Autres projets (sélection)

Mathematik

Symbolische Werkzeuge in der Mathematik und ihre Anwendung

Deutsche Forschungsgemeinschaft

SFB/TRR (GRK) 195

Projektleiter: Frank-Olaf Schreyer, Mathematik
Förderzeitraum: seit 2017
Sprecherhochschule: TU Kaiserslautern

Das Berechnen von Beispielen war immer schon zentraler Bestandteil mathematischer Forschung. Im Bereich der Algebra und ihrer Anwendungen, wo exakte Berechnungen unumgänglich sind, wird die nötige mathematische Software von der Computeralgebra bereitgestellt. Aktuelle Herausforderungen auf diesem Gebiet ergeben sich durch die zunehmende Komplexität der Beispiele, durch erhöhte Abstraktionsgrade und die Einführung interdisziplinärer Methoden. Der Sonderforschungsbereich bietet nicht nur die einmalige Gelegenheit, die weitere Pflege und Entwicklung einzelner Systeme sicherzustellen, sondern sie auch in ein System der nächsten Generation zu integrieren, das seinerseits wiederum die kombinierten mathematischen Fähigkeiten der einzelnen Systeme übersteigt.

Sonderforschungsbereich

Hilberträume mit reproduzierendem Kern und Dilatationstheorie

DFG | Emmy Noether Nachwuchsgruppe

Projektleiter: Dr. Michael Hartz, Funktionalanalysis
Förderzeitraum: seit 2021

Operatortheorie und komplexe Analysis sind Zweige der mathematischen Analysis, die sich seit langer Zeit gegenseitig befruchten. Dabei hat jedes Fach wichtige Einblicke in das jeweils andere geliefert. Die Emmy Noether-Gruppe behandelt Fragen an der Schnittstelle  dieser beiden Gebiete und greift dabei zusätzlich auf Operatoralgebren und harmonische Analysis zurück. Insbesondere geht es um Fragestellungen zu Hilberträumen mit reproduzierendem Kern und Dilatationstheorie. Reproduzierende Kerne spielen in der Analysis seit über 100 Jahren eine wichtige Rolle. Darüber hinaus haben sie in jüngerer Vergangenheit bedeutende Anwendungen im Bereich des maschinellen Lernens gefunden.

Juniorprofessur Hartz

BMBF Qualitätsoffensive Lehrerbildung

SaLUT: Optimierung der saarländischen Lehrer/-innenausbildung im Rahmen der bundesweiten BMBF‐Qualitätsoffensive Lehrerbildung

Förderung des Umgangs mit Heterogenität und Individualisierung im Unterricht

BMBF | Verbundvorhaben

Verbundvorhaben der Universität des Saarlandes, der Hochschule der Bildenden Künste Saar und der Hochschule für Musik Saar
Projektleiterin: Franziska Perels, Bildungswissenschaften

In diesem Projekt arbeiten Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktiker, Bildungswissenschaftlerinnen und Bildungswissenschaftler sowie Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftler verschiedener Fächer gemeinsam daran, Lehramtsstudierende auf die Anforderungen von Inklusion und den Umgang mit Heterogenität in Schule und Unterricht vorzubereiten. Kern des Projekts bildet der Verbund der Lernwerkstätten, der praxis‐ und handlungsnahe Lehrangebote für die zukünftigen Lehrerinnen und Lehrer macht. Neben diesen praxisnahen Optimierungen steht die fachdidaktische und bildungswissenschaftliche Forschung im Zentrum der Projektarbeit und soll Aufschluss über die Möglichkeiten für eine Qualitätssteigerung der Lehrerbildung im Saarland liefern.

Qualitätsoffensive Lehrerbildung

MoDiSaar: Entwicklung und Evaluation eines modularisierten und über die Phasen der Lehrerbildung hinweg abgestimmten "Lehr-Lern-Baukastens" zum Aufbau digitalisierungsbezogener Kompetenzen im saarländischen Lehramtsstudium

MoDiSaar - Ein BMBF-Projekt zur Förderung digitalisierungsbezogener Kompetenzen im saarländischen Lehramtsstudium

BMBF | Einzelvorhaben

Projektleiter: Roland Brüncken

MoDiSaar ist neben dem Projekt SaLUt das zweite QLB-Projekt an der Universität des Saarlandes. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie von der Staatskanzlei finanzierte Projekt startete am 1. März 2020 und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Ziel des Projektes MoDiSaar ist es, dass Wissenschaftler*innen aus der Informatik, der Bildungstechnologie, der Philosophie, den Fachdidaktiken sowie den Bildungswissenschaften innerhalb dieser drei Jahre einen modularisierten (Mo) und über die Phasen der Lehrerbildung hinweg abgestimmten „Lehr-Lern-Baukasten“ zum Aufbau digitalisierungsbezogener (Di) Kompetenzen im saarländischen (Saar) Lehramtsstudium entwickeln und evaluieren. Dabei soll ein Basismodul aufgebaut werden, das (angehenden) Lehrkräften Kenntnisse über und Fertigkeiten im Umgang mit Digitalisierung aus drei verschiedenen Perspektiven vermittelt: Aus informatischer Perspektive ein grundlegendes informatisches Verständnis, aus bildungstechnologischer Anwendungsperspektive Bekanntschaft mit digitalen Werkzeugen und deren Nutzbarkeit in Schulen und zusätzlich aus philosophischer Perspektive die Fähigkeit zur kritischen Reflexion über die Auswirkungen von Digitalisierung auf Individuum und Gesellschaft. Auf Grundlage dessen sollen in drei Anwendungsmodulen mediendidaktische Anwendungen für den naturwissenschaftlichen, den sprachlichen und den gesellschaftswissenschaftlichen Unterricht entwickelt und evaluiert werden.

Qualitätsoffensive Lehrerbildung

Naturwissenschaften

PUSH-IT: Ladungstrennung – Ein allgemeines Motiv zur Aktivierung und Funktionalisierung starker Bindungen

EU | European Research Council | ERC Starting Grant

Projektleiter: Dominik Munz, Anorganische Chemie
Förderzeitraum: 2021 – 2026

Das gezielte Moleküldesign ermöglicht die Entwicklung neuartiger Solarzellen, Batterien oder Medikamente. Problematisch ist bisher jedoch noch häufig die Spaltung sogenannter „starker Bindungen“. Diese sind jedoch essentiell für Energieumwandlungs- und Energiespeicherungsprozesse, wie Sie eben in Solarzellen und Batterien ablaufen. Das EU-Projekt PUSH-IT entwickelt einen neuartigen und allgemeinen Ansatz zur schonenden und potentiell nachhaltigen Veredelung dieser Bindungen und möchte Ladungstrennung als universelles Prinzip in der Synthesechemie etablieren.

ERC Starting Grant

spinGMI - Entwicklung und Integration vn GMI-Sensoren mit spintronischen Hochfrequenzbauelementen

Verbundprojekt: Erforschung neuartiger Magnetsensoren auf Basis spintronischer Effekte - ForMikro-spinGMI

BMBF | Verbundprojekt

Projektleiter: Uwe Hartmann, Physik
Förderzeitraum: 2019-2023

Im Projekt spinGMI soll ein neuartiges Verfahren zum Anregen und Auslesen hochsensitiver Magnetsensoren erforscht werden. Dadurch sollen vor allem die Sensorabmessungen reduziert werden. Dieses neue Verfahren ermöglicht es, die bisher zur Anregung notwendige Wechselspannung statt mit einer separaten Elektronik durch einen hoch-integrierten, spintronischen Oszillator direkt auf dem Sensorchip zu erzeugen. Ein äußeres Magnetfeld führt im Sensor zu einer Widerstandsänderung, die durch ein weiteres spintronisches Elektronikbauteil als Gleichspannungssignal detektiert werden kann. Alle spintronischen
Elektronikbauteile sollen in einen Chip integriert werden, der mithilfe der assoziierten Industriepartner anwendungsnah getestet wird.

Verbundprojekt

ASTERIQS: Advancing Science and TEchnology thRough dIamond Quantum Sensing

EU | Horizon2020 Verbundvorhaben | Quanten-Flagship

Projektleiter: Christoph Becher, Physik
Förderzeitraum: seit 2018

ASTERIQS will exploit quantum sensing based on the NV centre in ultrapure diamond to bring solutions to societal and economical needs for which no solution exists yet. Its objectives are to develop: 1) Advanced applications based on magnetic field measurement: fully integrated scanning diamond magnetometer instrument for nanometer scale measurements, high dynamics range magnetic field sensor to control advanced batteries used in electrical car industry, lab-on-Chip Nuclear Magnetic Resonance (NMR) detector for early diagnosis of disease, magnetic field imaging camera for biology or robotics, instantaneous spectrum analyser for wireless communications management; 2) New sensing applications to sense temperature within a cell, to monitor new states of matter under high pressure, to sense electric field with ultimate sensitivity; 3) New measurement tools to elucidate the chemical structure of single molecules by NMR for pharmaceutical industry or the structure of spintronics devices at the nanoscale for new generation spin-based electronic devices.
ASTERIQS will develop enabling tools to achieve these goals: highest grade diamond material with ultralow impurity level, advanced protocols to overcome residual noise in sensing schemes, optimized engineering for miniaturized and efficient devices.
ASTERIQS will disseminate its results towards academia and industry and educate next generation physicists and engineers. It will contribute to the strategic objectives of the Quantum Flagship to expand European leadership in quantum technologies, deliver scientific breakthroughs, make available European technological platforms and develop synergetic collaborations with them, and finally kick-start a competitive European quantum industry.
The ASTERIQS consortium federates world leading European academic and industrial partners to bring quantum sensing from the laboratory to applications for the benefit of European citizens.

Verbundvorhaben

MultiBD Challenge - The Pursuit of Group 13-Group 15 (E13≡E15) Triple Bonds. Their Reactivity and Applications for Materials

EU | European Research Council | ERC Starting Grant

Projektleiter: Diego Andrada, Chemie
Förderzeitraum: seit 2019

Multiple bonds have an enourmous impact on our lives as they are extremely useful functionalities in important industrial chemical transformations and products. In case of elements other than carbon, the utilization of bulky ligands, with the appropriate steric and electronic effects, is a crucial factor in the stabilization of such species. Nevertheless, heteronuclear compounds containing triple bonds between the heavier elements of Group 13 and Group 15 are so far unknown. This project addresses this knowledge gap by the use of donor‐acceptor interactions to stabilize such compounds. It will utilize the tools of experimental and computational chemistry in tandem, as an efficient and predictive strategy to gain synthetic access to the hitherto unknown triple bonds. Achieving these aims will have a tremendous impact on various areas of academic and industrial interest ranging from catalysis and energy storage materials to photovoltaic devices.

ERC Starting Grant

Quantum Cooperativity of Light and Matter

SFB/TRR 306

Projektleiterin: Prof. Giovanna Morigi, Physik
Förderzeitraum: seit 2021
Sprecherhochschule: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat den Sonderforschungsbereich/Transregio 306 "Quantenkooperativität von Licht und Materie" (QuCoLiMa) zur Untersuchung von quantenkollektivem Verhalten von physikalischen Systemen an der Schnittstelle von Quantenoptik und kondensierter Materie mit einer Fördersumme von insgesamt rund 11 Millionen Euro für die kommenden vier Jahre bewilligt. Neben der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) als Sprecherhochschule sind die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), die Universität des Saarlandes und die Johannes Kepler Universität Linz sowie das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) und die Friedrich-Schiller-Universität Jena an dem Forschungsprojekt beteiligt. Das Forschungszentrum Jülich stellt seine Quantencomputer-Ressourcen zur Verfügung.

Sonderforschungsbereich

Ingenieurwissenschaften

KI-Predict - Elektronik für verteilte künstliche Intelligenz zur sensorbasierten Prozess- und Zustandskontrolle

BMBF | Verbundvorhaben

Projektleiter: Tizian Schneider, Systems Engineering
Förderzeitraum: März 2020 bis Februar 2023

Um die Effizienz von modernen Maschinen im Kontext von Industrie 4.0 zu steigern, müssen diese immer selbstständiger und “intelligenter” werden. In KI-Predict erforscht die UdS Algorithmen des maschinellen Lernens, die genau diese Form von Intelligenz ermöglichen. Sie analysieren Verschleißmuster in aufgezeichneten Maschinendaten und können anhand dieser Muster die Lebensdauer und die Prozessqualität vorhersagen. Projektziel ist die Integration dieser Algorithmen in einen Mikrochip, welcher sensornah die gelernten Verschleißmuster wiedererkennt und den Zustand von Maschine und Prozess bewertet.

KI-MUSIK-4.0 – Mikroelektronik-basierte universelle Sensor-Schnittstelle mit Künstlicher Intelligenz für Industrie 4.0

BMBF | Verbundvorhaben

Projektleiter: Tizian Schneider, Systems Engineering
Förderzeitraum: April 2020 bis März 2023

Schon in der 1986 stillgelegten und heute als Weltkulturerbe erhaltenen Völklinger Hütte gab es Experten, die darauf geschult waren, durch genaues Hinhören früh zu erkennen, ob die Maschinen der Hütte noch so arbeiten, wie sie sollen, oder ob sich Probleme anbahnen. In KI-MUSIK-4.0 geht es um intelligente Mikrophone, die genau das können. Die UdS erforscht dazu maschinelle Lernalgorithmen, die – in einen kleinen Chip integriert – Mikrophone in die Lage versetzen, nicht nur zu hören, sondern aus dem Gehörten auch auf den Verschleißzustand und die verbliebene Lebensdauer verschiedenster Maschinen zu schließen.

H2SkaProMo - Skalierbare cyber-physische Produktionssysteme zur Montage von Brennstoffzellen-Stacks | Systeme zur physisch-kognitiven Mitarbeiterassistenz und selbstoptimierenden Montagesteuerung mithilfe Künstlicher Intelligenz

BMWK | Verbundvorhaben

Projektleiter: Prof. Rainer Müller, Lehrstuhl für Montagesysteme
Förderzeitraum: 2021-2024

Im Rahmen des Forschungsprojekts H2SkaProMo soll ein Grundstein für die notwendig werdende flexible und skalierbare Produktion von Brennstoffzellen-Stacks gelegt werden.
Die Produktion von Brennstoffzellen-Stacks soll mit industrienahen und skalierbaren Produktionssystemen wirtschaftlich abgebildet werden.
Um den verschiedenen Anforderungen an Produktvariabilität, Produktionssystemflexibilität und –ausbringung gerecht zu werden, erfolgt im Rahmen des Forschungsprojekts die Entwicklung von drei cyber-physischen Produktionslinien in einer manuellen, einer teilautomatisierten und einer automatisierten Ausbaustufe, die in Form von prototypischen Demonstratoren aufgebaut werden.

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