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

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

Q.Link.X - Quanten-Link-Erweiterung

BMBF | Verbundprojekt

Projektleiter: Christoph Becher & Jürgen Eschner, Physik
Förderzeitraum: 2018-2021

Die Digitalisierung durchdringt unsere gesamte Gesellschaft – von Industrie 4.0 bis hin zu Gesundheitsanwendungen. Dabei gewinnen Datensicherheit und sichere Kommunikation an Bedeutung. Die Quantenkommunikation ist hierfür ein vielversprechender Ansatz: Sie nutzt Quantenzustände als Informationsträger, die aufgrund fundamentaler physikalischer Gesetze weder kopiert noch unbemerkt mitgelesen werden können. Diesen Aufbruch in die Quantentechnologie unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), indem es nun das Verbundprojekt „Quanten-Link-Erweiterung“ (Q.Link.X) in den nächsten drei Jahren mit insgesamt 14,8 Millionen Euro fördert.

Im Q.Link.X-Verbund haben sich 24 Partner aus Forschungseinrichtungen von Universitäten bis zu Industrielabors zusammengefunden, um die Schlüsseltechnologie der Quantenrepeater zu erforschen. Die enge Einbindung industrieller Partner und Berater soll die Realisierbarkeit aus industrieller und ingenieurstechnischer Sicht von vornherein erleichtern. Die Ergebnisverwertung in Deutschland soll durch Patente und Ausgründungen des Konsortiums gesichert werden.

Verbundprojekt

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

OpenSuperQ: An Open Superconducting Quantum Computer

EU | Horizon2020 Verbundvorhaben | Quanten-Flagship

Projektleiter: Frank Wilhelm-Mauch, Physik
Förderzeitraum: seit 2018

The international partners from academia and industry involved in this European flagship project aim at designing, building and operating a quantum information processing system. The scale of 50‐100 qubits will be among the leading platforms in the world and presumably the first one developed in Europe. One of the main results will be the establishment of a working prototype of a high‐performance quantum computing system. It will provide all beneficiaries and science partners with physical access to the system. This unique open approach is expected to fuel the translation of technologies into applications and educate the next generation of quantum scientists, developers and users. While designed as an all‐purpose quantum computer tightly integrated with classical computing infrastructure, the consortium particularly targets applications for quantum simulation in chemistry and materials science as well as for optimisation and machine learning.

Verbundvorhaben

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

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.