen. Nach einer Betrachtung der menschlichen Physiologie, Hilfsmittel (z.B. taktile Karten) und technologischen Eigenschaften wird der aktuelle Stand der Technik von VR vorgestellt und die Anwendung für blinde und sehbehinderte Nutzer und der Weg dorthin durch die Einführung einer neuartigen Taxonomie diskutiert. Neben der Interaktion selbst werden Merkmale des Nutzers und des Geräts, der Anwendungskontext oder die nutzerzentrierte Entwicklung bzw. Evaluation als Klassifikatoren herangezogen. Begründet und motiviert werden die folgenden Kapitel durch explorative Ansätze, d.h. im Bereich 'small scale' (mit sogenannten Datenhandschuhen) und im Bereich 'large scale' (mit einer avatargesteuerten VR-Fortbewegung). Die folgenden Kapitel führen empirische Studien mit blinden und sehbehinderten Nutzern durch und geben einen formativen Einblick, wie virtuelle Objekte in Reichweite der Hände mit haptischem Feedback erfasst werden können und wie verschiedene Arten der VR-Fortbewegung zur Erkundung virtueller Umgebungen eingesetzt werden können. Daraus werden geräteunabhängige technologische Möglichkeiten und auch Herausforderungen für weitere Verbesserungen abgeleitet. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse kann sich die weitere Forschung auf Aspekte wie die spezifische Gestaltung interaktiver Elemente, zeitlich und räumlich kollaborative Anwendungsszenarien und die Evaluation eines gesamten Anwendungsworkflows (d.h. Scannen der realen Umgebung und virtuelle Erkundung zu Trainingszwecken sowie die Gestaltung der gesamten Anwendung in einer langfristig barrierefreien Weise) konzentrieren. / Access to digital content and information is becoming increasingly important for successful participation in today's increasingly digitized civil society. Such information is mostly presented visually, which restricts access for blind and visually impaired people. The most fundamental barrier is often basic orientation and mobility (and consequently, social mobility), including gaining knowledge about unknown buildings before visiting them. To bridge such barriers, technological aids should be developed and deployed. A trade-off is needed between technologically low-threshold accessible and disseminable aids and interactive-adaptive but complex systems. The adaptation of virtual reality (VR) technology spans a wide range of development and decision options. The main benefits of VR technology are increased interactivity, updatability, and the possibility to explore virtual spaces as proxies of real ones without real-world hazards and the limited availability of sighted assistants. However, virtual objects and environments have no physicality. Therefore, this thesis aims to research which VR interaction forms are reasonable (i.e., offering a reasonable dissemination potential) to make virtual representations of real buildings touchable or walkable in the context of orientation and mobility. Although there are already content and technology disjunctive developments and evaluations on VR technology, there is a lack of empirical evidence. Additionally, this thesis provides a survey between different interactions. Having considered the human physiology, assistive media (e.g., tactile maps), and technological characteristics, the current state of the art of VR is introduced, and the application for blind and visually impaired users and the way to get there is discussed by introducing a novel taxonomy. In addition to the interaction itself, characteristics of the user and the device, the application context, or the user-centered development respectively evaluation are used as classifiers. Thus, the following chapters are justified and motivated by explorative approaches, i.e., in the group of 'small scale' (using so-called data gloves) and in the scale of 'large scale' (using an avatar-controlled VR locomotion) approaches. The following chapters conduct empirical studies with blind and visually impaired users and give formative insight into how virtual objects within hands' reach can be grasped using haptic feedback and how different kinds of VR locomotion implementation can be applied to explore virtual environments. Thus, device-independent technological possibilities and also challenges for further improvements are derived. On the basis of this knowledge, subsequent research can be focused on aspects such as the specific design of interactive elements, temporally and spatially collaborative application scenarios, and the evaluation of an entire application workflow (i.e., scanning the real environment and exploring it virtually for training purposes, as well as designing the entire application in a long-term accessible manner).

Platooning ermöglicht koordiniertes Fahren in Konvois, um Straßenauslastung, Emissionen, Verkehrsfluss und Sicherheit zu optimieren. Obwohl ursprünglich für Autobahnen entwickelt, könnten besonders urbane Gebiete, die mit Luftverschmutzung, Unfällen und Staus konfrontiert sind, von Platooning profitieren. Bisherige Platooning-Konzepte sind jedoch nicht speziell für urbane Umgebungen ausgelegt. In dieser Dissertation untersuchen wir erstmalig die Vorteile und Herausforderungen des urbanen Platoonings, speziell in Bezug auf Intra- und Inter-Platoon Kommunikation und Koordination in urbanen Gebieten. Zu diesem Zweck evaluieren wir die Realisierbarkeit von Platooning in urbanen Umgebungen unter Beachtung von Mobilitäts- und drahtlosen Kommunikationsaspekten. Unser Ansatz zur dynamischen Bildung von Platoons bringt deutliche Verbesserungen hinsichtlich der Fahrzeit und des Kraftstoffverbrauchs im urbanen Kontext im Vergleich zum konventionellen Fahren. Ferner zeigen wir die Limitationen der Nutzung von reiner IEEE 802.11p-basierten Kommunikation und zeigen die Schwächen von Vehicular Visible Light Communication (V-VLC) in urbanen Umgebungen, verglichen mit dessen vorteilhafter Anwendung auf Autobahnen. Zweitens stellen wir innovative Strategien für die Kommunikation innerhalb eines Platoons vor. Das Ergebnis ist LUNA, ein neuartiger Ansatz, der Beamforming und Full-Duplex Relaying (FDR) für urbanes Platooning kombiniert. Unsere Untersuchungen zeigen, dass LUNA im Gegensatz zu traditionellen Ansätzen wie V-VLC, sowohl für Autobahn- als auch für urbane Szenarien geeignet ist, mit einer PDR von 100 % und nahezu keinem Paketverlust in urbanen Umgebungen. Drittens untersuchen wir das Potenzial urbaner Infrastruktur zur Koordination zwischen Platoons in Smart Cities. Wir zeigen, dass der opportunistische Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) zur Weiterleitung drahtloser Übertragungen von Fahrzeugen nicht nur gewinnbringender ist als ein dedizierter UAV-Einsatz, sondern auch den Kanalzugriff über mehrere Platoons koordinieren kann. Dies reduziert den Paketverlust im Vergleich zu Szenarien ohne UAVs erheblich. Diese Arbeit demonstriert die Machbarkeit von Urban Platooning, stellt Methoden für zuverlässige drahtlose Kommunikation vor und legt damit einen Grundstein für zukünftige Forschungen.:Abstract Kurzfassung 1 Introduction 2 Fundamentals 2.1 Control Systems............................... 12 2.2 Communication in Vehicular Networks ................. 16 2.3 Intra-Platoon Communication ...................... 31 2.4 Unmanned Aerial Vehicles in Smart Cities .................. 33 3. Urban Platoon Formation 39 3.1 State of the Art ............................... 42 3.2 Platoon Formation ............................. 44 3.3 Simulative Evaluation ........................... 48 3.4 Lessons Learned............................... 52 4 Wireless Communication Challenges for Urban Platooning 53 4.1 State of the Art ............................... 56 4.2 Heterogeneous Communication Protocols using Vehicular Visible Light Communication(V-VLC).......................... 57 4.3 Simulative Evaluation ........................... 59 4.4 Lessons Learned............................... 67 5 Beamforming for Platoons 71 5.1 State of the Art ............................... 74 5.2 Experimental Validation .......................... 76 5.3 Simulative Evaluation ........................... 79 5.4 Lessons Learned............................... 87 6 Full-Duplex Relaying and Beamforming for Platoons 89 6.1 State of the Art:Full-Duplex Relaying ................. 92 6.2 The Need for Multi-Hop Relaying Approaches for Platoons . . . . . 94 6.3 LUNA (full duplex relaying with beamforming) . . . . . . . . . . . 94 6.4 Simulative Evaluation: Freeway Platooning . . . . . . . . . . . . . . 96 6.5 Lessons Learned:Freeway Platooning ................. 104 6.6 State of the Art: Full-Duplex Relaying for Urban Environments . . 105 6.7 Simulative Evaluation: Urban Platooning . . . . . . . . . . . . . . . 106 6.8 Lessons Learned:Urban Platooning................... 112 7 Utilization of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in Cooperative Urban Wireless Networks 117 7.1 An Open-Source Fully Modular Multi Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Simulation Framework........................... 122 7.2 State of the Art: Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in Wireless Networks ..................................... 133 7.3 Opportunistic Relaying........................... 135 7.4 Simulative Evaluation ........................... 136 7.5 Influences on Opportunistic Relay Success . . . . . . . . . . . . . . . 139 7.6 Optimized Missions vs. Opportunistic Relaying . . . . . . . . . . . . 147 7.7 Lessons Learned............................... 148 8 Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Supported Urban Platooning 151 8.1 State of the Art ............................... 154 8.2 Inter-Platoon Channel Access Coordination with Unmanned Aerial Vehicles(UAVs) ............................... 154 8.3 Simulative Evaluation ........................... 157 8.4 Lessons Learned............................... 159 9 Conclusion 161 Bibliography 177 / Platooning empowers vehicles to drive in coordinated convoys, improving road utilization, emissions, traffic flow, and road safety. To realize platooning, reliable wireless communication is required. Although designed for freeways, platooning could be especially beneficial in urban environments facing pollution, accidents, and congestion challenges. However, current system designs for platooning are not tailored to the characteristics of urban environments. This dissertation addresses the benefits and challenges of wireless communication among platooning vehicles (intra-platoon communication) and the coordination of multiple platoons (inter-platoon coordination) for the first time with a dedicated focus on urban environments. For this, we first evaluate the viability of platooning in urban environments, considering mobility and wireless communication aspects. Using our approach for dynamic platoon formation, we show that urban platooning massively enhances travel time and fuel consumption compared to traditional driving. Additionally, we demonstrate the limitations of solely using Radio Frequency (RF) communication and underscore the shortcomings of Vehicular Visible Light Communication (V-VLC) in urban environments compared to its beneficial use on freeways. Second, we present novel strategies for intra-platoon communication, resulting in LUNA, a novel approach combining beamforming and Full-Duplex Relaying (FDR) for urban platooning. Our evaluation shows that LUNA, unlike traditional approaches such as V-VLC, is appropriate for freeway and urban scenarios, achieving a 100 % PDR on freeways and negligible packet loss in an urban environment. Third, we investigate the potential of urban infrastructure for inter-platoon coordination in future smart cities. We show that an opportunistic use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to relay wireless transmissions of vehicles outperforms a dedicated UAV deployment and can further coordinate wireless channel access, substantially reducing packet loss compared to scenarios without UAVs. In this thesis, we demonstrate the feasibility of urban platooning and present approaches for reliable wireless communication, thereby providing a step towards its realization and the foundation for future research.:Abstract Kurzfassung 1 Introduction 2 Fundamentals 2.1 Control Systems............................... 12 2.2 Communication in Vehicular Networks ................. 16 2.3 Intra-Platoon Communication ...................... 31 2.4 Unmanned Aerial Vehicles in Smart Cities .................. 33 3. Urban Platoon Formation 39 3.1 State of the Art ............................... 42 3.2 Platoon Formation ............................. 44 3.3 Simulative Evaluation ........................... 48 3.4 Lessons Learned............................... 52 4 Wireless Communication Challenges for Urban Platooning 53 4.1 State of the Art ............................... 56 4.2 Heterogeneous Communication Protocols using Vehicular Visible Light Communication(V-VLC).......................... 57 4.3 Simulative Evaluation ........................... 59 4.4 Lessons Learned............................... 67 5 Beamforming for Platoons 71 5.1 State of the Art ............................... 74 5.2 Experimental Validation .......................... 76 5.3 Simulative Evaluation ........................... 79 5.4 Lessons Learned............................... 87 6 Full-Duplex Relaying and Beamforming for Platoons 89 6.1 State of the Art:Full-Duplex Relaying ................. 92 6.2 The Need for Multi-Hop Relaying Approaches for Platoons . . . . . 94 6.3 LUNA (full duplex relaying with beamforming) . . . . . . . . . . . 94 6.4 Simulative Evaluation: Freeway Platooning . . . . . . . . . . . . . . 96 6.5 Lessons Learned:Freeway Platooning ................. 104 6.6 State of the Art: Full-Duplex Relaying for Urban Environments . . 105 6.7 Simulative Evaluation: Urban Platooning . . . . . . . . . . . . . . . 106 6.8 Lessons Learned:Urban Platooning................... 112 7 Utilization of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in Cooperative Urban Wireless Networks 117 7.1 An Open-Source Fully Modular Multi Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Simulation Framework........................... 122 7.2 State of the Art: Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in Wireless Networks ..................................... 133 7.3 Opportunistic Relaying........................... 135 7.4 Simulative Evaluation ........................... 136 7.5 Influences on Opportunistic Relay Success . . . . . . . . . . . . . . . 139 7.6 Optimized Missions vs. Opportunistic Relaying . . . . . . . . . . . . 147 7.7 Lessons Learned............................... 148 8 Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Supported Urban Platooning 151 8.1 State of the Art ............................... 154 8.2 Inter-Platoon Channel Access Coordination with Unmanned Aerial Vehicles(UAVs) ............................... 154 8.3 Simulative Evaluation ........................... 157 8.4 Lessons Learned............................... 159 9 Conclusion 161 Bibliography 177

Die vorliegende Arbeit untersucht, inwieweit sich minimalinvasive Zugangswege gegenüber der medianen Sternotomie bei isolierten Aortenklappeneingriffen positiv auf die postoperative Schultergelenks- und Schultergürtelmobilität auswirken. Die Beurteilung erfolgt dabei postoperativ primär durch Anwendung des Constant-Murley-Score (CMS). Weiterhin werden der Disabilities of the Arm, Shoulder and Hand Fragebogen (DASH) sowie Untersuchungen von Gelenkbeweglichkeiten und Muskelfunktion (Verlängerbarkeit und Kraft) durchgeführt. Bis dato existiert kein gesondertes Testinstrument zur Beurteilung der funktionellen Einheit Schultergürtel / Schultergelenk in der Herzchirurgie. Existierende Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, dass größere, insbesondere herzchirurgische Eingriffe sowohl lokal als auch systemisch Einfluss auf die Funktionalität von Muskulatur haben. Sei es durch direkte Affektion oder aufgrund postoperativer Immobilisation. Für den DASH gibt es ebenfalls bereits veröffentlichte Ergebnisse, die eine Verschlechterung der Funktion der oberen Extremität nach einer Herz-OP zeigen. Bei Betrachtung der Ergebnisse des CMS in dieser Arbeit haben die Patienten nach minimalinvasivem Aortenklappenersatz sowohl rechts (78,9±10,4 minimalinvasiv vs. 60,8±8,6 konventionell, p<0,01) als auch links (80,0±8,0 minimalinvasiv vs. 61,8±5,6 konventionell, p<0,01) eine signifikant bessere Schulterfunktion als nach medianer Sternotomie. Auch die Ergebnisse des DASH zeigen nach minimalinvasiver Operation eine signifikant bessere Funktion der oberen Extremität (40,9±13,6 minimalinvasiv vs. 62,5±22,1 konventionell, p=0,02). Die Beweglichkeitsuntersuchungen lassen bessere postoperative Ergebnisse bei den minimalinvasiv Operierten, insbesondere für nach vorne gerichteten Bewegungen, wie der Protraktion links (20±2,9° minimalinvasiv vs. 13±5,7° konventionell, p<0,01) und der horizontalen Adduktion rechts (115±9,8° minimalinvasiv vs. 103±9,7° konventionell, p=0,03), erkennen. Muskelverlängerbarkeit und -kraft hingegen offenbaren in diesem Setting keine signifikanten Unterschiede zwischen minimalinvasiver und konventioneller Gruppe. Ein Grund dafür kann unter anderem das lange Untersuchungsintervall postoperativ sein. Aufgrund der kleinen Anzahl eingeschlossener Patienten ist die statistische Aussagekraft dieser Arbeit eingeschränkt. Insgesamt wird jedoch die Annahme unterstützt, dass minimalinvasive Verfahren in der Aortenklappenchirurgie eine bessere Funktion der Schulter postoperativ ermöglichen, als dies durch die mediane Sternotomie der Fall ist. Diese bessere Funktion lässt sich durch etablierte Instrumente wie den Constant-Murley-Score sowie den DASH-Fragebogen darstellen.

Multimodalität, die Nutzung mehrerer Verkehrsmittel innerhalb eines bestimmten Zeitraums, ist ein Sammelbegriff für sehr unterschiedlich in der Alltagspraxis umgesetztes Mobilitätsverhalten. Sie wird als Gegenkonzept zur einseitigen Nutzung des privaten Autos verstanden, mit dem sich große Hoffnungen für die zukünftige Entwicklung des Verkehrs verbinden. Bisherige Arbeiten grenzen den betrachteten Personenkreis fast immer auf eine bestimmte Form multimodalen Verhaltens ein, allen voran auf die Nutzung des Autos und öffentlicher Verkehrsmittel. Ansatzpunkt der vorliegenden Arbeit ist es, die verschiedenen Facetten multimodalen Verhaltens in ihrer Gesamtheit darzustellen und zu untersuchen. Hierzu wird eine Klassifikation entwickelt, die sich aus der Modalwahl ableitet. Die Analyse des Mobilitätsverhaltens basiert auf den Daten des Deutschen Mobilitätspanels von 1999 bis 2008 und der Studie Mobilität in Deutschland aus den Jahren 2002 und 2008. In Abhängigkeit davon, welche der Verkehrsmittel MIV, ÖV und Fahrrad im Verlauf einer Woche zum Einsatz kommen, werden die Probanden einer Modalgruppe zugeordnet. Die Analyse lässt den enormen Facettenreichtum multimodalen Verhaltens erkennen. Generell ist multimodales Verhalten eine urbane Verhaltensweise, die v.a. den Alltag junger Personen prägt und dies in zunehmendem Maß. In Summe legen Multimodale weniger Kilometer mit dem Auto zurück als monomodale Autofahrer. Ihr CO2-Fußabdruck fällt je nach Datensatz um 20 bis 34 Prozent geringer aus als der von ausschließlichen Autofahrern. Nichtsdestotrotz nutzen viele Multimodale das Auto für einen erheblichen Anteil ihrer Wege. In Zukunft wird ausschlaggebend sein, wie sich die Verkehrsmittelanteile v.a. in Bezug auf weite Wege verändern und wie sich die gegenwärtig auf der Nachfrage- und Angebotsseite feststellbaren Veränderungen auswirken. / Multimodality, the use of several modes of transportation during a specified time period, is a general term for a wide variety of everyday mobility behaviors. It is perceived as an alternative to one-sided use of private cars, and one which has attracted great hopes for the future development of transportation. Based on the research which has been done in the past, people almost always limit themselves to a particular form of multimodal behavior, most often to use of cars and public transportation. The starting point of the present paper is to present and examine the various facets of multimodal behavior in their entirety. To this end, a method of classification will be developed which is derived from the selection of modes of transportation. The analysis of mobility behavior will be based on the data of the German Mobility Panel from 1999 to 2008 and the Mobility in Germany study from the years 2002 and 2008. Subjects will be assigned to modal groups depending on which of the modes of transportation, motorized individual traffic, public transportation and bicycle, are used in the course of a week. The analysis reveals the enormously diverse nature of multimodal behavior. In general, multimodal behavior is an urban phenomenon which is increasingly characterizing the everyday urban routine, especially for younger persons. In aggregate, multimodal persons drive fewer kilometers by car than monomodal car drivers. Their carbon footprint is 20-34 percent less than that of exclusive car drivers, depending on the data set. Nevertheless, many multimodal persons do use cars for a considerable portion of their travel needs. How the relative share of the various modes of transportation will change in the future, especially with respect to long-distance travel, and the impact of the currently observable changes in supply and demand will be decisive factors in the future.

Die Studie geht der Frage nach, inwieweit Bildungssysteme von Gesellschaften die vorfindlichen Muster intragenerationaler Mobilität prägen und diese sich wiederum auf die Strukturierung sozialen Handelns auswirken. Je nach Grad der Standardisierung, Stratifizierung und horizontaler wie vertikaler Differenzierung von Bildungssystemen werden "credentialistische" und "nichtcredentialistische" Gesellschaften unterschieden. Es wird vermutet, daß in credentialistischen Gesellschaften Bildungstitel die berufliche Allokation wesentlich prägen, was in einem niedrigen Ausmaß intragenerationaler sozialer Mobilität resultiert. Da Bildungstitel in nichtcredentialistischen Ländern nur in geringem Maße als "Screening-Devices" verwendet werden können, ist in solchen Gesellschaften ein höheres Ausmaß intragenerationaler Mobilität zu erwarten. Das Ausmaß intragenerationaler Mobilität in einer Gesellschaft wiederum kann als Indikator des Schließungsgrades beruflicher Positionen aufgefaßt werden. "Geschlossene Positionen" ermöglichen die Generierung "positionaler Renditen", so daß in credentialistischen Gesellschaften stärker als in nichtcredentialistischen Privilegierungen beziehungsweise Benachteiligungen an die Besetzung beruflicher Positionen geknüpft sind. Dementsprechend sind in credentialistischen Gesellschaften ausgeprägtere Formen kollektiven Handeln zu erwarten, die auf die Verteidigung von Privilegien beziehungsweise deren Abbau zielen. Diese Thesen werden an Mobilitäts- und Einstellungsdaten aus sechs Ländern, die auf den Erhebungen des "International Social Justice Project" (1991) basieren, getestet. Es läßt sich zeigen, daß in Westdeutschland und Polen als credentialistischen Ländern sowohl intragenerationale Stabilität wie auch die Strukturierung von Einstellungen stärker ausgeprägt sind als in den weniger credentialistischen Gesellschaften USA und Rußland. Ostdeutschland und Großbritannien nehmen Mittelpositionen ein. / The study investigates how educational systems determine the patterns of intragenerational mobility in different societies as well as the patterns of social action. "Credentialist" and "noncredentialist" societies are distinguished according to the degree of standardization, stratification, vertical and horizontal differentiation of their educational systems. It is assumed that educational titles have a strong impact on occupational allocation in credentialist societies, leading to a low degree of intragenerational social mobility. Since educational titles cannot be used as "screening devices" in noncredentialist countries, intragenerational mobility is expected to be higher in these countries. The extent of intragenerational mobility can be viewed as an indicator of the degree of closure of occupational positions in a given society. In "closed positions", "positional rents" can be generated, thus privileges and disadvantages are more strongly connected with occupational positions in credentialist countries than in noncredentialist. Therefore, collective actions to challenge or to defend privileges are more likely in credentialist societies. These hypotheses are tested for six countries using data of the "International Social Justice Project" (1991). It can be shown that intragenerational mobility as well as the structuration of attitudes are more pronounced in the credentialist countries Poland and West Germany than in the noncredentialist countries USA and Russia. East Germany and the United Kingdom are located between these two groups of societies.

Wie formen die Raumgestaltungspraktiken von Künstlern städtische Räume? Wie ist es möglich, dass Kunsträume ohne kommerzielle Galleriestrukturen im städtischen Wettbewerb überleben? Welche Konzepte, Strategien und Formen nehmen sie an? Wie sind diese urbanen Auseinandersetzungen im Hinblick auf den umfassenden Zwang zur Kreativität oder das neue Mobilitätsparadima aufgestellt? Und was verraten diese räumlichen Konsequenzen dieser Praktiken über die städtischen Möglichkeitsräume? Die Kritiken der vergleichenden Stadtforschung werden operationalisiert um diese Fragen zu beantworten. Statt Peking und Berlin kategorisch als Orte des Vergleichs voneinander zu trennen, wird eine breite Ontologie des Urbanen als Bezugsraum etabliert, um über die Kunsträume in ihrer Verbundenheit nachzudenken. Unter Verwendung einer engen Definition von Kunsträumen besteht die qualitative Feldforschung aus Interviews, Beobachtungen vor Ort und interpretativer Bündelung von Themen. Die empirischen Ergebnisse sind um konzeptuelle Motivationen, Raumgestaltungstrategien und räumlich-zeitliche Folgen der Kunsträume organisiert. Vom empirischen Material rückwärts theoretisierend wird der Mythos der „Frontier“ als Legitimation für Eroberung durch der Narrative von Erkundung und Zirkulation neu betrachtet - die „Frontier“ als Möglichkeit des Fortschritts wird durch eine Vorstellung von phoretischen Beziehungen in einem Raum nomadischer Kreuzfahrt ersetzt. Diese Konzepte bieten durch ihre Illustration eine alternative Interpretation von Mobilität als konstituierender Aspekt von Raum statt Mobilität zwischen Räumen an. Kunsträume als Möglichkeitsräume zu betrachten fordert Wahrnehmungen von Unvermeidlichkeit heraus, beschwört aber auch Risiken herauf, etwa in Form einer isolationistischen Geste. Schließlich wird eine Reflektion des heuristischen Präsentismus‘ der Studien von Mobilität verbunden mit einem Aufruf für mehr Längsschnittsmethodologien. / How do artists’ place-making practices shape urban space? How is it possible that art spaces with no commercial gallery structure survive in the competitive urban arena? What concepts, strategies and forms do they take? How are these urban contestations situated with regards to the ubiquitous creativity imperative or the new mobilities paradigm? And what do the spatial consequences of these place-making processes reveal about the urban spaces of possibility? The comparative urbanism critiques are operationalized to address these questions. Rather than categorically dividing Beijing from Berlin as comparative sites, a broad ontology of the urban as a relational space is established to think about the art spaces in connection to one another. Employing a narrow definition of art spaces, the qualitative fieldwork is comprised of interviews, on-site observation and interpretive clustering around themes. The empirical results are organized around conceptual motivations, place-making strategies and spatio-temporal consequences. Theorizing back, the myth of the urban frontier as a legitimation of conquest through the figure of the pioneer is reconsidered through narratives of exploration and circulation; the urban frontier as progressive possibility is displaced with empirically-sourced ideas of nomadic cruise ship space and phoretic relationships. These concepts offer an alternative to understanding mobility between places, through its illustration of mobility as constituted by a particular kind of place. Considering art spaces as spaces of possibility challenge perceptions of inevitability, but also evoke risks, such as the isolationist gesture. Finally, a reflection on the heuristic presentism of studying mobility is coupled with a call for more longitudinal methodologies in order to achieve a better balance for a comparative approach that overcomes presumed categories of difference without ignoring historically constituted structures of power.

Die vorliegende Arbeit untersucht die Intensität zwischenbetrieblicher Mobilität von Hochqualifizierten für Deutschland auf regionaler Ebene und überprüft, welcher Wirkungszusammenhang mit regionaler Innovationsfähigkeit besteht. Zentral für die Entstehung von Innovationen werden Wissensspillover angesehen. Hochqualifizierten Arbeitskräften wird eine besondere Rolle zugeschrieben, Wissensspillover auszulösen. In der wissenschaftlichen Literatur wird für Regionen in den USA und den skandinavischen Raum auf den positiven Einfluss zwischenbetrieblicher Mobilität von Hochqualifizierten und der Innovationsentstehung verwiesen. Im Fokus dieser Arbeiten stehen zumeist Beschäftigte im IT-Bereich. Für Deutschland liegen bisher nur wenige Befunde vor. Dementsprechend wird in dieser Arbeit der Frage nachgegangen, wie sich die zwischenbetriebliche Mobilität von Hochqualifizierten räumlich darstellt und welche Auswirkungen regionale Unterschiede im Mobilitätsverhalten auf den Wissenstransfer und damit auf die Innovationsfähigkeit haben. Zur Klärung der Forschungsfrage wird ein Methodenmix angewandt. Auf Grundlage einer quantitativen Auswertung von Berufsbiographien und der Analyse des räumlichen Innovationsgeschehens wird deutlich, dass zwischenbetriebliche Mobilität in einem positiven Zusammenhang mit regionaler Innovationsaktivität steht. Die Befunde für deutsche Regionen bestätigen die Forschungsliteratur zur Wirkungsweise von zwischenbetrieblicher Mobilität auf die Innovationsentstehung. Die qualitative Auswertung von Interviews mit Experten aus Maschinenbaufirmen und regionalen Institutionen in vier deutschen Fallregionen zeigt jedoch, dass in diesem Bereich des produzierenden Sektors spezifische Barrieren existieren, die Einfluss darauf haben, dass Arbeitskräftemobilität nur bedingt zu Wissensspillovern führt. Weiterhin zeigt sich, dass räumliche Unterschiede bei der Wahrnehmung von Arbeitskräftemobilität bestehen, die auf betriebsstrukturelle Merkmale zurückzuführen sind. / This work examines the intensity of inter-firm mobility of highly qualified employees at a local level in Germany and analyses the consequences of labour mobility for the creation of innovation. Knowledge spillovers are considered as a key element in the development of innovative products and processes. A special role in the knowledge transfer mechanism has been attributed to highly qualified employees. Scientific research has shown a positive influence of inter-firm mobility of highly qualified employees and innovation processes for various regions in the USA and Scandinavia. This applies in particular to employees in the IT sector. Concerning Germany one has gained only little insight in in this range of topics so far. Hence, this work addresses the question how the intensity of inter-firm mobility of highly qualified employees looks like at a local level in Germany and which consequences regional disparities of labour mobility have for knowledge spillover effects and thus for the creation of innovation. To tackle the research question, a method mix is applied in this paper. On the basis of quantitative research of nationwide professional biographies and the analysis of spatial innovation activities, it grows apparent that there exists a positive correlation between inter-firm mobility and regional innovation performance. The findings of this analysis of German regions confirm the mechanism between labour mobility and innovation activities in international research. Qualitative research in the form of interviews with experts from mechanical engineering companies and local institutions in four German regions has shown that there are special barriers in this field of the manufacturing sector, which limit the knowledge spillover of labour mobility. Moreover, one has shown spatial differences with regard to the perception of labour mobility, which, however, can be traced back to the structural characteristics of firms in the respective region.

Im Mittelpunkt der Arbeit stehen Betrachtungen zur Mobilität von epikutan applizierten ESR-Spinsonden, sowie noch weitgehend ungeklärte Fragen zu den Wechselwirkungen zwischen Liposomen und Haut. Dazu gehört vor allem die Frage nach der Integrität von epikutan applizierten Liposomen. Weiterhin wurden die Auswirkungen von Liposomen auf die Flexibilität der intercorneozytären Lipiddoppelmembranen, die Penetration von ESR-Spinsonden unterschiedlicher Hydro-/Lipophilie, sowie die Mobilität von ESR-Spinsonden in der Haut und die Polarität ihrer Mikroumgebung untersucht. Als wichtigste Ergebnisse der Arbeit sind folgende Punkte zu nennen. Liposomen verlieren nach epikutaner Applikation ihre Integrität und bilden auf dem Stratum corneum einen Lipidfilm aus. Dabei nimmt nicht nur der Dispersitätsgrad der Liposomen sondern auch die Flexibilität ihrer Membranen ab. Entgegen der Erwartung führt die epikutane Applikation von liposomalen Zubereitungen nicht zu einer stärkeren Fluidisierung der intercorneozytären Lipiddoppelmembranen als Phosphatpuffer, wohingegen durch Ölsäure eine deutlich stärkere Fluidisierung erreicht wird. Liposomen mit rigiden Membranen führen zu höheren Spinsondenkonzentrationen in der Haut als Liposomen mit fluiden Membranen, und solche aus partialsynthetischen Lipiden führen zu höheren Konzentrationen als Liposomen aus Sojabohnenphospholipiden. Der Vergleich der Penetration von ESR-Spinsonden in die Haut nach epikutaner Applikation von Liposomen mit der Penetration der Spinsonden aus anderen topischen Zubereitungen zeigt, dass eine generelle Aussage zur Penetrationsförderung durch die Anwendung von Liposomen problematisch ist. Es konnte ein Polaritätsprofil der Mikroumgebung von Spinsonden in der Haut erstellt werden, das belegt, dass die Polarität in der Epidermis geringer ist als in der Dermis. Mit zunehmender Inkubationsdauer konnte ein Anstieg der Polartiät in den Hautproben nachgewiesen werden. Die Anwendung eines durch Freed et al. entwickelten Computerprogramms zur Bestimmung von Rotationskorrelationszeiten sich langsam bewegender Moleküle aus Spektren, die mittels spektral-räumlich aufgelöster ESR-Tomografie erhalten wurden, erlaubt die Erstellung von Viskositätsprofilen der oberen Hautschichten in Abhängigkeit von den epikutan applizierten Zubereitungen. Die Bandbreite der ortsabhängig berechneten Rotationskorrelationszeiten von CAT-1 und TEMPOL in der Haut nach epikutaner Applikation der Spinsonden in Liposomen reicht von 5,94 ns bis 1,97 ns. Dies entspricht einer Viskosität der Mikroumgebung von 118 bis 26 mPas. / The present thesis was focused on the mobility of epicutaneously applied ESR spinprobes and open questions concerning the interactions between liposomes and skin e.g. the integrity of liposomes after epicutaneous application. Additionally the effect of liposomes on the flexibility of lipid membranes in the stratum corneum, the penetration of ESR spinprobes with different hydrophilic / lipophilic properties as well as the mobility and polarity of the microsurrounding of ESR spinprobes in the skin were investigated. The main results of the investigations are mentioned in the following. There will be a loss of integrity of epicutaneously applied liposomes and a lipid film will be formed on the stratum corneum. At the same time the degree of dispersity and the flexibility of their membranes decreases. Contrary to the expectation the application of liposomal formulations does not lead to a stronger fluidity of the lipid membranes of the stratum corneum than the incubation of the samples with phosphate buffer, whereas the incubation with oleic acid results in a substantial increase of the fluidity. The application of ESR spinprobes in liposomes with rigid membranes leads to higher spinprobe concentrations in the skin than with liposomes having fluid membranes. At the same time the application of liposomes made from semi-synthetic lipids leads to higher concentrations of the spinprobe in the skin, than the application of liposomes made from soybean phospholipids. The penetration of spin probes into the skin out of liposomes compared to other topical preparations shows, that a general statement concerning the penetration enhancing effect of liposomes is difficult. On using the ESR tomography a polarity profile of the skin was obtained, showing that the polarity in the epidermis is lower than in the dermis. With increasing incubation time of the skin samples the polarity increases. The application of a computer program, developed by Freed et al. in order to determine rotational correlation times for slowly tumbling molecules, to spectra, obtained from spectral-spatially resolved ESR tomography, allowed the establishment of viscosity profiles for the upper skin layers in dependency on the applied formulations. The range of the calculated rotational correlation times of CAT-1 and TEMPOL in the skin reaches from 5.94 ns to 1.97 ns. This corresponds to a viscosity of the spinprobes microsurrounding from 118 to 26 mPas.