Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Profilbild Weidlich
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Process-Driven Architectures

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Expertise

Prof. Weidlich leitet die Gruppe Process-Driven Architectures. Ziel seines Teams ist es, das Design und die Analyse von prozessorientierten Informationssystemen (POIS) und ereignisgetriebenen Systemen (ES) zu unterstützen und zu verbessern. POIS sind Softwaresysteme, die eine Automation, Steuerung sowie Kontrolle von Abläufen ermöglichen. Damit finden solche Systeme Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen; von der Logistik über das Gesundheitswesen bis hin zum Monitoring von Infrastrukturen. Zu den Arbeits- und Forschungsschwerpunkten des Teams gehören formale Methoden der Verhaltensmodellierung und -verifizierung, ereignisorientierte Ansätze zur Überwachung und Kontrolle von Prozessen, als auch Fragen hinsichtlich der Integration prozessorientierter Daten zur Vorhersage von Verhaltensabläufen. Im Bereich der ES widmet sich die Gruppe hauptsächliche Techniken, welche das Laufzeit-Verhalten dieser Systeme optimieren. So kann beispielweise die Auswertung von Anfragen über Ereignisströmen durch die Erkennung von Regelmäßigkeiten in den Ereignisströmen effizienter gestaltet werden. 2016 wurde Prof. Weidlich zu einem „Junior Fellow“ der Gesellschaft für Informatik (GI) ernannt und mit dem Berliner Nachwuchs-Wissenschaftspreis des regierenden Bürgermeisters ausgezeichnet.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Umfangreiche Erfahrung und Expertise in der Dokumentation von Geschäftsprozessen, sowie im Bereich der Schulung in Techniken des Prozessmanagements
  • Expertise im Bereich des Prozess Mining, der datengetriebenen Analyse von Prozessen, sowohl in qualitativer (Compliance Anforderungen) als auch quantitativer Hinsicht (Bottleneck-Analyse, Planung von Resourceneinsatz)
  • Know-how hinsichtlich der Skalierung von Ereignisstromverarbeitung auf großen Datenmengen
Referenzen
  • Führende Krebsklinik in den USA: Analyse und Verbesserung der klinischen Abläufe auf Basis von Daten eines Real-Time-Locating-Systems
  • Internationaler Öl- und Gaskonzern: Entwicklung von Techniken um Unregelmäßigkeiten in Strömen von Sensordaten aufzuspüren
  • Namhafter deutscher Unternehmenssoftware-Hersteller: Entwurf und Entwicklung von Erweiterungen für eine Plattform für die Geschäftsprozessmodellierung
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Profilbild Schröder
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Geographisches Institut

Geomorphologie / Bodengeographie / Quartärforschung

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Expertise

Prof. Schröder und sein Team beschäftigen sich u.a. mit der zerstörungsfreien Methode der Röntgenpulverdiffraktometrie zur Identifikation von Mineralien. Die Pulverproben können anschließend mit anderen Methoden untersucht werden. Die Methode ist inhaltlich eng mit der Mineralogie und Kristallographie verknüpft. Sie kommt insbesondere in der Materialforschung und im Feld der Baustoffkunde zum Einsatz. Das Team ist bestrebt, die Röntgenpulverdiffraktometrie auch in Weiter-, Erwachsenenbildung, Lehr- und Lernansätzen zu integrieren. Folgende Stoffe eignen sich für die Röntgenpulverdiffraktometrie: Baustoffe, Beton, Mörtel, Zement, Grob- und Feinkeramik, Gesteine, Erze, Sedimente, Aschen, Staub, Filter- und Verbrennungsrückstände. Mögliche Anwendungsfelder der Methode sind: tonmineralogische Untersuchungen (Bodenkunde – Landwirtschaft), archäometrische Untersuchungen (historische Farben, Bronze-Patina und archäologische Keramik), Identifikation von unbekannten kristallinen Substanzen (Fingerprinting), Identifikation kristalliner Phasen, qualitative und halbquantitative Analyse von Mixturen, Isomorphismen, Polymorphismen, Unterscheidung zwischen amorphen und kristallinen Zuständen, Aussagen über Kristallisationszustand und Korngrößen. Die Analyse wird an Pulver an der Matrix < 32 µm und an Texturpräparaten an der Matrix < 2 µm durchgeführt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Diffraktometer „XRD 3003 Theta/Theta“ der Firma Seifert mit der Kupferanode
  • Qualitative Gesamtmineralanalyse und halbquantitative Phasenanalyse mittels Rietveld-Methode
  • Spektrometer „iCAP 6000“ der Firma Thermo Scientific
  • Multielement-Analyse
  • Elementbestimmung durch ICP-OES nach DIN 38406-22
  • Bestimmung des Glühverlustes nach Schlichting
  • Bestimmung des pH-Wertes, des Carbonatgehaltes, des Gehaltes an oxalatlöslichem Eisen und des Wassergehaltes nach DIN 19683-4 im Boden
  • Bestimmung der Austauschkapazität des Bodens und austauschbaren Kationen nach DIN 19684-8
  • Bestimmung der Korngrößenzusammensetzung durch Siebung nach DIN 19683-1, nach Vorbehandlung mit Natriumpyrophosphat nach DIN 19683-1 und mittels Laserbeugung
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Profilbild Schlingloff
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Softwaretechnik

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Expertise

Eingebettete Informatiksysteme dringen immer mehr in alle Bereiche des täglichen Lebens vor, man denke nur an Fahrassistenzsysteme im Auto, medizinische Geräte, oder Steuerungssysteme in Industrieanlagen. Je mehr diese Systeme auch sicherheitskritische Aufgaben übernehmen, desto wichtiger wird eine effektive und effiziente Qualitätssicherung dafür. Die Forschungsgruppe SVT (Spezifikation, Verifikation und Testtheorie) beschäftigt sich mit modellbasierter Entwicklung und Modellprüfung, logischer Verifikation und der automatischen Generierung und Ausführung von Tests für sicherheitskritische Software. Prof. Schlingloff ist Chief Scientist des System Quality Center am Fraunhofer-FOKUS, Berlin, und Vorstandsvorsitzender der Forschungsvereine GFaI e.V. und ZeSys e.V.

Referenzen
  • Großes deutsches Unternehmen für Kommunikation und Sensorik: Studentisches Semesterprojekt zur Erstellung eines Systems zur verteilten Überwachung der Luftqualität in Innenräumen.
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Profilbild Scheuermann
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Technische Informatik

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Expertise

Mit seinem Team am Lehrstuhl für Technische Informatik erforscht Prof. Scheuermann Technologien für anwendungsspezifische Kommunikations- und Computersysteme, die effizient, sicher und zuverlässig arbeiten. Das reicht vom Entwurf spezialisierter Kommunikationsprotokolle und Digitalschaltkreise bis hin zu Fragen von Online-Anonymität und technischem Datenschutz. Prof. Scheuermann entwickelt beispielsweise maßgeschneiderte Spezialschaltkreise für Firewalls, damit diese innerhalb von Nanosekunden darüber entscheiden können, welche Kommunikation gefährlich erscheint und welche zugelassen werden soll. Ebenfalls werden am Lehrstuhl Laststeuerungsmechanismen für Internet-Anonymitätssysteme entwickelt, die z.B. politischen Aktivisten in totalitären Regimen das Umgehen von Internetzensurmaßnahmen ermöglichen. Prof. Scheuermann entwirft auch datenschutzkonforme Algorithmen zur Datenerfassung, die detaillierte Statistiken über Zugriffe auf einen Internetdienst zusammentragen, aber gleichzeitig keine Rückschlüsse auf einzelne Nutzer zulassen.
Darüber hinaus vernetzt er Werkzeugmaschinen in Fabriken drahtlos, um Fertigungsprozesse zu optimieren. Für Verbesserungen in der Lagerlogistik werden Werte unterschiedlicher Sensoren verarbeitet und zusammengeführt. Auch die Vernetzung zwischen Autos ist Teil seines Forschungsbereichs. Prof. Scheuermann möchte Autos so miteinander kommunizieren lassen, dass sie sich über die bestmögliche Nutzung des Straßennetzes abstimmen. Für diese Anwendungsbereiche sind maßgeschneiderte Lösungen für Kommunikationsprotokolle oder Schaltkreise notwendig. Die Herausforderungen liegen dabei immer in den Besonderheiten des jeweiligen Anwendungsfeldes: In einigen Fällen muss die Kommunikation besonders schnell und zuverlässig erfolgen, an anderer Stelle ist ein Datenaustausch aufgrund technischer Grenzen nur eingeschränkt möglich und muss in der Anwendung dennoch gut funktionieren. Ferner ist es möglich, dass IT-Sicherheitsanforderungen auch in neuartigen Anwendungsgebieten berücksichtigt werden, in denen bisherige Standardansätze versagen und Innovation gefragt ist. Die Übermittlung von Daten kann eine Herausforderung sein, wenn diese aufgrund von Datenschutzbeschränkungen oder dem Wunsch nach Nutzeranonymität nicht uneingeschränkt möglich ist, während zugleich Kommunikationsanforderungen erfüllt werden müssen. In all diesen Fällen ist es wichtig, über die üblichen Lösungsansätze hinaus das Gesamtsystem in den Blick zu nehmen, statt nur einzelner Komponenten. Diese Systemperspektive zeichnet den Lehrstuhl für Technische Informatik und seine Projekte aus.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Umfangreiche Erfahrung in der analytischen, simulativen und experimentellen Untersuchung von Netzwerkprotokollen und von digitalen Schaltkreisen
  • Umfangreich ausgestattetes Netzwerklabor, um verschiedenste Szenarien und Netzwerktopologien realitätsnah nachzubilden (dort können drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsprotokolle in unterschiedlichsten Szenarien experimentell erprobt werden)
  • Werkstätten und Labors für den Entwurf und die Erprobung von anwendungsspezifischen Digitalschaltkreisen, insbesondere auf FPGA-Basis
Referenzen
  • Für einen großen deutschen Automobilhersteller wurden anwendungsspezifische Kommunikationsprotokolle für den Datenaustausch zwischen Automobilen entwickelt und analytisch und simulativ untersucht
  • Für einen Finanzdienstleister wurde die Sicherheit seiner IT- und Kommunikationsinfrastruktur evaluiert
  • Gemeinsam mit einem Anbieter für IT-Sicherheits-Lösungen werden spezialisierte Prozessoren für hardwareunterstützte Firewalls entwickelt
  • Mit einem jungen Startup wurde eine sichere System- und Kommunikationsarchitektur für hochgradig verteilte Smart-City-Anwendungen entwickelt
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Profilbild Pinna
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie

Allgemeine und Anorganische Chemie

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Expertise

Prof. Pinna und seine Arbeitsgruppe entwickeln neuartige nanostrukturierte Materialien. In ihrer Forschung arbeiten sie sowohl an der Synthese neuer multifunktionaler Materialien, als auch an ihrer Charakterisierung und Studie ihrer physikalischen Eigenschaften. Dabei stehen mehrere Ziele im Vordergrund: Zum einen die Synthese kristalliner Metalloxid Nanopartikel, Hetereostrukturen, Hybridmaterialien und Dünnschichten durch neue nichtwässrige Sol-Gel Verfahren. Im Weiteren versammeln sie die erlangten Materialien. Darüber hinaus führt das Team eine chemische und strukturelle Charakterisierung durch. Dies beinhaltet auch die Untersuchung ihrer physikalischen Eigenschaften, die unter anderem von optischer, elektrischer, elektrochemischer, magnetischer, katalytischer oder gassensorischer Art sein können.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Transmissionselektronenmikroskop: Modell CM200LaB6 (hell/dunkel Feld, Elektronendiffraktion, EDX)
  • Röntgendiffraktometer (Cu und Mo Strahlung, Transmissions, Bragg-Brentano und Reflektonomie Konfiguration)
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Profilbild Pinkwart
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Informatik und Gesellschaft / Didaktik der Informatik

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Expertise

Der von Prof. Pinkwart geleitete Lehrstuhl „Didaktik der Informatik/Informatik und Gesellschaft“ beschäftigt sich mit einem breiten Spektrum an Themen, welches die Gebiete technologiegestütztes Lernen, Fachdidaktik der Informatik und soziotechnische Systeme umfasst. Zusätzlich entwickelt die Forschungsgruppe auf Mensch-Computer-Interaktion ausgelegte Methoden mit Hilfe von interaktiven Oberflächen, Mobilgeräten und 3D Technologien. Prof. Pinkwart ist ein angesehenes Mitglied in nationalen wie internationalen Gremien und Projekte der Grundlagenforschung und angewandter Forschung. Spezielle Expertise liegt am Lehrstuhl zu Themen der computergestützten Aus- und Weiterbildung vor – u.a. zu mobilen und ubiquitären Lehr-/Lernszenarien, zu computergestützten Gruppenlernformen und zu Adaptivitätsmechanismen im eLearning. Zu diesen Themen führen Prof. Pinkwart und sein Team zahlreiche Forschungsprojekte durch und kooperieren mit Bildungseinrichtungen und Unternehmen. Im Bereich der soziotechnischen Systeme forscht der Lehrstuhl zu Themen der Gestaltung, Implementierung und Evaluierung von gruppenorientierten Softwareanwendungen (z.B. Online-Communities).

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Interaktiver Tisch (Multitouch)
  • Elektronische Tafeln
  • Tablets (Kurssatz, 20 Stück)
Referenzen
  • Kooperation mit Unternehmen aus der IT-Branche (Medienproduktion und eLearning): Beratung zu didaktischen Konzepten für Online-Kurse
  • Kooperation mit eLearning-Unternehmen: Lernergruppenformierung in großen Online-Kursen
  • Kooperation mit Automobilzulieferer: Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen für Produktionsmaschinen
  • Kooperation mit Automobilhersteller: multimodale Steuerungskonzepte für Fahrzeuginfotainment-Systeme
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Profilbild List-Kratochvil
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik (Hybride Bauelemente)

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Referenzunternehmen

Infineon Technologies Austria AG, Durst Phototechnik Digital Technology GmbH, Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft, ISOVOLTAIC AG, Sappi Europe

Expertise

Prof. List-Kratochvil und seine Arbeitsgruppe arbeiten an elektronischen und optoelektronischen hybriden Bauelementen (basierend auf hybriden Materialsystemen und organischen bzw. hybriden Halbleitern), additiven Ressourcen schonenden Abscheideverfahren (Tintenstrahldruck) und in-situ Nanostrukturierungs- und Synthesemethoden. Durch die Entwicklung und die Kombination von neuartigen elektroaktiven Materialien mit geeigneten Strukturierungs- und Prozessierungsmethoden werden Anwendungen im Bereich der Sensorik, Photovoltaik und Optoelektronik wissenschaftlich, technologisch und wirtschaftlich erschlossen. Basierend auf einem breiten Erfahrungsschatz, kann die AG Hybride Bauelemente, im Spannungsbogen von der Grundlagenforschung bis hin zur Produktentwicklung auf industrieller Ebene an nationalen Forschungsprojekten, im Rahmen von europäischen Förderprojekten und Programmen oder in der direkten Auftragsforschung mitwirken bzw. unterstützen.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Infrastruktur zur Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichthalbleiterbauelementen (LEDs, Hybrid PV, Hybrid Transistoren, Sensoren)
  • Tintenstrahldruckverfahren zur strukturierten additiven Abscheidung von elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
  • Elektrische, optische und spektroskopische Verfahren zur elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
Referenzen
  • Infineon Technologies Austria AG - Villach, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Halbleiterfertigung und RFID-Antennentechnologie
  • Durst Phototechnik Digital Technology GmbH - Lienz, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich des Glasdrucks, Beratung beim Aufbau eines Forschungszentrums, Ausbildung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern
  • Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft – Leoben, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Leiterplattenfertigung
  • ISOVOLTAIC AG – Lebring, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Hybriden Photovoltaik Technologien
  • Sappi Europe, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Beschichtungsverfahren und elektronischen Funktionalitäten in und auf Papier
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Profilbild Leser
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Wissensmanagement in der Bioinformatik

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Expertise

Die Forschungsarbeiten von Prof. Leser und seinen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen beschäftigen sich mit allen Aspekten der Integration und Analyse heterogener und verteilter Daten, der Modellierung, Implementierung und Optimierung komplexer Wissens- und Datenbanken sowie der automatischen Analyse von natürlichsprachlichen Texten (Text Mining bzw. Informationsextraktion). Dies umfasst Themen wie Data Warehouses und multidimensionale Indexierungsverfahren, Graphdatenbanken, Deep Web und Semantic Web, maschinelles Lernen, Ähnlichkeitssuche, Scientific Workflows und ETL-Prozesse, statistische Datenanalysemethoden und Methoden zur Abschätzung und Sicherung der Datenqualität. Die Gruppe forscht in vielfältigen interdisziplinären Projekten, vor allem mit Kollegen und Kolleginnen aus der biomedizinischen Grundlagen- und angewandten Forschung.

Wissenschaftliche Dienstleistungen

Sehr gute IT-Ausstattung:

  • mehrere moderne Rechencluster (20-80 CPUs, 1 TB Hauptspeicher)
  • Cluster mit 60+ Kernen
  • 50 TB+ Speicherkapazität
Referenzen
  • Beratung und Prototypentwicklung für ein IT-Systemhaus im Bereich Stammdatenstandardisierung und -integration
  • Algorithmenentwicklung und -evaluation zur Datenqualitätsanalyse für einen IT-Produkthersteller
  • Beratung und Entwicklung von Text-Mining-Verfahren für einen internationalen Pharmakonzern
  • Gemeinsame Systementwicklung mit einem mittelständischen Biotechnologieunternehmen im Bereich der Bewertung humaner Genotypveränderungen (gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi))
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Profilbild Krutzik
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik / Optische Metrologie

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Expertise

Im Rahmen ihrer langjährigen wissenschaftlichen Tätigkeit haben sich Dr. Markus Krutzik und das Team von the.quantum.chapter in mehreren Forschungs- und Entwicklungsprojekten umfangreiche Kompetenzen in der Realisierung maßgeschneiderter Quantensensoren sowie entsprechender Subsysteme und Schlüsseltechnologien erarbeitet. Quantenoptische Sensoren inklusive optischer Uhren finden Anwendung in der hochgenauen inertialen Navigation, in der Gravi- und Gradiometrie oder für die präzise Synchronisation von Netzwerken. Sie sind daher zentral für die Navigation in einer Umgebung ohne Zugang zu GPS-Systemen, für die Geophysik, die Exploration von Bodenschätzen, die Überwachung des Klimawandels, sowie für Experimente zu fundamentalphysikalischen Fragestellungen. Im Fokus ihrer Arbeit stehen insbesondere kompakte Aufbauten für optische Spektroskopie, absolute Frequenzreferenzen, Untersuchungen ultra-kalter Atome und quantenbasierte Inertialsensoren. Hierfür wurden unter anderem Laser und optische Systeme zur Erzeugung und Manipulation von Licht sowie Software für Ansteuerung und Datenverwaltung realisiert. Die Apparaturen werden nicht nur im Labor eingesetzt, sondern anwendungsbezogen auch mobil im Feld und sogar im Weltraum; Teammitglieder haben bei den verschiedenen Einsatzszenarien mitgewirkt und den Betrieb langjährig betreut. Parallel zu Entwicklung und Betrieb von Quantensystemen aus Licht und Materie haben Dr. Krutzik und das Team in allen Phasen von Missions- und Systemdesign Expertise aufgebaut: von Missionsarchitektur und Anforderungsidentifikation über Integration und Qualifikation bis hin zu Ansteuerungskonzepten und Datenanalyse. Zusätzlich zur Humboldt-Universität zu Berlin ist Dr. Krutzik noch am Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik beschäftigt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Methoden für Design, Entwicklung und Test von maßgeschneiderten Quantensensoren sowie entsprechender Subsysteme und Schlüsseltechnologien
  • Identifikation von kritischen Technologien und Aufbau von Prototypen
  • Workshops und Seminare
Auszeichnungen/Preise (transferrelvant)

Top 40 unter 40 des Wirtschaftsmagazin Capital

NASA Group Achievement Award

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Profilbild Koch
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik (Strukturforschung/Elektronenmikroskopie)

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Expertise

Die Arbeitsgruppe Strukturforschung / Elektronenmikroskopie an der HU zu Berlin ist aktiv in der Entwicklung und Anwendung eines breiten Spektrums neuer Methoden für die Untersuchung kleinster Volumen mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Rastertransmissionselektronenmikroskopie (STEM), Rasterelektronenmikroskopie (REM), aber auch optischer Mikroskopie. Dabei hervorzuheben sind die Entwicklung völlig neuer Elektronenbeugungsmethoden zur Bestimmung der atomaren Struktur in (nano-)kristallinen Materialien, sowie die Entwicklung inline-holographischer Methoden, sowohl am TEM, als auch am optischen Mikroskop. Die von uns entwickelten Methoden der inline Holographie setzen wir im TEM ein, um elektrostatische Potentiale, Ladungsträgerverteilungen, und mechanische Verspannungen in Halbleitern und Keramiken zu kartieren. Im optischen Mikroskop verwenden wir die inline Holographie für die quantitative Phasenmikroskopie an lebenden Zellen oder Topographiekartierungen von Oberflächen mit nm z-Auflösung.

Wissenschaftliche Dienstleistungen

Transmissionselektronenmikroskope:

  • JEOL JEM2200FS FEG-(S)TEM ausgerüstet mit einem in-column Energiefilter für Elektronenverlustspektroskopie, HAADF- und BF-STEM Detektoren, EDX-Spektrometer für lokale Elementanalyse, NanoMegas ASTAR Precession Einheit für das Kartieren kristalliner Phasen und Elektronenkristallographie, elektrostatisches Biprisma für Elektronenholographie, Akquisitionssoftware für Large-Angle Rocking-Beam Electron Diffraction (LARBED)
  • Hitachi H-8110 (S)TEM with LaB6 Kathode, ausgerüstet mit HAADF- und BF-STEM

Detektoren Rasterelektronenmikroskop:

  • Zeiss GeminiSEM 500 mit Feldemissionsquelle, ausgerüstet mit einem multi-Segment STEM Detektor, einem EDX-Spektrometer, und einer Elektronenstrahllithographieeinheit (RAITH-Elphy)
Referenzen
  • Im Rahmen eines Kooperationsvertrages hat Prof. Koch Methoden zur Auswertung von Bildserien für eines der weltweit führenden Optik-Unternehmen entwickelt.
Themen / Trends
Wissenschaftliche Einrichtungen
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Profilbild Kehrer
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Modellgetriebene Softwareentwicklung

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Expertise

In der Softwaretechnik spielen Modelle eine zunehmend zentrale Rolle, um die stetig wachsende Komplexität softwareintensiver Systeme zu beherrschen. Modellgetriebene Softwareentwicklung verfolgt zum einen die Generierung von Teilen eines Systems aus domänenspezifischen Modellen, welche den Übergang von informellen Anforderungsspezifikationen hin zu technologiespezifischen Realisierungen erleichtern. Am Modell eines Systems mitsamt seiner Umgebung können zudem kritische Systemeigenschaften bereits vor der eigentlichen Implementierung analysiert, validiert und verifiziert werden. Die modellgetriebene Entwicklung führt somit zu einer Steigerung von Produktivität und Qualität. Modellgetriebene Softwareentwicklung hat sich für eingebettete Systeme und einige andere Domänen bereits teilweise etabliert. Modellgetriebene Entwicklung löst jedoch nicht alle softwaretechnischen Herausforderungen, tatsächlich werden auch neue geschaffen. Die Forschung am Lehrstuhl für Modellgetriebene Softwareentwicklung orientiert sich in besonderem Maße an relevanten Problemen und Herausforderungen, welche bei der Umsetzung des Paradigmas der modellgetriebenen Entwicklung in der industriellen Praxis zu beobachten sind.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Expertise im Bereich der Einführung modellbasierter Entwicklungstechniken und -prozesse
  • Know-How hinsichtlich des Aufbaus modellbasierter Transformationsketten (Domänenspezifische Modellierungssprachen, Modelltransformation und -interpretation, Code-Generierung) und Entwicklungsumgebungen (Kollaborative Modellierung, (Ko-)Evolution von Modellen, Modellreparatur und -synchronisation)
  • Umfangreiche Erfahrung im Bereich Versions- und Variantenmanagement, insbesondere maßgeschneidertes Konfigurationsmanagement und Software- Produktlinien
Referenzen
  • Kooperation mit einem Berliner Softwareunternehmen zur Entwicklung innovativer Software-Architekturanalysen zur Qualitätssicherung eingebetteter Systeme
  • Beratung eines großen deutschen Automobilzulieferers in grundlegenden Fragen des Konfigurationsmanagements von Modellen für die modellgetriebene Entwicklung eingebetteter Systeme
  • Unterstützung eines global tätigen Elektrotechnik-Konzerns in der modellbasierten Entwicklung von Softwarekomponenten für eine neue Generation von internetbasierten, multimedialen Hauskommunikationssystemen
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Profilbild Kümmerle
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Geographisches Institut

Biogeographie

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Expertise

Prof. Kümmerles Arbeitsgruppe untersucht, wie sich Landnutzungsänderungen auf Umwelt und Gesellschaften auswirken, z.B. durch tropische Entwaldung, die Aufgabe von Agrarland oder durch die Intensivierung der Landwirtschaft. Dies beinhaltet die Erforschung der Raummuster und Triebkräfte von Änderungen in der Landnutzung sowie deren Konsequenzen auf Ökosystemleistungen (z.B. Kohlenstoffspeicherung oder Nahrungsproduktion) und auf die Artenvielfalt. Dabei stehen die Erforschung und die Lösung von Zielkonflikten zwischen Ressourcennutzung und Naturschutz im Mittelpunkt von Prof. Kümmerles Arbeit. Seine Forschung soll Wissen und Datensätze von hohem praktischem Wert für die Landschafts- und Naturschutzplanung generieren. Regionale Schwerpunkte der Arbeit von Prof. Kümmerle liegen in Europa, der ehemaligen Sowjetunion sowie in Lateinamerika.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Eingesetzt werden aktuelle Methoden zur Analyse und Modellierung von Umweltdaten: räumliche Ökologie, Geoinformationsverarbeitung, Umweltfernerkundung, Naturschutzplanung, Wildbiologie, Ökonometrie, Geostatistik
  • Ausstattung zur Erhebung von Primardaten für große Arbeitsgebiete
  • Server-und Dateninfrastruktur zur Durchführung von rechenaufwändigen Projekten mit sehr großen Datensätzen
Referenzen
  • Verschiedene Projekte mit Umweltschutzorganisationen
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Profilbild Hostert
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Geographisches Institut

Geomatik

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Expertise

Prof. Hostert forscht an modernen Verfahren der digitalen Satellitenbildauswertung. Im Fokus stehen dabei Fragen des globalen Wandels, insbesondere der Landbedeckung und Landnutzung. Um Veränderungen auf der Erdoberfläche zu analysieren bedient er sich Methoden des maschinellen Lernens, Big Data, Zeitreihenanalysen, hyperspektralen und multisensorischen Konzepten sowie Multiskalaranalysen. Ein besonderer methodischer Fokus ist die hyperspektrale Bildverarbeitung und abbildende Spektroskopie, die vor allem in der Arbeit für das Environmental Mapping and Analysis Program (EnMAP) zum Einsatz kommt. Anwendung findet Prof. Hosterts Forschung bei Auswertungen zu REDD+, Kartierung und Monitoring von Agrarflächen und Forstland, sowie zu Fragen der Landnutzungsintensivierung oder des Stadtwachstums. Regionale Expertise besteht in Südamerika (insbes. Brasilien: Amazonien / Cerrado), Südostasien (Indonesien, Laos, Vietnam), China und Europa (einschl. Osteuropa und der europäische Teil Russlands, sowie im mediterranen Raum).

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Zwei ASD Labore und Feld Spektrometer (350-2500nm)
  • Zwei LAI-Meter (Leaf Area Index Analyse)
  • SPAD Chlorophyll-Meter
Referenzen
  • Für das BMWi-geförderte EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program): Vorbereitung von Satellitenmission durch ein Analysetool basierend auf IDL, R und Python
  • Vorsitzender des Aufsichtsrates der alta4 Geoinformatik AG, Trier (2007-2011)
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Profilbild Helbrecht
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Geographisches Institut

Kultur- und Sozialgeographie

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Referenzunternehmen

ARGE Ansiedlungsmanagement Friedrichshain-Kreuzberg / lokal.leben (c/o Friedrichshain-Kreuzberger Unternehmerverein e.V.), Wüstenrot Stiftung, Senator für Wirtschaft, Arbeit und Häfen, Bremen, Bayerische Motorenwerke AG (BMW)

Expertise

Prof. Helbrecht forscht zur kulturellen, sozialen und räumlichen Entwicklung von Städten. Sie beschäftigt sich hier u.a. mit den Bereichen Stadtmarketing, Stadtimage sowie Stadtbranding. Stadtteilentwicklung, Stadtpolitik, Wohnungsmarktentwicklung und Demographischer Wandel werden von Prof. Helbrecht untersucht, aber auch Sozialraumanalysen und Analysen zum öffentlichen Raum durchgeführt. Als Direktorin des Georg-Simmel-Zentrums für Metropolenforschung (GSZ), der interdisziplinären Koordinationsplattform für Stadtforschung an der HU, und als Mitglied des integrativen Forschungsinstituts zu Transformationen von Mensch-Umwelt-Systemen (Integrative Research Institute on Transformations of Human-Environment Systems / IRI THESys) ist Prof. Helbrecht in ihrem Forschungsfeld bestens vernetzt und auf interdisziplinäre Forschungsprojekte vorbereitet.

Referenzen
  • ARGE Ansiedlungsmanagement Friedrichshain-Kreuzberg / lokal.leben (c/o Friedrichshain-Kreuzberger Unternehmerverein e.V.): Wissenschaftliche Begleitforschung zu Konflikten rund um das Gewerbemanagement der night-economy in Kreuzberg
  • Wüstenrot Stiftung: „Wohneigentum in Europa“ - Untersuchung der Ursachen der unterschiedlichen Wohneigentumsquoten in Europa und Analyse der Rahmenbedingungen in Kooperation mit dem ifo (Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung an der Universität München e. V.)
  • Senator für Wirtschaft, Arbeit und Häfen, Bremen: „Engpassfaktor Humankapital: Strategien der Bremer Wirtschaftsförderung zur Attraktion von Hochqualifizierten als Standortvoraussetzung der High-Tech-Industrie“ - Untersuchung von Standortfaktoren und möglicher Maßnahmen zur Ansiedlung von Hochqualifizierten in einer Region
  • Bayerische Motorenwerke AG (BMW): „Der Kunstpark Ost: Wirtschaftliche und kulturelle Bedeutung für München“
  • Georg-Simmel-Zentrum für Metropolenforschung (GSZ): interdisziplinäre Koordinationsplattform für Stadtforschung an der HU. Ziel ist ein grundlegender, inter- und transdisziplinärer Beitrag zur zukünftigen Entwicklung von Metropolen in der Region, aber auch international. Die Themenfelder der gemeinsamen Forschung sind: Wandel der Städte und deren kulturelle Basis, Soziale Dynamik in Städten, nachhaltige Stadtentwicklung, Internationalisierung der Stadtforschung
  • IRI THESys - Integratives Forschungsinstitut zu Transformationen von Mensch-Umwelt-Systemen: Aufgabe des Instituts ist die interdisziplinäre Transformationsforschung mit den Schwerpunkten Land- und Ressourcennutzung, Prozessen der Urbanisierung im 21. Jahrhundert, Auswirkungen des Klimawandels sowie intra- und intergenerationeller Umweltgerechtigkeit.
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Profilbild Hafner
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Adaptive Systeme

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Expertise

Professorin Hafners Forschung beschäftigt sich damit, Prinzipien der Intelligenz von biologischen Systemen zu extrahieren und auf künstliche adaptive Systeme zu übertragen. Der Schwerpunkt ist dabei die Übertragung kognitiver Fähigkeiten auf autonome Roboter. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, intelligente autonome Roboter zu entwickeln, sondern auch biologische Fähigkeiten durch Roboter-Experimente besser zu verstehen. Schwerpunkte unserer Forschung sind sensomotorisches Lernen, interne Modelle zur Vorhersage, Aufmerksamkeitsprozesse, sowie räumliche Kognition. Die Methoden für die Entwicklung der Modelle reichen von evolutionären Algorithmen über neuronales Lernen bis zur Informationstheorie. Als Plattformen nutzen wir mobile Roboter (humanoide, fahrende, fliegende und tauchende Roboter) sowie Softwaresimulationen. Professor Hafner ist IEEE Senior Member und PI in mehreren EU-Projekten.

Referenzen
  • Lokales Unternehmen für Automation und Robotik: Studentisches Semesterprojekt zur Entwicklung eines kollaborativen Flottenmanagements für autonome Transportroboter.
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Profilbild Grass
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Drahtlose Breitbandkommunikationssysteme

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Expertise

Als Professor für das Fachgebiet „Drahtlose Breitbandkommunikationssysteme“ befasst sich Professor Eckhard Grass mit Kommunikationssystemen für höchste Datenraten. Ein wesentlicher Schwerpunkt liegt dabei auf Verfahren, welche die Effizienz und Zuverlässigkeit der drahtlosen Datenübertragung erhöhen. Dazu entwickeln und untersuchen er und seine Mitarbeiter auch Systeme, die auf sehr hohen Trägerfrequenzen arbeiten. Im Fokus der Forschungen und Entwicklungen stehen vor allem der Physical Layer (PHY) sowie der MAC layer.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Kompletter Satz an Standardwerkzeugen für Modellierung, Simulation, Entwurf und Test von Kommunikationssystemen
  • Pool von Software Defined Radio (SDR) Modulen
  • Verschiedene FPGA-Plattformen sowie Entwurfswerkzeuge für FPGA-Design
  • Module für mmWellen Kommunikation
  • Messtechnik wie Oszilloskope, Spectrum Analyzer, Arbitrary Waveform Generators
Referenzen
  • Entwicklung eines Systemen zur drahtlosen Hochgeschwindigkeitskommunikation bei gleichzeitiger Abstandsmessung für deutschen Automobilzulieferer
  • mmWellen Kommunikationssystem mit integrierter Positionsbestimmung für Augemted Reality Anwendungen für deutschen Industrieausrüster
  • Entwicklung eines Systems zur sicheren drahtlosen Kommunikation für Industrie 4.0 gemeinsam mit deutschen Industriepartnern
  • mmWellen Verbindungen für 5G Transportnetze gemeinsam mit mehreren europäischen Industriepartnern
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Profilbild Eisert
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Visual Computing

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Expertise

Der Lehrstuhl Visual Computing befasst sich mit der Entwicklung neuer Verfahren zur Analyse und Synthese von Bild- und Videodaten. Diese beinhalten Methoden zur Schätzung von Form, Material, Bewegung sowie Deformation von Objekten und Personen aus Einfach- und Mehrkamerasystemen. Zusammen mit nationalen und internationalen Partnern werden die Algorithmen in Systemen aus den Anwendungsbereichen Multimedia, VR/AR, Industrie, Medizin und Sicherheit eingesetzt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Diverse Kameras
  • Multispektralsensoren, 3D Sensoren
  • Beleuchtung und Kalibriersysteme
Referenzen
  • Entwicklung neuer Verfahren zur automatischen Inspektion und Schadensklassifikation von Abwasserkanälen zusammen mit einem Wasserversorgungsunternehmen
  • Entwicklung von Augmented Reality Verfahren zur Fertigungsunterstützung in der Automobilindustrie
  • Untersuchungen multispektraler Bildgebung für die Gewebeklassifikation zusammen mit einem Medizintechnikhersteller
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Profilbild Schweikardt
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Logik in der Informatik

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Expertise

Das Interesse der Arbeitsgruppe Logik in der Informatik gilt der theoretischen Informati mit Schwerpunkt in den Bereichen Logik, Datenbanktheorie und Komplexitätstheorie. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf die Verbindungen zwischen diesen Gebieten gelegt. Beispielsweise fungieren Logiken u,a, als Basis für Datenbankfragesprachen und als Spezifikationssprachen, die im Bereich der Verifikation verwendet werden. Viele Aspekte komplexer Systeme lassen sich auf natürliche Weise durch logische Strukturen modellieren, so dass Eigenschaften komplexer Systeme durch logische Formeln beschrieben werden können. Generelles Ziel der Arbeitsgruppe ist, die Komplexität, die Problemen oder Systemen innewohnt, besser zu verstehen. Dabei interessieren uns die unterschiedlichen Maße für Komplexität, darunter verschiedene Maße für die Berechnungskomplexität (Frage: Wie schwer ist es, das Problem algorithmisch zu lösen?) sowie für Beschreibungskomplexität (Frage: Wie schwer ist es, das Problem in einem geeigneten Formalismus zu beschreiben?). Hierbei geht es u.a. darum, den Zusammenhang zwischen logischer Beschreibbarkeit und effizienter algorithmischer Lösbarkeit zu ergründen.

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Profilbild Kratsch
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Algorithm Engineering

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Expertise

Der Lehrstuhl Algorithm Engineering befasst sich mit der grundlegenden Erforschung algorithmischer Probleme. Ziel der Forschung sind Algorithmen, die Probleme beweisbar schnell lösen und die sich dabei Struktureigenschaften typischer Eigenschaften zu Nutze machen. Die dabei erzielten parametrischen Algorithmen können geeignet strukturierte Instanzen eigentlich schwerer Probleme in guter Zeit lösen, zum Beispiel Probleme aus der ganzzahligen Optimierung oder der Logistik. Allgemein erlaubt das Einbeziehen der Problemstruktur beweisbar schnellere Algorithmen zu erzielen. Ein weiteres Thema des Lehrstuhls sind verschiedene Arten effizienter Vorverarbeitung. Zum Beispiel gibt es schnelle Datenreduktion für schwere Probleme, um die Kosten für die eigentliche Berechnung zu reduzieren. Ebenso ist die Vorverarbeitung aber auch essentiell, um verschiedenste Anfragen auf Daten schnell beantworten zu können.

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Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Komplexität und Kryptographie

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Expertise

Der Schwerpunkt unserer Forschungsinteressen liegt auf Algorithmen für und der Komplexität von algebraischen Problemen, mit einer besonderen Betonung des Graphisomorphieproblems und verwandten algorithmischen Problemen. Es ist seit langem eine offene Frage, ob das Graphisomorphieproblem für allgemeine Graphen in Polynomialzeit gelöst werden kann. Für viele eingeschränkte Graphklassen sind allerdings effiziente Algorithmen bekannt (z.B. für Graphen mit beschränkter Bauweite, beschränkten Farbklassen, für bestimmte Schnittgraphen wie z.B. Intervallgraphen sowie für alle Graphklassen, die unter Minorenbildung abgeschlossen sind). Daneben untersuchen wir verwandte Probleme wie Kanonisierung und Ähnlichkeit von Graphen sowie theoretische Fragestellungen im Umkreis der Kryptographie.

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