Modellierung von Laserlicht-Gewebe-Wechselwirkungen mittels neuronaler Netze

Masterarbeit

Themen-Schwerpunkt: Embedded Systems and Security, Medizinische Informationstechnik
Studiengänge: Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau, Mathematik, Wirtschaftsingenieurwesen

Umfeld

Klassische Modellierungsansätze (FEM, FVM) setzen genaue Kenntnisse über das zu modellierende System voraus. In vielen realen Systemen ist diese Voraussetzung selten gegeben, da Nichtlinearitäten des Prozesses oder ablaufende Reaktionsvorgänge nicht genau bekannt sind. In Fällen, in denen Informationen über das System nur eingeschränkt vorliegen, bieten datengetriebene Modellierungsansätze eine interessante Alternative. Im Rahmen der Arbeit soll daher ein klassisches wissensbasiertes FEM-Modell um ein datenbasiertes neuronales Netz erweitert werden. Das Anwendungspotenzial dieser neuartigen hybriden Modellierungsmethode soll beispielhaft zur Beschreibung von Laserlicht-Gewebe-Wechselwirkungen genutzt werden.

Aufgaben

Ziel der Masterarbeit ist es ein künstliches neuronales Netz zur Modellierung von Laser-Gewebe-Wechselwirkungen zu entwickeln, wodurch sich die folgenden Aufgaben ergeben:

  • Einarbeitung in vorhandene Modelle und den aktuellen Forschungsstand
  • Wahl, Dimensionierung und das Training eines neuronalen Netzes zur Modellierung des Phasenübergangs an bestrahlten Mikroabsorbern im Gewebe
  • Validierung des Modells mit synthetischen Daten

Wir bieten

  • eine intensive, engagierte Betreuung
  • die exzellente Möglichkeit praktische Erfahrungen an der Schnittstelle zwischen mathematischer Modellierung und anwendungsbezogenen Industrieprojekten zu sammeln
  • produktive und dynamische Atmosphäre in einem jungen Team von Wissenschaftlern
  • moderne Workstations und Hochleistungsrechner als Arbeitsumgebung
  • Karriereperspektiven als Nachwuchswissenschaftler am FZI

Wir erwarten

  • solide Programmierkenntnisse (Matlab, C++, Python)
  • idealerweise Vorkenntnisse im Bereich der neuronalen Netze, Machine Learning
  • sehr gute Studienleistungen

Ihre Bewerbung

Bitte legen Sie Ihrem Anschreiben folgende Unterlagen bei:

  • aktueller Notenauszug
  • tabellarischer Lebenslauf

Weitere Informationen

  • Start: ab sofort
  • Betreuendes Institut am KIT: Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV)| Prof. Dr. Wilhelm Stork