Extraktion von Architekturmodellen aus Neurorobotiksimulationen

Bachelorarbeit, Diplomarbeit, Masterarbeit, Studentische Abschlussarbeit

Themen-Schwerpunkt: Software-Architekturen und -Qualität, Software-Entwicklung
Studiengänge: Informatik, Informationswirtschaft, Wirtschaftsinformatik

Umfeld

Im Human Brain Project, einem internationalen Großprojekt um Infrastruktur für simulative Neuwissenschaften bereit zu stellen, beschäftigt sich das FZI mit der gekoppelten Simulation von Robotern und neuronalen Netzwerken, sog. Neurorobotiksimulationen. Die Datenübertragung wird dabei von Transfer-Funktionen übernommen, die bestimmen, welche Signale des Neuronalen Netzes an welche Steuerungskanäle des Roboters übertragen werden sollen. Die Gesamtmenge der Transfer Funktionen, deren Topologie und die verwendeten Adapter in die Simulatoren des neuronalen Netzwerks und des Roboters bilden dabei die Architektur einer Simulation, die durch Benutzer (Neurowissenschaftler) durch die Spezifikation der Transfer Funktionen festgelegt wird.

Wieviel Funktionalität bei einer solchen Simulation durch die Neurosimulation erbracht wird und wieviel Funktionalität doch (bspw. weil die Entwicklung des neuronalen Netzes noch nicht ausreichend voran geschritten ist) durch klassische Methoden in Transfer Funktionen übernommen wird, ist dabei aber für die Steuerung der Simulation nicht einsehbar. Daher ist es augenblicklich nur heuristisch entscheidbar, ob Transfer Funktionen evtl. auf mehreren Knoten im vorhandenen Cluster verteilt werden sollten um die Performanz der Simulation zu verbessern und wenn ja wie. Derartige Fragen lassen sich aber mit Simulatoren aus dem Software Performance Engineering wie beispielsweise dem Palladio-Simulator lösen.

Aufgaben

Ziel der Arbeit ist es daher, aus den Transfer Funktionen eines Neurorobotik-Experiments und der Beschreibung des neuronalen Netzwerks ein Palladio-Modell zu extrahieren, um diese Frage der Verteilung von Transfer Funktionen durch den Palladio Simulator fundiert treffen zu können. Dazu soll die Spezifikation der Transfer Funktionen mit Informationen zum Ressourcenbedarf angereichert werden, um diese dann in das generierte Architekturmodell einspeisen zu können.

Als Masterarbeit ist zudem eine prototypische Umsetzung einer automatisierten Verteilung erforderlich, um die entstandenen Verteilungsszenarien anschließend validieren zu können.

Wir bieten

  • ein interdisziplinäres Arbeitsumfeld mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Anwendern
  • eine wirtschafts- und industrienahe Arbeitsumgebung
  • eine angenehme Arbeitsatmosphäre
  • konstruktive Zusammenarbeit

Wir erwarten

  • Grundkenntnisse von Palladio sind vorteilhaft
  • Selbständiges Denken und Arbeiten
  • Sehr gute Deutsch- oder Englischkenntnisse
  • Motivation und Engagement

Ihre Bewerbung

Bitte legen Sie Ihrem Anschreiben folgende Unterlagen bei:

  • aktueller Notenauszug
  • tabellarischer Lebenslauf

Weitere Informationen

  • Start: ab sofort
  • Betreuendes Institut am KIT: SDQ | Prof. Dr.-Ing. Ralf Reussner