Energiesuffizienz - Transformation von Energiebedarf, Versorgungsökonomie, Geschlechterverhältnissen und Suffizienz : Bericht zum emanzipativen Suffizienz-Ansatz, zur neuen genderreflektierten Methodik und Auswertung einer Fokusgruppendiskussion

Effizienzpolitiken allein werden nicht mehr ausreichen, um Klimaschutzziele zu erreichen. Diese Erkenntnis setzt sich in der aktuellen Nachhaltigkeitsdebatte immer mehr durch, partiell selbst innerhalb der Green Economy-Diskurse. Wir werden um Politiken der Eindämmung struktureller Energiebedarfs-Erzeugung nicht herumkommen. Allerdings besteht die Gefahr, dass die Forderungen nach Suffizienz und "Maß-Halten" nicht die Erwerbsökonomie und Wachstumspolitiken adressieren, sondern die privaten Haushalte: die genderbedingt erwerbsökonomisch und politisch externalisierte Versorgungsökonomie (Haushaltswirtschaft) und persönliches Handeln. Deshalb ist ein emanzipativer Energiesuffizienz-Politikansatz umso wichtiger. Wie aber lässt sich ein Energie-bezogener Suffizienz-Ansatz des "Genug - es reicht!" anwendungsorientiert und methodisch konkret fassen? Auf welches Sichtbarmachen von den in der Energieforschung und -politik fast immer ausgeblendeten Fragen nach dem gutem Leben, Versorgen und Versorgt werden kommt es an? Wie lassen sich dabei implizite Genderverzerrungen, die aus traditionell an Maskulinität als Norm orientiertem Denken stammen, gemeinsam überwinden? Welche Strategien, welche Potenziale, welche Eingriffspunkte für Energiesuffizienz-Politiken und welcher Art Instrumente resultieren daraus? Die im ersten größeren, vom BMBF geförderten Forschungsprojekt zu diesen Fragen erarbeiteten Analysen, Ansätze und Methoden wurden durch genderkompetente ExpertInnen aus den beteiligten Disziplinen in einer Fokusgruppen-Diskussion reflektiert, kritisch gewürdigt, mit Anregungen, disziplinären Wissensbeständen und praktischen Beispielen bereichert. Der Wuppertal Report 8 präsentiert die Auswertung und die Zusammenfassung des emanzipativen Ansatzes und neuen Methode. Er gibt damit einen Einblick in die vielfältigen Ergebnisse des Gesamtprojekts "Strategien und Instrumente für eine technische, systemische und kulturelle Transformation zur nachhaltigen Begrenzung des Energiebedarfs im Konsumfeld Bauen/Wohnen"

Scaling laws for random walks in long-range correlated disordered media

We study the scaling laws of diffusion in two-dimensional media with long-range correlated disorder through exact enumeration of random walks. The disordered medium is modelled by percolation clusters with correlations decaying with the distance as a power law, $r^{-a}$, generated with the improved Fourier filtering method. To characterize this type of disorder, we determine the percolation threshold $p_{\text c}$ by investigating cluster-wrapping probabilities. At $p_{\text c}$, we estimate the (sub-diffusive) walk dimension $d_{\text w}$ for different correlation exponents $a$. Above $p_{\text c}$, our results suggest a normal random walk behavior for weak correlations, whereas anomalous diffusion cannot be ruled out in the strongly correlated case, i.e., for small $a$.Comment: 11 pages, 6 figure

Percolation thresholds and fractal dimensions for square and cubic lattices with long-range correlated defects

We study long-range power-law correlated disorder on square and cubic lattices. In particular, we present high-precision results for the percolation thresholds and the fractal dimension of the largest clusters as function of the correlation strength. The correlations are generated using a discrete version of the Fourier filtering method. We consider two different metrics to set the length scales over which the correlations decay, showing that the percolation thresholds are highly sensitive to such system details. By contrast, we verify that the fractal dimension $d_{\rm f}$ is a universal quantity and unaffected by the choice of metric. We also show that for weak correlations, its value coincides with that for the uncorrelated system. In two dimensions we observe a clear increase of the fractal dimension with increasing correlation strength, approaching $d_{\rm f}\rightarrow 2$. The onset of this change does not seem to be determined by the extended Harris criterion.Comment: 12 pages, 8 figure

Energiesuffizienz - Transformation von Energiebedarf, Versorgungsökonomie, Geschlechterverhältnissen und Suffizienz

Effizienzpolitiken allein werden nicht mehr ausreichen, um Klimaschutzziele zu erreichen. Diese Erkenntnis setzt sich in der aktuellen Nachhaltigkeitsdebatte immer mehr durch, partiell selbst innerhalb der Green Economy-Diskurse. Wir werden um Politiken der Eindämmung struktureller Energiebedarfs-Erzeugung nicht herumkommen. Allerdings besteht die Gefahr, dass die Forderungen nach Suffizienz und "Maß-Halten" nicht die Erwerbsökonomie und Wachstumspolitiken adressieren, sondern die privaten Haushalte: die genderbedingt erwerbsökonomisch und politisch externalisierte Versorgungsökonomie (Haushaltswirtschaft) und persönliches Handeln. Deshalb ist ein emanzipativer Energiesuffizienz-Politikansatz umso wichtiger. Wie aber lässt sich ein Energie-bezogener Suffizienz-Ansatz des "Genug - es reicht!" anwendungsorientiert und methodisch konkret fassen? Auf welches Sichtbarmachen von den in der Energieforschung und -politik fast immer ausgeblendeten Fragen nach dem gutem Leben, Versorgen und Versorgt werden kommt es an? Wie lassen sich dabei implizite Genderverzerrungen, die aus traditionell an Maskulinität als Norm orientiertem Denken stammen, gemeinsam überwinden? Welche Strategien, welche Potenziale, welche Eingriffspunkte für Energiesuffizienz-Politiken und welcher Art Instrumente resultieren daraus? Die im ersten größeren, vom BMBF geförderten Forschungsprojekt zu diesen Fragen erarbeiteten Analysen, Ansätze und Methoden wurden durch genderkompetente ExpertInnen aus den beteiligten Disziplinen in einer Fokusgruppen-Diskussion reflektiert, kritisch gewürdigt, mit Anregungen, disziplinären Wissensbeständen und praktischen Beispielen bereichert. Der Wuppertal Report 8 präsentiert die Auswertung und die Zusammenfassung des emanzipativen Ansatzes und neuen Methode. Er gibt damit einen Einblick in die vielfältigen Ergebnisse des Gesamtprojekts "Strategien und Instrumente für eine technische, systemische und kulturelle Transformation zur nachhaltigen Begrenzung des Energiebedarfs im Konsumfeld Bauen/Wohnen".Bericht zum emanzipativen Suffizienz-Ansatz, zur neuen genderreflektierten Methodik und Auswertung einer Fokusgruppendiskussion im Rahmen des Verbundvorhabens "Strategien und Instrumente für eine technische, systemische und kulturelle Transformation zur nachhaltigen Begrenzung des Energiebedarfs im Konsumfeld Bauen/Wohnen"Sufficiency actually is debated as a serious topic. Not at least because of the limits and destructive impacts of growth, producing global environmental damages, unsustainable consumption of ressources and climate change, but also economical and social destabilisations and inequalities. Also green economy and efficiency policies turn out to be no match for these problems. But how to design acceptable and effective sustainable sufficiency policies in concrete sectors like energy? Enabling "good life" without growth imperative (cf. the "sustainable livelihood" approach) necessitates adressing politically the structural production of energy needs and demand. Nevertheless there are emerging risks, not hitherto politics and market driven economy will be adressed by sufficiency, but private households: their care economy as well as the personal acting within. The care economy however already is long ago recognised being in an economical, social and ecological crisis: It is economically exploited, but because of gender biases externalised from being (societal the essential) part of economy and its rationality. The dominant societal masculinity model still comprises significant abstinence resulting i.a. in gender unequal chances of being served and provided. And societal nature relationships of caring are undermined by centering independent social security etc. around income from market. After the "feminisation of the environmental responsibility", pointed out for the waste and transport sector, now "feminisation of the energy sufficiency responsibility"? All the more important is an emancipative (energy) sufficiency approach. What methods are nescessary and adequate designing sustainable, i.e. gender responsive political energy sufficiency strategies and modeling potentials? Which political step ins, actions and types of instruments are resulting from an energy sufficiency approach of "Enough already!"? The analysis, approach and methods as well as their evaluation and enrichment by an interdisciplinary expert focus group discussion, done within a first research project on elaborating energy sufficiency policies, are presented by the Wuppertal Report no. 8

Inferring change points in the COVID-19 spreading reveals the effectiveness of interventions

As COVID-19 is rapidly spreading across the globe, short-term modeling forecasts provide time-critical information for decisions on containment and mitigation strategies. A main challenge for short-term forecasts is the assessment of key epidemiological parameters and how they change when first interventions show an effect. By combining an established epidemiological model with Bayesian inference, we analyze the time dependence of the effective growth rate of new infections. Focusing on the COVID-19 spread in Germany, we detect change points in the effective growth rate that correlate well with the times of publicly announced interventions. Thereby, we can quantify the effect of interventions, and we can incorporate the corresponding change points into forecasts of future scenarios and case numbers. Our code is freely available and can be readily adapted to any country or region.Comment: 23 pages, 11 figures. Our code is freely available and can be readily adapted to any country or region ( https://github.com/Priesemann-Group/covid19_inference_forecast/

A spatio-temporal entropy-based approach for the analysis of cyber attacks (demo paper)

Computer networks are ubiquitous systems growing exponentially with a predicted 50 billion devices connected by 2050. This dramatically increases the potential attack surface of Internet networks. A key issue in cyber defense is to detect, categorize and identify these attacks, the way they are propagated and their potential impacts on the systems affected. The research presented in this paper models cyber attacks at large by considering the Internet as a complex system in which attacks are propagated over a network. We model an attack as a path from a source to a target, and where each attack is categorized according to its intention. We setup an experimental testbed with the concept of honeypot that evaluates the spatiotemporal distribution of these Internet attacks. The preliminary results show a series of patterns in space and time that illustrate the potential of the approach, and how cyber attacks can be categorized according to the concept and measure of entropy

Energiesuffizienzpolitik mit Schwerpunkt auf dem Stromverbrauch der Haushalte

Der Abschlussbericht des dritten Arbeitspakets im Projekt "Energiesuffizienz" entwickelt aufbauend auf den Erkenntnissen der vorhergehenden Projektarbeiten Empfehlungen für ein integriertes Paket von Energiesuffizienzpolitiken im Feld Bauen/Wohnen. Der Fokus liegt auf dem Stromverbrauch in Haushalten. Dafür werden zunächst Leitlinien für die Governance von Energiesuffizienz und eine Methodik für die analytische Herleitung einer Energiesuffizienzpolitik entwickelt. Diese Analyse betrachtet Mikro- (Individuum) und Mesoebene (Haushalts-/Versorgungsökonomie). In sieben Schritten wird ein integriertes Politikpaket für Energieeffizienz und Energiesuffizienz entwickelt und eine juristische Kurzeinschätzung gegeben. Das Paket umfasst unter anderem eine Weiterentwicklung von Ökodesign und EU-Energielabel, eine integrierte Energieberatung sowie Förderprogramme für Geräte, die einen suffizienten Gebrauch ermöglichen, und für ressourceneffiziente Dienstleistungen, die Geräte im Haushalt ersetzen können. Zudem werden als Teil des Politikpakets auch übergreifende Politikansätze (Stromkundenkonto, Politikinstrumente zur Begrenzung des Wachstums der Pro-Kopf-Wohnflächen) analysiert.Abschlussbericht zu Arbeitspaket 3. Projekt "Energiesuffizienz - Strategien und Instrumente für eine technische, systemische und kulturelle Transformation zur nachhaltigen Begrenzung des Energiebedarfs im Konsumfeld Bauen / Wohnen" BMBF/FONA FKZ 01 UN 1214 B.This final report of the third Work Package within the research project "Energy Sufficiency" develops an integrated energy sufficiency policy package in the field of buildings, with a focus on household electricity consumption. It builds on the insights of previous work within the project. In a first step, governance guidelines for energy sufficiency policies are outlined and a methodology for the analysis and development of energy sufficiency policy approaches is developed. The analysis differentiates between micro and macro levels (individual vs. care economy). In a 7-step approach, an integrated policy package for energy efficiency and sufficiency is developed, and instruments are briefly assessed as to their legal viability. The policy package includes, i.a., amendments to the EU's ecodesign and energy labelling directives, an integrated energy advice, and financial incentives for appliances that enable their sufficient use as well as for resource-efficient services that may replace appliances in the household. In addition, overarching policy approaches (energy company obligation for absolute energy reduction, policies for limiting heated floor areas) are assessed, complementing the policy package

Transition from regular to complex behaviour in a discrete deterministic asymmetric neural network model

We study the long time behaviour of the transient before the collapse on the periodic attractors of a discrete deterministic asymmetric neural networks model. The system has a finite number of possible states so it is not possible to use the term chaos in the usual sense of sensitive dependence on the initial condition. Nevertheless, at varying the asymmetry parameter, $k$, one observes a transition from ordered motion (i.e. short transients and short periods on the attractors) to a ``complex'' temporal behaviour. This transition takes place for the same value $k_{\rm c}$ at which one has a change for the mean transient length from a power law in the size of the system ($N$) to an exponential law in $N$. The ``complex'' behaviour during the transient shows strong analogies with the chaotic behaviour: decay of temporal correlations, positive Shannon entropy, non-constant Renyi entropies of different orders. Moreover the transition is very similar to that one for the intermittent transition in chaotic systems: scaling law for the Shannon entropy and strong fluctuations of the ``effective Shannon entropy'' along the transient, for $k > k_{\rm c}$.Comment: 18 pages + 6 figures, TeX dialect: Plain TeX + IOP macros (included

DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF ROBOT OPERATING SYSTEMS FOR UNDERGRADUATES

The purpose of this project was to create an undergraduate junior lab to teach students about Robotic Operating System (ROS). The labs were designed to highlight the usefulness of ROS and the process used. Designing algorithms, how to send/receive messages, and the hierarchy of how nodes work with each other are emphasized. Taking packages that are open-source then modifying them is also emphasized. This is done so that students can transfer their knowledge from this course to other robot operating systems

Relaxation, closing probabilities and transition from oscillatory to chaotic attractors in asymmetric neural networks

Attractors in asymmetric neural networks with deterministic parallel dynamics were shown to present a "chaotic" regime at symmetry eta < 0.5, where the average length of the cycles increases exponentially with system size, and an oscillatory regime at high symmetry, where the typical length of the cycles is 2. We show, both with analytic arguments and numerically, that there is a sharp transition, at a critical symmetry \e_c=0.33, between a phase where the typical cycles have length 2 and basins of attraction of vanishing weight and a phase where the typical cycles are exponentially long with system size, and the weights of their attraction basins are distributed as in a Random Map with reversal symmetry. The time-scale after which cycles are reached grows exponentially with system size $N$, and the exponent vanishes in the symmetric limit, where $T\propto N^{2/3}$. The transition can be related to the dynamics of the infinite system (where cycles are never reached), using the closing probabilities as a tool. We also study the relaxation of the function $E(t)=-1/N\sum_i |h_i(t)|$, where $h_i$ is the local field experienced by the neuron $i$. In the symmetric system, it plays the role of a Ljapunov function which drives the system towards its minima through steepest descent. This interpretation survives, even if only on the average, also for small asymmetry. This acts like an effective temperature: the larger is the asymmetry, the faster is the relaxation of $E$, and the higher is the asymptotic value reached. $E$ reachs very deep minima in the fixed points of the dynamics, which are reached with vanishing probability, and attains a larger value on the typical attractors, which are cycles of length 2.Comment: 24 pages, 9 figures, accepted on Journal of Physics A: Math. Ge