KI und Data Science überall. Prof. Schneider nutzt vielfältige Methoden in den unterschiedlichsten Anwendungsfeldern: In der Geologie wird der Sedimenttransport in der Ostsee beschrieben, im Medizinsektor werden Bilder von MRTs untersucht und im Bereich der Niedertemperaturplasmen werden Ionenantriebe für die Erkundung des Weltalls verbessert.
Analyse mit der richtigen Technik. KI und Data Science bieten eine Fülle von Analyseverfahren. Das Team um Prof. Schneider weiß durch langjährige Erfahrung, ob für einen konkreten Problemfall z.B. Monte-Carlo-Simulationen, Fourier-Transformationen oder Neuronale Netze am besten geeignet sind.
Und ein Quäntchen Physik. Prof. Schneider, von Hause aus Physiker, koppelt statistische Analyseverfahren mit physikalischen Modellen. Insbesondere durch Techniken der Modellierung und Simulation lassen sich neue Einblicke in die Auswirkungen von physikalischen Gesetzmäßigkeiten gewinnen.
Kompetenzen im Bereich der künstlichen Intelligenz und Data Science
- Anwendungsnahe Modellierung und Simulation
- Dateninterpretation – Verbessern durch Verstehen
- Statistische Datenanalyse
Prof. Dr. Ralf Schneider
Computational Sciences, Universität Greifswald
Ausgewählte Projekte
Aufzuchtprobleme in der Aquakultur
In Aquakulturen werden Fische von der Brut bis zum ausgewachsenen Fisch aufgezogen. Oft existieren Aufzuchtprobleme durch Kannibalismus an kleineren Fischen. Dies senkt den Ertrag der Aquakultur in einem erheblichen Maße.
Viruserkrankungen können zum Totalverlust in Zuchtbecken führen. Durch den Einsatz von künstlichen neuronalen Netzen zur Analyse des Schwimmverhaltens aus Videoaufnahmen können frühzeitig kranke Fische identifiziert und damit die Schäden begrenzt werden.
Bei dem Projekt handelt es sich um eine Zusammenarbeit mit Dr. Bianka Grunow vom Leibniz-Institut für Nutztierbiologie.
Sedimenttransport in der Ostsee
Unsere Küsten befinden sich im stetigen Wandel – durch die Witterung wird Küste an einer Stelle abgetragen und an einem anderen Ort angelagert. Durch den Einsatz einer Multi-Skalen-Strategie untersucht Prof. Schneider den Sedimenttransport auf unterschiedlichen Ebenen mit entsprechenden Auflösungen, vom gesamten Ökosystem Ostsee bis zur lokalen Region wie das Fischland-Darß-Zingst.
Werden diese unterschiedlichen Modellebenen gekoppelt wird man in die Lage gesetzt ein selbst-konsistentes Modell zu schaffen, bei dem sich die Randbedingungen aus der übergeordneten, gröber aufgelösten Ebene ergibt. Eingangsdaten der Modelle, wie Windrichtung und -stärke, werden in ihrer statistischen Verteilung berücksichtigt, wobei insbesondere Stürme gesondert zu behandeln sind, da hier die Dynamik mit wesentlich kleineren Zeitschritten aufzulösen ist. Mit diesem Modell ist es möglich insbesondere Langzeiteffekte sichtbar zu machen.
Bei dem Projekt handelt es sich um eine Zusammenarbeit mit Dr. Wenyan Zhang vom Helmholtz-Zentrum Gesthaacht.
Ionenantriebe für Raumfahrzeuge
In der konventionellen Raumfahrt werden vorwiegend chemische Antriebe verwendet, um Satelliten und Raumsonden auf Erkundungsmissionen durch den Weltraum zu schicken. Diese Antriebe haben jedoch ein hohes Gewicht und erreichen keine hohen Austrittsgeschwindigkeiten des Gases. Bei Ionenantrieben werden Antriebsgase durch Entladung für eine höhere Beschleunigung genutzt, wodurch eine wesentlich höhere Effizienz und damit geringere Massenaufwand erzielt wird.
Ein Problem ist die beschränkte Lebensdauer von Ionenantrieben durch Schädigung der Wände. In enger Zusammenarbeit mit dem Industriepartner Thales versucht Prof. Schneider und sein Team ein neuartiges Konzept für einen Ionenantrieb, das wesentlich längere Lebensdauer bei gleicher Effizienz ermöglicht, durch Simulationsexperimenten den Aufbau dieser Antriebe weiter zu optimieren, so dass eine Markteinführung möglich wird.
Bei dem Projekt handelt es sich um eine Zusammenarbeit mit der Firma Thales GmbH aus Ulm.