Forschungsaustausch

Fakultät Informatik/Mathematik

Personen in Diskussion

Aktuelle Termine

30. Januar 2024 15:00 - 16:00 Uhr, Z107

Thema: Spatial temporal dynamic of fluids and tissues: discrete vs continuous modeling
Referent: Florian Frank, wissenschaftlicher Mitarbeiter Prof. Voß-Böhme

Inhalt:
Um das Verständnis für physikalische und biologische Dynamiken zu verbessern, werden oft stellvertretend mathematische Modelle entwickelt, implementiert, validiert und analysiert. Die Entscheidung für oder gegen einen bestimmten Modelltyp, zum Beispiel ob die Auflösung in Raum und Zeit diskret oder kontinuierlich definiert ist, kann erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse haben. Insbesondere bei der Untersuchung und Simulation der Dynamiken von biologischen Zellen, die häufig auch als biologische Flüssigkeiten (Biofluids) bezeichnet und in der Literatur oft mit physikalischen Flüssigkeiten verglichen werden, ist die die Wahl des geeigneten Modelltyps nicht immer trivial. In diesem Zusammenhang werden für drei verschiedene Szenarien unterschiedliche Modellen vorgeschlagen:

  1. Dynamik von physikalischen Flüssigkeiten: Vorstellung einer einfach parallelisierbare Lösung für die Navier-Stokes Cahn-Hilliard Modell am Beispiel einer aufsteigenden Flüssigkeitsblase.
  2. Dynamik von biologischen Flüssigkeiten: Simulation eines 3D Tumorsphäroiden mit einem neuen 1D Modell und einen 3D zellulären Automaten. 
  3. Physikalische und biologische Dynamiken: Entmischen sich Zellen genauso wie Öl und Wasser - ein Vergleich von physikalisch und biologisch motivierten Modellen

Diese Ergebnisse sind im Rahmen meiner Promotion entstanden, die ich gerne zeitnah verteidigen möchte. Daher freue ich mich euch meine gesammelten Erkenntnisse näher zu bringen.

Forschungsklausur

Vom 31. August zum 1. September 2023 unternahmen mehr als zwanzig Forschende der Fakultät Informatik/Mathematik eine gemeinsame Forschungsklausur in Meißen. In den Räumlichkeiten des St. Afra Klosters wurden aktuelle Forschungsaspekte intensiv erörtert. Die Diskussionen konzentrierten sich auf Themen wie die Vereinbarkeit von Forschung und Lehre, effektive Wissenschaftskommunikation und aktuelle Herausforderungen in der Forschung. Weiteres Augenmerk wurde auf den Einsatz generativer KI-Systeme in Forschung und Lehre sowie auf das Datenmanagement in laufenden Projekten gelegt. Neben den inhaltlichen Arbeiten diente die Klausur auch dazu, die Vernetzung der Forschenden zu fördern. In einer separaten Veranstaltung stellten diese ihre Kompetenzen und Netzwerke vor und präsentierten Visionen und Ziele ihrer Arbeit. Die Organisatoren (Prof. Freitag, Prof. Voß-Böhme, Prof. Dächert-Pauly, Prof. Kammer, Prof. Wacker und Prof. Thiele) planen, diese Veranstaltung in Zukunft jährlich durchzuführen und noch mehr Fakultätsangehörige für eine Teilnahme zu gewinnen.

Historie

Januar

Thema: Spatial temporal dynamic of fluids and tissues: discrete vs continuous modeling
Referent: Florian Frank, wissenschaftlicher Mitarbeiter Prof. Voß-Böhme

Inhalt:
Um das Verständnis für physikalische und biologische Dynamiken zu verbessern, werden oft stellvertretend mathematische Modelle entwickelt, implementiert, validiert und analysiert. Die Entscheidung für oder gegen einen bestimmten Modelltyp, zum Beispiel ob die Auflösung in Raum und Zeit diskret oder kontinuierlich definiert ist, kann erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse haben. Insbesondere bei der Untersuchung und Simulation der Dynamiken von biologischen Zellen, die häufig auch als biologische Flüssigkeiten (Biofluids) bezeichnet und in der Literatur oft mit physikalischen Flüssigkeiten verglichen werden, ist die die Wahl des geeigneten Modelltyps nicht immer trivial. In diesem Zusammenhang werden für drei verschiedene Szenarien unterschiedliche Modellen vorgeschlagen:

  1. Dynamik von physikalischen Flüssigkeiten: Vorstellung einer einfach parallelisierbare Lösung für die Navier-Stokes Cahn-Hilliard Modell am Beispiel einer aufsteigenden Flüssigkeitsblase.
  2. Dynamik von biologischen Flüssigkeiten: Simulation eines 3D Tumorsphäroiden mit einem neuen 1D Modell und einen 3D zellulären Automaten. 
  3. Physikalische und biologische Dynamiken: Entmischen sich Zellen genauso wie Öl und Wasser - ein Vergleich von physikalisch und biologisch motivierten Modellen

Diese Ergebnisse sind im Rahmen meiner Promotion entstanden, die ich gerne zeitnah verteidigen möchte. Daher freue ich mich euch meine gesammelten Erkenntnisse näher zu bringen.

Dezember


Thema: Aspekte der Mensch-Roboter-Interaktion am Beispiel von Mixed Reality Anwendungen
Referent: Dr. Stefan Reitmann, TU Bergakademie Freiberg

Inhalt: 
Autonome Systeme, beispielsweise aus den Bereichen mobilen Robotik oder automatisiertes Fahren, bedürfen einerseits einer intensiven Vorbereitung auf vielschichtige Einsätze in der Realität, andererseits einer steten Überwachung und erklärbaren Respräsentation von Systemzuständen und Sensordaten. Es werden dazu Aspekte aufgezeigt,
wie diesen mobilen Systeme zielführend in künstlichen Umgebungen simuliert und trainiert werden können. Die hohe Adaptierbarkeit virtueller Welten ermöglicht die Erstellung einer breiten Datenbasis, um Modelle des maschinellen Lernens lösungsorientiert und handlungsbezogen auf bestimmte Anwendungsbereiche vorzubereiten. Mixed Reality Applikationen dienen dazu folgend als unterstützende Mechanismen bei einem Transfer dieser Modelle in die Realität und der Kontrolle via Teleoperation. Hierbei werden ebenfalls Safety-Aspekte in möglichen Konfliktszenarien und deren klare Kommunikation über entsprechende Schnittstellen in der Mensch-Roboter-Interaktion besprochen. Dies wird  innerhalb verschiedener Beispielszenarien (mobile Roboter im urbanen Umfeld, robotische Boote in der Geodatenerfassung, automatisiertes Fahren) technisch-konzeptionell und anwendungsorientiert betrachtet.

Stefan Reitmann ist derzeit wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Lund in der Forschungsgruppe Human-Robot-Interaction, sowie an der TU Bergakademie Freiberg am Lehrstuhl Ubiquitous Computing & Smart Systems. Ab Januar 2024 übernimmt er die Professur Mensch-Computer-Interaktion an der Hochschule Zittau/Görlitz.

November

Thema: Digital Concrete Technologies “made in Dresden”
Referent: Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine, Direktor des Institutes für Baustoffe

Inhalt:
Digitalization and automation in construction offer great potential concerning increases in productivity, creating more attractive jobs, and compensating for shortages of skilled labor. In his upcoming presentation, Prof. Mechtcherine will provide an overview of the original work on robotic fabrication in concrete construction at TU Dresden. He will focus on large-scale extrusion-based 3D concrete printing, solutions for integrating reinforcement in digital concrete technologies, and related challenges regarding computer vision, data processing, and process control. In particular, the presentation will cover the following key points:

  • Large scale 3D concrete printing as an advancing construction technology
  • Digital Concrete Fabrication: Natural environment for robots?
  • Reinforcement as a challenge – integration issues
  • Robot control: What one need to print safely and efficiently?
  • Data and its central role in ensuring robustness and quality
  • Computer vision as a way to assess the material flow and print objects.

The topic presents a vast terrain for potential collaborative projects with active participation from experts at TU Dresden, HTW, and other Dresden research institutions.

Referentenprofil:
Viktor Mechtcherine is Director of the Institute for Construction Materials and Full Professor at the Technische Universität Dresden, Germany. He is Editor of the Journals “Cement and Concrete Composites” and “Materials and Structures”, Member of the German National Academy of Science and Engineering and Science Academy of Saxony. Prof. Mechtcherine is Speaker of the German Research Society Priority Program „Opus Fluidum Futurum – Rheology of reactive, multiscale, multi-phase construction materials“ and of the DFG Research Training Group “Mineral-bonded composites for enhanced structural impact safety”. He is also Chair of the RILEM Technical Committee “Assessment of Additively Manufactured Concrete Materials and Structures“. Prof. Mechtcherine is RILEM Fellow and awardee of Wason Medal for Materials Research by American Concrete Institute (ACI) and Innovation Awards of the bauma and of the fib.


Oktober

Thema: Selbstorganisation in der Produktionsplanung und -steuerung
Referent: Martin Krockert

Inhalt:

In einer Zeit, in der Planungsunsicherheit oft unseren Alltag prägt, haben sich naturanaloge Verfahren als erstaunlich robust erwiesen. Diese basieren auf Prinzipien der Selbstorganisation, und genau diesen faszinierenden Ansatz habe ich in meiner Forschung intensiv untersucht.

  1. Was ist Selbstorganisation? Entdeckt mit mir die Geheimnisse dieser natürlichen Ordnung und wie sie in den unterschiedlichsten Bereichen unseres Lebens vorkommt.
  2. Wie können naturanaloge Verfahren der Selbstorganisation auf die Produktionsplanung und -steuerung übertragen werden? Lasst mich euch zeigen, wie diese Konzepte die Effizienz und Flexibilität in der industriellen Produktion revolutionieren könnten.
  3. Welche Vor- und Nachteile sind damit verbunden? Wir werden die Chancen und Herausforderungen beleuchten, die mit dem Einsatz dieser innovativen Ansätze einhergehen.

Am 24. Oktober werde ich meine neuesten Forschungsergebnisse präsentieren und versuchen, diese Fragen zu beantworten. Es erwartet euch ein fesselnder Einblick in eine Welt der Möglichkeiten, die die Selbstorganisation und naturanaloge Verfahren bieten.

Juni

Thema: Blindenmodelle für Kunstausstellungen
Referent: Prof. Dr. Markus Wacker

Inhalt:
Ein langfristig angelegtes Forschungsprojekt der DREMATRIX Gruppe um Prof. Wacker sind Möglichkeiten der Vermittlung von Kunstwerken. So entstanden unter der Leitung der Medieninformatikerin  Evelyn Zinntova Blindenmodelle zu ausgewählten Ausstellungsstücken und ein haptisch-audiovisueller Katalog zu zehn Kunstwerken der Gemäldegalerie Alte Meister und Skulpturensammlung bis 1800. Um die Arbeiten durchzuführen, wurden im Zuge der bisherigen Entwicklungen viele technische Voraussetzungen geschaffen und erfolgreich umgesetzt. So konnte bspw. in der Arbeitsgruppe ein UV-Drucker für transparente Reliefbedruckungen, Expertise auf zahlreichen 3D-Druckern und Folientiefziehmaschinen, aufgebaut weden. Die Erforschung des entstehenden mentalen Modells und die Auswirkungen der digitalen Vermittlung auf die Nutzenden ist dabei ein hoch aktuelles, aber auch herausforderndes Forschungsfeld.

Mai

Thema: Austausch mit dem Prorektorat Forschung und Transfer
Referent: Prof. Dr. Gunther Göbel, Prorektor Forschung und Transfer

Inhalt: Welche Bedürfnisse hat die Fakultät hinsichtlich Forschungsunterstützung? Zudem möchte der Prorektor folgende Themen ansprechen:

  • Generelle Entwicklungen an der HTW zu Forschung und Transfer
  • Auswertung Servicebefragung PFT
  • Entwicklung Publikationsfonds 
  • Stand und Ziele Digitalisierung im Umfeld Forschung, Auswertung RIS-Eintragungen
  • Wo geht das Geld hin?  Übersicht über die Nutzung der finanziellen Möglichkeiten im Bereich Forschung an der HTW
  • Hinweise zum neugestalteten Gastwissenschaftlerprozess und zur Promotionserfassung
  • Strategisches (Mitgestaltung Förderumfeld, Nachhaltigkeit …)

April

Thema: Arbeitsatmosphären im multimodalen Interaktionsraum
Referent: Dietrich Kammer

Inhalt: Welche Wirkung hat die durch unsere Sinne wahrgenommene Atmosphäre auf unsere Stimmung, Denken und schließlich auf unsere Arbeitsweise? Und wie lässt sich diese Atmosphäre mit digitaler Technik beeinflussen? Im einführenden Vortrag erfolgt eine Kurzvorstellung des kooperativen Forschungsprojektes 'Synchronisierte Interaktionen über Distanzen (kurz SYNC-ID)' der Fakultäten Informatik/Mathematik und Wirtschaftswissenschaften. Es wird erläutert, welche Dimensionen Atmosphären im Kontext der Arbeit besitzen und wie sich diese messen lassen. Folgend wird erläutert, welche Aspekte förderlich für kreatives, kommunikatives oder fokussiertes Arbeiten sind und wie sich diese Zustände beeinflussen lassen. 
Im Anschluss an den Vortrag gibt es eine praktische Vorführung der Installation, die sich im Bürocontainer hinter dem A-Gebäude befindet. Das System besteht aus drei Projektionswänden (3x2m), einem 16 Kanal Audiosystem, einer Raumillumination sowie taktilen Schnittstellen.

März

Thema: Überflug über die multikriterielle Optimierung
Referentin: Kerstin Dächert-Pauly

Inhalt: Der Kurzvortrag soll einen allgemeinverständlichen Einblick in das Themenfeld der multikriteriellen Optimierung bieten. Dahinter steckt die Berücksichtigung von mathematischen Optimierungsproblemen mit mehr als einer Zielfunktion, wobei sich die Zielfunktionen widersprechen. Das wiederum heißt, dass bei Verbesserung der Lösung in einer Zielfunktion die Verschlechterung in mindestens einer anderen Zielfunktion in Kauf genommen werden muss. Ein einfaches Beispiel in der Anwendung sind die Kriterien „Kosten minimieren“ und „Qualität maximieren“, die in der Regel nicht gleichzeitig erreicht werden können. Es gibt daher auch keine eine Optimallösung, nach der man sucht, sondern eine Vielzahl von Kompromisslösungen. Der sogenannte Decision Maker entscheidet, welche Lösung er oder sie präferiert. 

Nach einer mathematischen Begriffsdefinition werden insbesondere adaptive Skalarisierungen zur Auffindung von Kompromisslösungen angesprochen und von heuristischen Verfahren abgegrenzt. Der Vortrag ist explizit als „Überflug“ konzipiert und reißt Themen nur an. Fragen und Kommentare während des Vortrags sind ausdrücklich erwünscht, um etwaige Verständnisprobleme sofort aus dem Weg zu räumen und Anknüpfungspunkte für gemeinsame Forschungsaktivitäten zu identifizieren. Ich freue mich auf Ihr/Euer Kommen.


Januar

Thema: Investition in die Forschung – Diskussion zur Verwendung der Forschungsrücklagen der Fakultät
Die von jedem Forschungs- und Entwicklungsprojekt eingeworbenen Mittel werden zu einem gewissen Prozentsatz an die Fakultät weitergeben. Hinzukommen Mittel des Haushaltes, die anhand der Forschungsleistung der Fakultäten verteilt werden. In einem offenen Diskussionsrunde wird über den Umfang und die Herkunft der Mittel informiert. Im Anschluss kann darüber diskutiert werden, in welcher Form diese Mittel für die Verbesserung der Forschung in der Fakultät reinvestiert werden können. Die protokollierten Ergebnisse dienen als Ausgangsbasis für ein Rahmenwerk, zur nachhaltigen und nachvollziehbaren Mittelvergabe.

Dezember

Thema: Forschungsalltag im Fokus – welche Werkzeuge und Methoden uns effizient und glücklich machen.
Im geplanten Austausch gehen wir der Frage nach, wie sich die tägliche Arbeit der Forschenden verbessern lässt? Vor allem wiederkehrende Aufgaben der Kommunikation, der Tätigkeitsplanung sowie der Ablage von Wissen stellen einzelne Forschende und Gruppen vor nicht thematisierte Herausforderungen. Dem gegenüber offeriert der unübersichtlich Markt von Software-Produkten eine Vielzahl allheilsversprechender Werkzeuge. Ebenso divers sind die Produkte, die bereits in der Fakultät angewendet werden: von SharePoint über Redmine bis hin zu selbst gehosteten Cloud-Diensten.

Als Eröffnung der Veranstaltung möchten wir Ihnen als Forschungsgruppe tactile vision einen Einblick in unsere Arbeitsweise und die verwendeten Produkte geben. Im Anschluss gibt es die Möglichkeit, sich gemeinsam über die gesammelten Erfahrungen und Lösungsstrategien auszutauschen und eigene Ansätze vorzustellen.


November

Thema: Bau und Informatik
Inhaltlich werden wir (nicht nur metaphorisch) eine Brücke zu den geschätzten Kolleg:innen aus der Fakultät Bauingenieurwesen schlagen. Drei Nachwuchsforscher:innen präsentieren ihre aktuelle Arbeiten mit einem starken Bezug zur Informatik. 

  1. Digitalisierung der Bauwerksprüfung von Off Shore Windenergieanlagen, Karina Happel
  2. Experimentelle und numerische Quantifizierung der Hochwassereinwirkungen auf Brücken, Moritz Mantel
  3. Verbundsimulation mineralisch gebundener Carbonfaserbewehrung im Beton, Kai Zernsdorf

September

Thema: Forschungsförderung und Spracherkennung
Inhaltlich wird es diesmal zwei Teile geben. Im ersten Teil informiert Conrad Schmidt vom Prorektorat Forschung und Transfer über die aktuell erschienenen Fördermöglichkeiten auf Landes und Bundesebene (z.B. DFG und ESF/EFRE). Hierzu kann im Anschluss über Ausschreibungsformate und aktuelle Anträge diskutiert werden.

Im zweiten Teil gibt Oliver Guhr, Mitarbeiter von Prof. Böhme, einen Einblick in seine aktuelle Arbeit und Forschung. Unter anderem wird erläutert,  wie ein Voice Interface auf einfacher Hardware auch ohne Cloud funktionieren kann und wie der aktuelle State-of-the-Art zur Spracherkennung (ASR) und Sprachverarbeitung (Deep NLP mit Transformern) ist. Der Vortrag schließt mit einen Einblick in die Forschungsarbeiten von Herrn Guhr.


Juni

Thema: FH und DFG Förderung
Inhaltlich wird Kollege Sebastian Aland einen Einblick in seine Forschungsanbahnung geben. Unter dem Titel: "Warum man als FH-Professor DFG Anträge schreiben sollte?“ wird er einen Kurzabriss von relevanten Strategien zum erfolgreichen Stellen von DFG-Anträgen geben. Der Vortrag geht folgend in eine offene Diskussion über. Entsprechend ist jede:r herzlich eingeladen, sich mit Fragen, Antragsthemen und Erfahrungen in die offene Runde einzubringen. 


Mai

Thema: Organisationsmanagement und Datenvisualisierung
Inhaltlich werden Kollege Pidun und Kollege Kammer einen Überblick über ihre aktuelle Forschung geben und im Anschluss zur Diskussion einladen.

"In seiner Forschung beschäftigt sich Professor Pidun damit, wie Organisationen unter spezifischen Rahmenbedingungen effektiver arbeiten können und wie aussagekräftige Managementsysteme zur Beurteilung der organisationalen Leistung gestaltet sein sollten.“ [1] 

Prof. Dietrich Kammer erforscht, „[…] wie Daten durch Visualisierung und Interaktion erlebbar und nutzbar gemacht werden können. Mithilfe visueller Kommunikation können Informationen besonders effizient transportiert werden. Auch komplexe und kaum überblickbare, große Datenmengen können über bildliche Darstellungen verständlich präsentiert werden. In Verbindung mit Techniken der Interaktion und neuartigen Benutzerschnittstellen wird die Welt der Daten individuell erlebbar und tatsächlich begreifbar.“ [2]


März

Thema: Offene Diskussion mit dem Prorektorat Forschung und Transfer
Zum Termin möchten wir folgende Themen mit unserem Prorektor für Forschung und Transfer Gunther Göbel besprechen:

  • Generelle Entwicklungen an der HTW zu Forschung und Transfer
  • Allg. Leistungsangebot des PFT und der ZPA
  • Gastwissenschaftlerprogramm,
  • Möglichkeiten einer Forschungsprofessur, 
  • Deputatsermäßigung (für Forschung), 
  • Publikationsfonds, 
  • Infosysteme: neues Rauminformationssystem, Update Forschungsinformationssystem und ProFÜ
  • „gute“ und „böse“ Förderprogramme

Januar

Thema: Methodik zur Auslegung eines Montagesystems bei Daimler 
Zur Person: Dr.-Ing. Martin Daferner, studierte Technische Informatik an der Hochschule Ulm und Maschinenwesen an der TU Dresden wo er am Institut für Technische Logistik und Arbeitssysteme promovierte. Seit 2009 leitet er das Team „Analyse und Optimierung von Produktionssystemen“ in der zentralen Produktionsplanung bei Daimler.