Doppelte Auszeichnung: KI-Talente und Robotik Talente des Niedersächsischen Wirtschaftsministeriums gehen an Bachelorarbeiten der Hochschule Hannover

KI-Talente: Simulation, Machine Learning und Transport von Personen und Gütern

Für ihre Bachelorarbeit mit dem Titel „Prototypische Entwicklung und Evaluation von Machine Learning Modellen zur Parametrierung eines agentenbasierten Simulationsmodells – Ein gestaltungsorientierter Ansatz am Beispiel des kombinierten simultanen Transports von Personen und Gütern“ erhält Laura Nguyen die Auszeichnung KI-Talent im Bereich Bachelorarbeiten. Der Preis ist mit 2.000 Euro dotiert.

„Der Gewinn kam für mich überraschend und die Freude darüber ist sehr groß. Er bedeutet für mich, dass meine Arbeit im Fachkreis anerkannt und geschätzt wird. Vor allem aber zeigt es, dass mein Thema Potenzial hat um weiter erforscht und untersucht zu werden“, berichtet die Preisträgerin. „Gleichzeitig bedeutet die Auszeichnung, dass ich Vertrauen in mich und meine Leistung haben kann und sollte. Es lohnt sich, aus seiner Komfortzone herauszubrechen und neue Wege zu gehen.“

Anfangs war Laura Nguyen skeptisch, als ihre Betreuerin Prof. Dr. Maylin Wartenberg die Einreichung der Bachelorarbeit vorschlug. Umso größer ist nun der Stolz über die Auszeichnung. „Es freut mich riesig, dass so eine anwendungsbezogene Arbeit anerkannt wird“, sagt Maylin Wartenberg.

Die Arbeit entstand im Rahmen des BMDV-Forschungsprojekts Kombinom der Forschungsgruppe „das hub“ (data analytics and simulation hub). „Das hub“ der Hochschule Hannover ist interdisziplinär aufgestellt und hat dementsprechend verschiedene Schwerpunkte – unter anderem Simulation und Machine Learning. „Ich habe nach Möglichkeiten gesucht, beide Disziplinen miteinander zu verknüpfen“, erinnert sich Maylin Wartenberg. „Auf dem Gebiet gibt es bisher wenig Forschung, generell aber viel Potenzial Muster in großen Datenmengen in die Simulation zu integrieren.“

Und genau dort setzt Laura Nguyen in ihrer Bachelorarbeit an: Das Amt für regionale Landesentwicklung Leine-Weser stellte Mobilitätsdaten bereit. Dadurch lag eine große Datenmenge vor, anhand derer Muster für typische Mobilitätsaufkommen erkannt werden sollten. Diese Muster sollten dann in ein Machine Learning Modell in die Simulation zur Vorhersage der Anzahl der Trips integriert werden. Es gab während der Arbeit zwar einige Hürden, aber Laura Nguyen ist sich in einem sicher: „Die Arbeit mit den neuen Tools hat Spaß gemacht. In das Gebiet der Simulation musste ich mich komplett neu reinfuchsen. Dadurch konnte ich neue Fähigkeiten aufbauen – das ist für mich persönlich sehr spannend und nachhaltig.“

Durch ihre Bachelorarbeit liefert Laura Nguyen nicht nur hervorragende Ergebnisse, sondern auch zukunftsweisende Optionen. So startet sie in einem Lehrauftrag gemeinsam mit Maylin Wartenberg ein Studierendenprojekt im Studiengang Wirtschaftsinformatik, in dem die Machine Learning Modelle für Simulationen weiterentwickelt werden sollen.

Robotik Talente: Industrieroboter, Industrie 4.0 und Beer-Pong

Für seine Bachelorarbeit mit dem Titel „Bionische Modellierung einer Wurfbewegung mittels eines Industrieroboters“ erhält Eduard Graf die Auszeichnung „Robotik Talent“ im Bereich Bachelorarbeiten. Der Preis ist mit 1.500 Euro dotiert. Bereits im Juni gewann er mit seiner Arbeit auch den VDE Preis.

„Die Auszeichnung zeigt Herrn Graf und allen am Projekt beteiligten Personen, dass wir mit unserer Arbeit auf dem richtigen Weg sind“, sagt Prof. Dr.-Ing. Martin Mutz, der die Arbeit betreut hat. Die Idee für das Thema entstand vor etwa drei Jahren, als bei mehreren Studierenden der Wunsch nach einer Abschlussarbeit im Bereich Industrie 4.0 entstand. „Zu der Zeit habe ich selbst angefangen, mich mit den Themen Machine Learning und Object Detection zu beschäftigen. Es lag nahe, dass wir unsere Interessen und Synergien nutzen wollten“, erinnert sich Martin Mutz. Mit Unterstützung aus dem fachübergreifenden Kollegium konnte auf einen Industrieroboter aus dem Labor zurückgegriffen werden.

„Das Projektziel war es, dem Industrieroboter mittels Bilderkennung und Machine Learning das Beer-Pong-Spiel beizubringen“, betont der Professor mit einem Schmunzeln. Dadurch sei einerseits die Motivation im Team gestiegen, einen Roboter zu entwickeln, der besser werfen konnte als die Studierenden. Andererseits bot dieses Umfeld viele Möglichkeiten verschiedene Technologien aus unterschiedlichen Fachbereichen zu kombinieren, um so den Roboter Industrie 4.0 tauglich zu machen.

Die Aufgabe von Preisträger Eduard Graf war es zunächst, den Laborroboter so umzubauen, dass ein Greifen und Werfen des Tischtennisballs ermöglicht wurde. Hierfür hat er die gesamte Konstruktion einer Saugvorrichtung geplant, entworfen, in 3D gedruckt und montiert sowie anschließend programmiert. Neben diesen Arbeiten am Roboter war auch das Erstellen eines mathematischen Matlab-Modells zur Berechnung der Flugbahn eines Tischtennisballs unter Berücksichtigung aller bekannten Umwelteinflüsse notwendig. In seiner Bachelorarbeit hat Eduard Graf viele Themen miteinander kombiniert: Robotik, Machine Learning und Objekterkennung aus den Bereichen Physik, Mathematik und Informatik. „Diese intelligente Verzahnung zeigt, dass der Wandel in Richtung Industrie 4.0 erkannt und in unserer Fakultät I gelöst werden kann“, sagt Martin Mutz stolz. Es zeige zudem, dass im Fachgebiet „Ingenieursinformatik und angewandte Mathematik“ die richtigen Themen vermittelt werden, um Nachwuchsingenieur*innen für die Zukunft qualifiziert auszubilden. „Die Arbeit im Ingenieursberuf kann wirklich vielfältig und spannend sein“, betont Mutz.

Für Eduard Graf ging es direkt weiter in den Master-Studiengang Sensor- und Automatisierungstechnik an der Hochschule Hannover. Betreuer Martin Mutz forscht weiterhin an dem Roboterprojekt und versucht, den Prozess durch neuere Techniken und Methoden zu optimieren und zu erweitern. Inzwischen arbeiten mehrere Studierende mit an der Weiterentwicklung des Roboters, mit dem Ziel, zu zeigen, dass die Umstellung auf Industrie 4.0 gemeinsam unter Einbeziehung und Verschmelzung der unterschiedlichen Fachbereiche zum Erfolg führen kann.

Die Hochschule Hannover gratuliert den beiden Studierenden zu Ihren Auszeichnungen und wünscht ihnen für ihren weiteren Werdegang alles Gute.

Hintergrundinformationen

Mit den Auszeichnungen KI Talente und Robotik Talente würdigt das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung junge Wissenschaftler*innen, die auf den Gebieten der künstlichen Intelligenz und der Robotik in Niedersachsen herausragende Arbeit geleistet haben. Die Preise wurden am 13. September auf der TECHTIDE 2022 verliehen.