Promovieren am CITEC

Doktorandinnen und Doktoranden berichten von ihren Projekten

Von Alltagsgeräten bis hin zu Robotern: Am Exzellenzcluster CITEC werden intelligente technische Systeme entwickelt. Zu den Forschenden dahinter gehören auch die Doktorandinnen und Doktoranden aus den 28 Forschungsgruppen. Dieser Artikel stellt drei von ihnen vor – wer sie sind und woran sie wissenschaftlich arbeiten.

Timo Korthals erzählt, wie autonome Systeme ihre Umwelt wahrnehmen können

Timo Korthals Name: Timo Korthals
Alter: 31 Jahre
Forschungsgruppe: Kognitronik und Sensorik (Prof. Dr.-Ing. Ulrich Rückert)

„Ich arbeite daran, wie ein autonomes System seine Umwelt wahrnehmen kann – zum Beispiel ein autonomes Fahrzeug auf der Straße. Mit verschiedenen Sensoren kann das Auto einzelne Aspekte der Umwelt erkennen, zum Beispiel Objekte oder Hindernisse auf dem Weg. Die große Herausforderung ist, die verschiedenen Informationsquellen so zusammenzuführen, dass ein besseres Gesamtbild entsteht. Ein Hindernis, das spricht, ist beispielsweise ein Mensch und kein Baum und muss somit besonders berücksichtigt werden. Damit autonome Systeme dies in Zukunft sicher erkennen, müssen verschiedenste Informationsquellen ad-hoc beachtet werden können. Ich entwickele dafür eine allgemeine Sensorsprache auf Basis unserer Forschungs- und Lehrplattform AMiRo, ein autonomer Mini-Roboter. Der Ansatz soll es autonomen Systemen in Zukunft ermöglichen, ihre Umwelt besser zu verstehen und sich gegenseitig verständigen zu können.

In ein bis zwei Generationen werden wir auf den Straßen und auch im Haushalt vorwiegend autonome Systeme vorfinden. Ich denke, es ist nur eine Frage der Zeit, bis Fahrzeuge und Arbeitsmaschinen nur noch als autonome Fahrzeuge gebaut werden. Unfälle werden reduziert und der Mensch wird entlastet, sodass nebenbei noch die Zeitung gelesen oder ein Kaffee getrunken werden kann.“

Lorena Aldana Blanco erzählt, warum es hilfreich ist, medizinische Daten in Geräuschen wiederzugeben

 Lorena Aldana Blanco Name: Lorena Aldana Blanco
Alter: 30 Jahre
Forschungsgruppe: Ambient Intelligence / Umgebungsintelligenz (Dr. Thomas Hermann)

“Ich komme aus Bogotá in Kolumbien, wo ich Sound Engineering studiert habe. Vor drei Jahren habe ich entschieden, meine Doktorarbeit zu Sonifikation zu schreiben. Sonifikation ist die Repräsentation von Daten durch Geräusche. Nach Bielefeld bin ich gekommen, weil ich den Namen meines jetzigen Betreuers, Thomas Hermann, in vielen Artikeln zu dem Thema gelesen habe. In meinem Projekt entwickele ich Werkzeuge, mit denen man die elektrische Aktivität des Herzens verklanglichen kann. Ärzte in Kliniken sind oft mit vielen Signalen zur selben Zeit konfrontiert – überwiegend visuelle Signale. Oft gibt es Situationen, in denen sie ein Signal überwachen müssen, aber gleichzeitig visuell mit einer anderen Aufgabe beschäftigt sind. Zum Beispiel müssen sie Störungen am Herzen erkennen, während sie medizinisch behandeln. Das System, das ich entwickelt habe, wandelt die Herzsignale in Geräusche um. Wenn man die Sonifikationsgeräusche gestaltet, ist es wichtig, dass die Geräusche nicht ermüdend sind, sondern bedeutungsvoll und nützlich. Das ist herausfordernd, weil jede und jeder Geräusche unterschiedlich wahrnimmt. Außerdem könnte ein Geräusch in einem OP-Saal auch anders wirken als in einem Behandlungszimmer beim Arzt.

Geräusche und Musik sind wichtige Bestandteile meines Lebens. Mich interessieren Musik und die Aufnahme und die Gestaltung von Geräuschen seit langem. Der medizinische Anteil meines Projektes ist neu für mich. Ich habe viel über die Komplexität des Herzens gelernt. Heute entwickele ich Werkzeuge, die vielleicht in der Zukunft vielen Menschen helfen könnten – nicht nur in Krankenhäusern. In meiner Vorstellung wird das System auch in Privathäusern genutzt, zum Beispiel in Kolumbien, wo Menschen mit Herzproblemen manchmal weit entfernt von einem Krankenhaus leben und keinen schnellen Zugang zu medizinischer Ausrüstung haben. Das System sollte bezahlbar sein, sodass die Menschen ihre Herzfunktion selbst kontrollieren können.”

José Monteagudo erzählt, wie sich Schmeißfliegen in ihrer Umgebung zurechtfinden und wie die Strategie auf Roboter übertragen werden könnte

José Monteagudo Name: José Monteagudo
Alter: 27 Jahre
CITEC-Forschungsgruppe: Neurobiologie (Prof. Dr. Martin Egelhaaf)

„In Spanien habe ich Biologie studiert. Seitdem bin ich fasziniert von Physiologie: Was macht ein Tier, um zu leben? Wie funktioniert es? In meinem Promotionsprojekt untersuche ich, was ein Tier visuell leisten muss, um sich in seiner Umgebung zurechtzufinden. In diesem Fall arbeite ich mit krabbelnden Schmeißfliegen. Fliegen haben ein sehr kleines Gehirn und wenn sie sich auf ihren sechs Beinen fortbewegen, wackelt ihre Sicht. Trotz dieser Einschränkungen können sie Ziele anvisieren, Nahrung finden, sich gegenseitig verfolgen. Das ist sehr beeindruckend. Ich habe die Fliegen in einem Käfig laufen lassen und herausgefunden, dass sie immer auf ein Objekt zusteuern, das frontal vor ihnen liegt – egal wie nah oder weit weg es ist. Distanzen und andere Objekte werden ignoriert. Eine sehr simple, aber effiziente Strategie.

Das kleine und effiziente Nervensystem der Fliegen kann eine Inspiration für die Produktion von energiesparenden, autonomen Robotern sein. Am CITEC wurde bereits die Roboter-Stabheuschrecke Hector entwickelt – aus dem Vorbild der Natur. Ich stelle mir auf Basis der Fliegenforschung einen Roboter vor, der sich krabbelnd in dunklen Ruinen oder eingestürzten Bauten zurechtfinden und diese zum Beispiel für die Rettung von Menschen erforschen kann.”

Originalbeiträge auf Facebook:
Timo Korthals: https://bit.ly/2v9tkd6
Lorena Aldana Blanco: https://bit.ly/2N5giVD
José Monteagudo: https://bit.ly/2E4SfGr

Weitere Informationen:
CITEC-Promovierende und ihre Forschung: https://cit-ec.de/de/graduiertenschule

Kontakt:
Claudia Weymann, Universität Bielefeld
Exzellenzcluster CITEC, Graduiertenschule
Telefon: +49 521 106-6566
E-Mail: cweymann@cit-ec.uni-bielefeld.de