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Quantencomputer bieten enorme Chancen. Mit ihrer überlegenen Rechenleistung haben sie beispielsweise das Potenzial, komplexe Probleme bei chemischen Reaktionen, Maschinellem Lernen oder der Kryptografie zu lösen. Um sie schneller in die Anwendung zu bringen, entwickelt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen mit Partnern aus Industrie und Forschung in der DLR Quantencomputing-Initiative (DLR QCI) Quantencomputer, Enabling-Technologien und Anwendungen. Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ist nun auch als Auftragnehmer in die DLR QCI eingebunden: Die Partner bündeln im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützten Projekt »QUANT²AI« ihre Expertisen, um die Quantentechnologie voranzubringen.

Mit der Bestimmung des Solvenzkapitals, also dem Kapital, das Versicherungen vorhalten müssen, um auch am Ende des Jahres zahlungsfähig zu sein, beschäftigt sich unsere Abteilung Finanzmathematik« schon sehr lange. Um die sogenannte Solvenzquote errechnen zu können, setzen die Forschenden auch auf Künstliche Intelligenz (KI). Wie sich die Forschung in diesem Bereich entwickelt hat, erläutert Prof. Dr. Ralf Korn. Er hat die Abteilung »Finanzmathematik« über Jahre geleitet und bringt seine Expertise nun als Berater sowie Mitglied des Scientific Advisory Boards des Instituts ein.

Auf der diesjährigen Jahrestagung der Gesellschaft für Operations Research (GOR) am 30. August 2023 erhielt Prof. Dr. Anita Schöbel den Wissenschaftspreis der GOR. Die Auszeichnung ist der wichtigste Preis, den die Gesellschaft vergibt und zeichnet alle zwei Jahre eine Wissenschaftlerin oder einen Wissenschaftler für außergewöhnliche Leistungen zur Entwicklung des Schwerpunktes »Operations Research« aus. Schöbel ist Leiterin des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM sowie Professorin an der Rheinland-Pfälzisch Technischen Universität Kaiserslautern-Landau RPTU.

Über 358 000 Menschen kamen in Deutschland 2022 laut Statistischem Bundesamt bei Verkehrsunfällen zu Schaden. Oft verhindert ein Airbag dabei Schlimmeres. Während der Fahrt liegt er gut verborgen unter einer hochwertigen Kunststoff-Oberfläche, die große Teile des Cockpits überzieht: der Slush-Haut. Damit diese an den richtigen Stellen reißt, wenn der Airbag auslöst, wird sie nach der Produktion vorsichtig angeritzt. Doch Material und eingebrachte Sollrissstelle müssen optimal aufeinander abgestimmt sein, sodass der Airbag sich im Ernstfall voll entfalten kann. Um dies sicherzustellen, kommt zur Überprüfung der Slush-Häute nun nutzerfreundliche Spitzentechnologie zum Einsatz: Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern hat ein handgeführtes Terahertz-Messsystem entwickelt, mit dem eine individuelle und zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Slush-Häuten möglich ist.

Diese Woche dreht sich in unserem Streuspanne-Podcast alles rund um das Thema »Tempolimit«. Dabei werden Fragen zum aktuell wahrscheinlich wichtigsten Thema des Verkehrssektors beantwortet: Könnte man die Klimaziele mit Veränderung in der Mobilität erreichen? Wie kann man bspw. die CO2-Einsparung durch ein Tempolimit empirisch, also mithilfe von Statistik, ermitteln? Und wie kann man mit guten Argumenten für ein Tempolimit sein?

Im Projekt »PflegeForensik« gehen Forschende des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern gemeinsam mit der Generalstaatsanwaltschaft Dresden und dem Kommissariat für Wirtschaftskriminalität der Polizeidirektion Leipzig mithilfe von KI gezielt gegen Abrechnungsbetrug im Pflegedienst vor. Die Arbeiten wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm »Forschung für die zivile Sicherheit« gefördert.

Ehre, wem Ehre gebührt: Mit einem besonderen Workshop feierte die Abteilung »Finanzmathematik« des Fraunhofer ITWM gemeinsam mit der Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau RPTU im Juni 2023 den 60. Geburtstag von Prof. Dr. Ralf Korn nach. Dafür kamen viele Mathematikerinnen und Mathematiker ans Institut, deren beruflicher Werdegang eng mit ihm verknüpft ist. Der Mathematiker hat die Abteilung »Finanzmathematik« gegründet, ist als Berater des Fraunhofer ITWM weiter mit an der Forschung beteiligt und hat u.a. 60 Promotionen betreut.

Zusammen mit der Arbeitsgruppe (AG) »Optimierung« der Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) veranstaltet das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM die Konferenz ISOLDE 2023. Sie bringt die Operations-Research-Gemeinschaft aus verschiedenen Teilen der Welt zusammen. Unsere Institutsleiterin Prof. Dr. Anita Schöbel ist in leitender Position der AG »Optimierung« und Hauptorganisatorin der Konferenz. Wir haben sie im Interview nach den Merkmalen dieser interdisziplinären Tagung gefragt.

Vliesstoffe spielen in einer Reihe von Branchen eine zentrale Rolle, wie beispielsweise der Automobilindustrie, dem Gesundheitswesen, der Medizin, dem Bauwesen oder der Filtration. Da die Nachfrage nach diesen vielseitigen Materialien weiter steigt, schließen sich nun Bettarini & Serafini S.r.l bematic ® , Siriotek und das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM zusammen, um die Air-Lay-Technologie weiterzuentwickeln. Auf der ITMA, der Fachmesse für Textilien, Bekleidung und Innovation, stellen die drei Partner erstmals gemeinsam das Projekt vor.

Die Deutsche Gesellschaft für Versicherungs- und Finanzmathematik e.V. (DGVFM) und die Deutsche Aktuarvereinigung e.V. (DAV) haben am Mittwoch, den 17. Mai 2023, den renommierten GAUSS-Preis und drei GAUSS-Nachwuchspreise für herausragende wissenschaftliche Arbeiten aus der Versicherungs- und Finanzmathematik verliehen. Auch das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM kann sich freuen: Dr. Simon Schnürch wird für seine Dissertation ausgezeichnet. Auf derselben Veranstaltung wurde Prof. Dr. Ralf Korn erneut zum DGVFM-Vorsitzenden gewählt.

Kaum ein Thema wird derzeit mehr diskutiert: die Energiewende. Ihren Herausforderungen haben sich auch Forschende des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern verschrieben und entwickeln bereits seit Jahren innovative Methoden und Modelle für die Energiebranche. Vom 23. bis 25. Mai 2023 stellen die Forschenden verschiedene Energie-Projekte auf der Leitmesse E-world in Essen vor.

Für Valentino Bizuga ist Halbzeit seines Praktikums am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM. Vier Wochen lang darf der Abiturient in die Berufswelt von Mathematiker:innen eintauchen und erste Erfahrungen in der Forschung sammeln. Wir haben den Anlass genutzt und unsere studentische Hilfskraft Antoinette Duus aus dem Team »Kommunikation« hat den 19-Jährigen interviewt.

Eine monatliche Unterstützung von 600 Euro und ein studienbegleitendes Programm – das bietet das Felix-Klein-Zentrum Mathematik-Studierenden an der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau. Noch bis 31. Mai können sich Bachelor- und Masterstudierende sowie angehende Erstsemester für das Wintersemester 2023/24 bewerben.

Die beiden bloggenden Statistiker Dr. Sascha Feth und Dr. Jochen Fiedler sprechen mit Moderatorin Esther Packullat und Gastteilnehmerin Nathalie Steil in dieser Folge über Einschaltquoten, ihre Bedeutung und vor allem: die Grundlagen ihrer mathematischen Erschließung.

Für 13 rheinland-pfälzische Schülerinnen und Schüler heißt es im Juni 2023: Wir fahren nach Berlin! Sie sind die Besten des Mathe-Camps am Fachbereich »Mathematik« der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) und werden Rheinland-Pfalz bei der Endrunde der Mathematik-Olympiade vertreten. Wer zur Sieggruppe gehört, wurde heute bei der Abschlussfeier am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM verkündet.

Seit dem 1. Januar 2023 ist Prof. Dr. Anita Schöbel Präsidentin der »Association of European Operational Research Societies« (EURO). Nach der einstimmigen Wahl im Sommer 2021 konnte sie sich als »President Elect« ein Jahr lang auf ihre Amtszeit vorbereitet. Wir haben Sie zu Ihrer bisherigen Amtszeit interviewt.

Für das Land Rheinland-Pfalz sind Biotechnologie und Quantencomputing zwei wichtige Forschungsschwerpunkte, darum brachte Wissenschaftsminister Clemens Hoch gleich zwei Förderbescheide nach Kaiserslautern. Unterstützt werden die Quanteninitiative Rheinland-Pfalz (QUIP) und das am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM beheimatete Projekt MaTBiZ.

Die beiden bloggenden Statistiker Dr. Sascha Feth und Dr. Jochen Fiedler sprechen mit Moderatorin Esther Packullat in dieser Folge über das sogenannte »Mikromort«. Dabei handelt es sich um eine Einheit, mit der man tödliche Risiken im Alltag messen kann. Bei dieser Gelegenheit reden sie zudem über Risikobewertung und -einschätzung.

Bei der Reflexionsseismik dringen Schallwellen viele tausend Meter unter die Erdoberfläche. Die reflektierten Signale lassen Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Untergrunds zu. Dabei werden Öl- und Gasvorkommen entdeckt. Auch wenn diese im Zuge der Abkehr von fossilen Energien nicht mehr gefördert werden: Genaue Kenntnisse der Gesteinsstrukturen sind notwendig, um bekannte Reservoirs noch besser zu verstehen. Als Speicher für Treibhausgase könnte der Untergrund ebenfalls eine Rolle spielen. Mit verbesserten Algorithmen für Maschinelles Lernen (ML) und neuen Konzepten im High Performance Computing werten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM die Seismik-Daten jetzt noch detailgenauer aus. Die Technik könnte auch beim Bau von Windkraftwerken helfen.

Klingt lustig, ist aber ernste Wissenschaft und wird darum auch gefördert vom rheinland-pfälzischen Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit: FAST-MoPPS heißt ein neues Projekt zur Entwicklung mobiler PCR-Tests. Ministerialdirektor Daniel Stich übergab in Mainz den Förderbescheid an die beteiligten Fraunhofer-Institute: Das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM und das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM.

Die Zukunft der industriellen Datenverarbeitung übernehmen sogenannte Edge-Geräte, die Daten bereits im Schaltschrank erfassen und vorverarbeiten. Im Projekt EMILIE arbeitet das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM gemeinsam mit Verbundpartnern an der Verbesserung dieser Technologien. Dabei haben die Forschenden unter anderem die Energieeffizienz großer Mühlen im Blick.

Programmierbare Materialien sind wahre Formwandler. Auf Knopfdruck ändern sie kontrolliert und reversibel ihre Eigenschaften und passen sich selbstständig an neue Gegebenheiten an. Einsatzbereiche sind beispielsweise bequemes Sitzen oder Matratzen, die das Wundliegen verhindern. Dabei verformt sich die Unterlage so, dass die Auflagefläche groß ist und sich der Druck auf die Körperteile dadurch verringert. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer Cluster of Excellence Programmierbare Materialien CPM entwickeln solche programmierbaren Materialien und bringen sie gemeinsam mit Industriepartnern zur Marktreife. Ziel ist es unter anderem, den Einsatz von Ressourcen zu reduzieren.

Lasst uns über Schach sprechen! Hätte bei dieser Ansage vor ein paar Jahren noch manch einer gegähnt, geht das in diesen Tagen wie von selbst. Denn Serien und Filme wie »das Damengambit« oder »die Schachnovelle« haben dazu beigetragen, dass über Schach geredet wird – aktuell wohl aber vor allem der diesjährige Betrugsskandal rund um Großmeister Hans Niemann.

Die Produktion von Infektionsschutzkleidung ist material- und energieintensiv. Fraunhofer-Forschende haben nun eine Technologie entwickelt, die bei der Produktion von Vliesstoffen hilft, Material und Energie zu sparen. Auf Basis einer mathematischen Modellierung steuert ein Digitaler Zwilling wesentliche Prozessparameter der Herstellung. Neben der Verbesserung der Maskenherstellung eignet sich die Lösung ProQuIV auch dazu, die Produktionsparameter für andere Anwendungen der vielseitig einsetzbaren technischen Textilien zu optimieren. Die Herstellende können so flexibel auf Unternehmenswünsche und Marktveränderungen reagieren.

Der Bezirksverband Pfalz verleiht jedes Jahr den Zukunftspreis Pfalz für herausragende Innovationen, Höchstleistungen in Forschung und Wissenschaft sowie nachhaltige Entwicklung unserer Region. Mit dem Lebenswerkspreis würdigt er Personen, die sich zeitlebens um diese Bereiche verdient gemacht haben. 2022 geht eine dieser Ehrungen an Prof. em. Dr. Helmut Neunzert, mit dem unser Institut in ganz besonderer Weise verbunden ist. Er war Mitbegründer und Leiter des Fraunhofer ITWM.

Nachdem wir in unserem vorangegangenen Blogbeitrag erläutert haben, wie sich die beiden Begriffe »Künstliche Intelligenz« (KI) und »Maschinelles Lernen« (ML) voneinander abgrenzen, geht es in diesem Text speziell um ML und verschiedene Kategorien. Wir stellen im Folgenden die vier wichtigsten Arten von ML vor und zeigen Beispiele aus der Praxis. Die ersten drei behandelten Kategorien unterscheiden sich dahingehend, welche Daten zum Einsatz kommen. Bei der vierten ML-Kategorie geht es um Lernen durch Interaktion mit der Umwelt.

Am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ging das diesjährige Girls-Camp der MINT-EC-Talentschool zu Ende. Eine Woche lang konnten Schülerinnen aus ganz Deutschland in die Berufswelt der Mathematiker:innen eintauchen und außerdem erste Schritte auf dem Campus der TU Kaiserslautern gehen.