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Wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in
Stellenausschreibung für das Projekt Metro-Gas
Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist das nationale Metrologieinstitut der Bundesrepublik Deutschland mit wissenschaftlich-technischen Dienstleistungsaufgaben und fördert Fortschritt und Zuverlässigkeit in der Messtechnik für Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft. Im Fachbereich 3.3 „Stoffeigenschaften und Druck“ in Braunschweig suchen wir im Rahmen des drittmittel-geförderten Projektes „MetroGas“ zum frühestmöglichen Zeitpunkt
- eine/einen Diplom-Ingenieur/in (TU) Elektrotechnik, Diplom-Mathematiker/in oder Diplom-Physiker/in oder vergleichbarer Abschluss (Doktorand/in oder Post-Doc)
Die Stelle ist auf 3 Jahre befristet. Die Vergütung erfolgt nach Entgeltgruppe 13 TVöD Bund. Die Arbeitszeit beträgt für einen Doktoranden 85%, für einen Post-Doc 100%.
Der Hintergrund:
Aufgrund der zunehmenden Einspeisung von regenerativen Brenngasen in das Erdgasnetz sowie neuer Regulierungen zur Netzauslastung kommen verstärkt netz- und strömungsmodellbasierte Rekonstruktionsverfahren zur Ermittlung der Gasqualität an Entnahme- und Verteilstellen zum Einsatz.
Die Aufgabe:
1. Durchführung des Forschungsprojekts „MetroGas“ in Zusammenarbeit mit dem Institut für Elektrische Energietechnik (IEE) der TU Clausthal (Prof. Beck), dem Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme (ISAS, Prof. Hanebeck), des KIT Instituts für Anthropomatik, Karlsruhe, und dem Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW). 2. Analyse und Weiterentwicklung modellbasierter Rekonstruktionsverfahren für die Gasqualität auf der Basis der an Einspeisestellen und Verteilknoten gemessenen Daten. 2.1 Analyse der Leistungsfähigkeit und Genauigkeit existierender Rekonstruktionsverfahren 2.2 Weiterentwicklung von Teilnetz-Modellen; Erprobung neuer Modellbildungsansätze 2.3 Entwicklung von Strategien zur Optimierung der Gasnetz-Instrumentierung 3. Die Möglichkeit der Promotion ist gegeben.
Die Qualifikation:
Diplom-Ingenieur/in (TU) der o. g. Fachrichtung, Diplom-Mathematiker/in, Diplom-Physiker/in: • Gute Kenntnisse in der Signal- und Systemanalyse sowie in der mathematischen Modellbildung • Bereitschaft zur interdisziplinären Zusammenarbeit mit Hochschulen und Industrie • Gute Kommunikations- und Kooperationsfähigkeiten, englische Sprachkenntnisse • Erwünscht: Kenntnisse der Verfahrensmesstechnik und der Automatisierungstechnik
Die PTB fördert die berufliche Gleichstellung von Frauen und Männern und ist deshalb besonders an Bewerbungen von Frauen interessiert. Die PTB bietet im Rahmen der dienstlichen Möglichkeiten flexible Teilzeitmodelle an, um insbesondere die Vereinbarkeit von Familie und Beruf zu unterstützen. Nähere Informationen hierzu finden Sie in unserem Flyer „Familien-freundliche PTB“ unter www.ptb.de/Jobs/Ausbildung. Schwerbehinderte Bewerber/innen werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt.
Informationen hierzu erhalten Sie bei Herrn Prof. K.-D. Sommer, Tel.: 0531 592-3010. Näheres zu Aufgaben und Struktur der PTB unter www.ptb.de. Diese Ausschreibung als PDF.
Sind Sie interessiert?
Ihre aussagefähige Bewerbung richten Sie bitte bis zum 31. Dezember 2010 unter Angabe der Kennziffer 52/10-3 an die Physikalisch-Technische Bundesanstalt
- Bundesallee 100
- 38116 Braunschweig
- oder E-Mail:
- Bewerbung@ptb.de
oder
- Prof. Dr.-Ing. Uwe D. Hanebeck
- Karlsruher Institut für Technologie
- Institut für Anthropomatik - ISAS
- Kaiserstraße 12
- D-76128 Karlsruhe
Stellenausschreibung für den Forschungsbereich Stochastische nichtlineare modell-prädiktive Regelung über digitale Netze
Im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1305
- Regelungstheorie digital vernetzter dynamischer Systeme
ist am Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme (ISAS) der Fakultät für Informatik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ab sofort eine volle Stelle als wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in mit einer Vergütung gemäß TV-L E13 (ehemals BAT II a) im Forschungsbereich
- Stochastische nichtlineare modell-prädiktive Regelung über digitale Netze
zu besetzen.
Themenbeschreibung:
In vielen Anwendungen sind der Regler und der zu regelnde Prozess räumlich voneinander getrennt und kommunizieren lediglich über ein Netzwerk miteinander. Da hierbei die Zuverlässigkeit und Rechtzeitigkeit der Informationsübermittlung im Allgemeinen nicht mehr gewährleistet werden kann, muss dieser Aspekt bereits beim Entwurf des Reglers Berücksichtigung finden.
Ein Ansatz zur Kompensation dieser Störungen ist, anstelle eines klassischen Reglers einen modell-prädiktiven Regler einzusetzen. Dabei erfolgt die Bestimmung der optimalen Stellgröße nicht mehr nur in Abhängigkeit vom derzeitigen Zustand der Strecke, sondern auch vom zukünftigen Verhalten des Systems.
In diesem Projekt soll ein stochastisches nichtlineares modell-prädiktives Regelungsverfahren entworfen werden, welches die Zeitverzögerungen und Ausfälle bei der Übermittlung der Stellgrößen und Messwerte explizit berücksichtigt und in eleganter Weise löst. Im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen sollen insbesondere Informationen über noch nicht sicher übermittelte Daten systematisch bei der Bestimmung des optimalen Stellwerts in Form von Verteilungsdichten berücksichtigt werden.
Was wir bieten:
Wir bieten eine zügige Promotion innerhalb von drei Jahren in einem jungen, motivierten Team mit einer intensiven Betreuung und einer sehr guten technischen Ausstattung. Eine Vernetzung mit der nationalen Wissenschaftsgemeinde ist durch die Einbettung dieses Projekts in das Schwerpunktprogramm 1305 garantiert. Zudem wird durch mögliche Auslandsaufenthalte ein internationaler wissenschaftlicher Austausch gefördert.
Was wir erwarten:
Wir erwarten Begeisterungs- und Teamfähigkeit, ein hohes Engagement, Selbständigkeit und einen überdurchschnittlichen Universitätsabschluss in den Fachrichtungen Informatik, Mathematik oder Elektrotechnik.
Qualifikationsprofil:
Der/Die geeignete Kandidat/in sollte über fundierte Grundlagen in den Bereichen System- und Schätztheorie sowie Regelungstechnik verfügen und die Befähigung zu eigenständigem wissenschaftlichem Arbeiten mitbringen. Außerdem wird die Bereitschaft vorausgesetzt, sich in neue, komplexe Themengebiete einzuarbeiten.
Das Karlsruher Institut für Technologie strebt einen hohen Anteil von Frauen in Forschung und Lehre an. Qualifizierte Wissenschaftlerinnen sind deshalb nachdrücklich aufgefordert, sich zu bewerben. Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt.
Bewerbungen sind mit den üblichen Unterlagen (Lebenslauf, Darstellung des wissenschaftlichen und beruflichen Werdegangs, Zeugnisse) zu richten an:
- Prof. Dr.-Ing. Uwe D. Hanebeck
- Karlsruher Institut für Technologie
- Institut für Anthropomatik - ISAS
- Kaiserstraße 12
- D-76128 Karlsruhe
Wissenschaftliche Hilfskraft
Beyond FEM: Nichtlineare Modellierung mit Elementfreien Methoden
Elementfreie Methoden und Partikel-Methoden sind eine zukunftweisende Alternative zu den klassischen Finite Elemente Methoden. Ihre Grundidee ist die Repräsentation des Simulationsobjektes durch eine Partikelverteilung. Da keine Verbindungsinformation zwischen den Diskretisierungsknoten erforderlich ist, bieten diese Methoden mehr Flexibilität bei der Modellierung von physikalischen Phänomenen, wie z.B. eine Gasexplosion, die Wasserströmung oder mechanische Körper. Auch im medizinischen Bereich können diese Methoden erfolgreich genutzt werden.
Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Anwendung dieser Methoden für die Simulation der Bewegung eines elastischen Körpers und im Vergleich mit den klassischen Methoden. Zuerst erfolgt die Einarbeitung in die Theorie der physikalischen Modellierung und die am ISAS entwickelten Ansätze. Anschließend sollen diese Modelle für das nicht lineare Verhalten erweitert werden.
Das Projekt wird durch das Graduiertenkolleg 1126 „Intelligente Chirurgie“ gefördert und bietet somit auch die Möglichkeit für einen Einblick in den medizinischen Bereich.
Interesse in der Computergraphik und an mathematischen Fragestellungen ist von Vorteil.
Weitere Informationen (auch zu verwandten Themen und Studien-/Diplomarbeiten) gibt es bei: Gerhard Kurz
Weiterentwicklung virtueller Umgebungen für die Telepräsenz
Das am ISAS entwickelte System für weiträumige Telepräsenz erlaubt einem Benutzer sich auf natürliche Weise in einer entfernten, realen oder virtuellen Umgebung zu bewegen. Dafür werden multimodale (bzw. visuelle, akustische und haptische) Sinneseindrücke aus der entfernten Umgebung aufgenommen und an den Benutzer weitergeleitet.
Im Rahmen einer Tätigkeit als wissenschaftlicher Hilfskraft sollen selbstentwickelte oder bereits vorhandene virtuelle Szenarien in das bestehende Telepräsenzsystem integriert und getestet werden. Zu diesem Zweck soll die vorhandene Software um neue Komponenten aktualisiert und dokumentiert werden.
Voraussetzungen:
- Erfahrung im Umgang mit Linux
- Kenntnisse in der Programmierung mit C++ und/oder Python
- Erfahrung mit CORBA ist hilfreich
- Fähigkeit selbstständig und zielorientiert zu arbeiten
Weitere Informationen (auch zu verwandten Themen und Studienarbeiten) gibt es bei: Antonia Pérez Arias
Ausstattung der ISAS-Laufroboter mit Sensoren zur Abstandsmessung
Am Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor Systeme werden seit einigen Jahren Laufrobotor bei der Evaluierung der erforschten Ansätze zur nichtlinearen Zustandsschätzung und modell-prädiktiven Regelung entwickelt. Die Laufroboter lokalisieren sich untereinander mittels Distanzmessungen, die in der vorhandenen Testumgebung durch ein Kamerasystem emuliert werden.
Im Rahmen der Tätigkeit als wissenschaftliche Hilfskraft sollen die Roboter mit Sensoren zur Abstandsmessung ausgestattet werden. Durch Verwendung dieser Sensoren entsteht die Möglichkeit, die Regelungsalgorithmen in realistischeren Szenarien zu testen.
Aufgaben:
- Einarbeitung in die Thematik der Abstandsmessung
- Auswahl eines geeigneten Sensors
- Integration des Sensors in vorhandene Hard- und Software
Voraussetzungen:
- Erfahrung im Umgang mit elektronischen Schaltungen
- Programmierkenntnisse erforderlich (idealerweise in MatLab)
- Fähigkeit selbstständig und zielorientiert zu arbeiten
- Spaß am Basteln
Weitere Informationen (auch zu verwandten Themen und Studien-/Diplomarbeiten) gibt es bei: Achim Hekler, Daniel Lyons
Entwicklung einer Software zur Schätzung der Herzbewegung mittels optischer Sensoren
Zur Unterstützung eines Chirurgen bei Operationen am schlagenden Herzen wird ein robotergestütztes Chirurgiesystem entwickelt, das die Operationsinstrumente mit der Herzbewegung synchronisiert. Für die damit notwendige Prädiktion der Herzoberfläche wird ein stochastisch dynamisches Bewegungsmodell unter Verwendung von aktuellen 3D-Messdaten der Herzoberfläche konzipiert. Die 3D-Messdaten können z.B. mit Hilfe von optischen Sensoren erfasst werden. Mit den Aufnahmen des Stereo-Kamerasystems werden Experimente für die Schätzung von Herzbewegungen evaluiert. Um beim täglichen Experimentieren nicht immer auf Grosstierexperimente angewiesen zu sein, wird derzeit eine Simulationsumgebung mit einem künstichen Herzen (siehe Abbildung) aufgebaut.
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Die Aufgabe der wissenschaftlichen Hilfskraft ist es, die Funktionalität der vorhandenen Software weiter auszubauen, die Software mit neuen Komponenten zu aktualisieren, sowie die Dokumentation zu pflegen.
Die Vorausetzungen sind:
- Kenntnisse in der Programmierung mit C++ und MATLAB
- Erfahrungen in der Kalibrierung von Stereo-Kameras und der 3D- Rekonstruktion, sowie in der Bildverarbeitung sind hilfreich.
Weitere Informationen (auch zu verwandten Themen und Studien-/Diplomarbeiten) gibt es bei: Gerhard Kurz
Multimediale Aufbereitung aktueller Forschung
Neue Forschungsergebnisse müssen in einem anwendungsfreundlichen Format präsentiert und öffentlich zugänglich gemacht werden, um eine Weiterverwendung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, aber auch ein Verständnis der Öffentlichkeit für den Nutzen der einzelnen Forschungsthemen zu erleichtern. Die WWW-Seiten des ISAS sollen hierfür erweitert werden, um Quellcode mitsamt Daten, Anleitung, Präsentation etc. verfügbar zu machen. Gleichzeitig sollen unterstützende Materialien, wie Videos und Animationen, eingebettet werden (siehe oben). Hierfür suchen wir einen engagierten Hiwi, der eigenverantwortlich aktuelle Forschungsarbeiten aufbereitet und bei die technische Bereitstellung unterstützt. Wir bieten ein kreatives Arbeitsumfeld und die Möglichkeit die aktuelle Forschung am Lehrstuhl aktiv zu unterstützen.
Aufgaben:
- Eigenständige Aufbereitung aktueller Forschungsergebnisse für z.B. YouTube,
- Unterstützung bei der Erstellung von Animationen und Videos,
- Bereitstellung von Quellcode, Animationen, Folien,
- Einbettung der Ergebnisse auf einer MediaWiki/PHP-basierten Webseite.
Weitere Informationen (auch zu verwandten Themen und Studienarbeiten) gibt es bei: Benjamin Noack
