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Doktorand der Chemie ausgezeichnet

Joshua Schumacher, Doktorand in der Physikalischen Chemie I (AG Schönherr) wurde bei der internationalen Fachtagung POLY-CHAR 2024 in Madrid mit rund 200 Teilnehmer:innen für einen Vortrag „Synthesis and characterization of a polymer brush prodrug system“ mit dem POLY-CHAR Best Students and Young Scientists Oral Presentation Award ausgezeichnet.

Aktualisiert um 8:20 am 13. Juni 2024 von Thomas Reppel

1. Platz „Poster Prize“ auf ECONOS 2024

Jonas Hölzer vom Lehrstuhl für Technische Thermodynamik der Universität Siegen wurde im Rahmen der European Conference on Non-linear Optical Spectroscopy (ECONOS 2024) mit dem Poster Preis für seine Postervorstellung „Laser-induced grating diagnostics of ammonia-nitrogen gas mixtures“ ausgezeichnet. Die Veranstaltung mit ca. 100 Teilnehmern fand vom 21. bis 24. April 2024 in Wien statt.

Aktualisiert um 8:17 am 13. Juni 2024 von Thomas Reppel

Projekt „DigiMath4Edu“ beendet: Digitaler Gewinn für den Matheunterricht

3D-Druck, VR-Brillen und künstliche Intelligenz: 15 Schulen aus Siegen-Wittgenstein und Olpe haben in den vergangenen drei Jahren gemeinsam mit der Universität Siegen ihren Matheunterricht revolutioniert und digitalisiert. Die Ergebnisse dienen jetzt als „Best-Practice-Beispiele“.

Mit der VR-Brille ein Koordinatensystem bewegen oder mit der Drohne ein Dreieck abfliegen: Das innovative Praxisprojekt „DigiMath4Edu“ hebt den klassischen Mathematikunterricht in der Schule auf ein neues Level. Drei Jahre lang arbeitete die Fachgruppe der Mathematikdidaktik der Universität Siegen mit insgesamt 15 Schulen aller Schulformen aus den Kreisen Siegen-Wittgenstein und Olpe zusammen. Ziel des Projektes war es, neue digitale Medien in den Mathe-Unterricht zu integrieren – mit Erfolg: Viele Themen konnten dank 3D-Druck, VR-Brille, Tablet-Apps oder sogar durch den Einsatz künstlicher Intelligenz für die Schüler*innen anschaulicher, verständlicher und interaktiver dargestellt werden. Wegen seines „zukunftsweisenden“ Charakters verlieh die Südwestfalen-Regionale 2025 dem Projekt nach der Förderzusage drei Sterne.

In jedem Projektjahr betreute die Universität Siegen jeweils fünf Schulen gleichzeitig. Die ersten Schulen starteten im Februar 2021 in das Projekt – damals noch unter erschwerten Corona-Bedingungen. Im dritten und letzten Jahr kamen die Hanseschule Attendorn, das städtische Gymnasium Kreuztal, die St.-Franziskus-Schule-Olpe, das Gymnasium Netphen und das St.-Ursula-Gymnasium aus Attendorn dazu.

Zum Projektabschluss stellte die Mathematikdidaktik jetzt gemeinsam mit den Partnerschulen ihre Ergebnisse im Hörsaalgebäude am Campus Unteres Schloss der Uni Siegen vor.

Der Schritt, neue Technologien auszuprobieren, erfordert Mut zur Veränderung und die Bereitschaft der Schulen und Ministerien, die Klassenzimmer für das Experiment zu öffnen: „Nur ein solch großes Netzwerk kann es möglich machen, ein solches Projekt durchzuführen – sowohl finanziell als auch verwaltungstechnisch. Denn ansonsten ist Schule ein abgeschlossener Raum. Lassen Sie uns gemeinsam Schule öffnen, um weiterhin Innovation möglich zu machen“, appelliert Kevin Hörnberger, Mitglied der Projektleitung von „DigiMath4Edu“.

Insgesamt 20 Lehramtsstudierende haben das Projekt als Unterrichtsassistent*innen in Zweierteams begleitet und gingen in die Schulen, um digitale Medien in den Matheunterricht zu integrieren und gleichzeitig ihre eigenen didaktischen Fähigkeiten zu verbessern. Dabei erreichten sie rund 100 Lehrer*innen und gut 5.000 Schüler*innen. Vor allem das Lehrpersonal nutzte die einmalige Chance, von den Studierenden zu lernen, wie der eigene Unterricht mit digitalen Medien gestaltet werden kann. „Es ist immer leichter, zu sagen: Ich unterrichte den Satz des Pythagoras so, wie ich es immer gemacht habe, als es mit 3D-Druck, KI oder VR zu versuchen“, erklärt Prof. Dr. Ingo Witzke, Mathematikdidaktiker an der Universität Siegen und gesamtverantwortlicher Projektleiter.

Bei einem Gallery Walk im Hörsaalgebäude stellten die Schulen ihre Ergebnisse vor. „Das Experimentieren in der ersten Klasse ist herausfordernd, aber die Unterrichtsassistenten haben uns toll dabei geholfen, mit der Klötzchen-App, dem 3D-Drucker und Erklärvideos zu arbeiten“, lobten Bettina Roth und Kerstin Kämpf, Lehrerinnen an der Marienschule in Helden. Am St.-Ursula-Gymnasium in Attendorn arbeiteten Schüler*innen an einer Alternative zum Taschenrechner und möchten diesen durch eine App auf dem Tablet ersetzen. Um Schüler*innen das räumliche Vorstellungsvermögen zu erleichtern, arbeitete die Hanseschule aus Attendorn an einer App, die eine Drohne den Weg der Hypotenuse eines Dreiecks entlang fliegen lässt, um diese zu visualisieren. Zahlreiche Schulen experimentierten auch mit 3D-Druckern, mit denen Arbeitsmittel wie geometrische Körper hergestellt wurden, die auch spätere Jahrgänge nutzen können.

Das Projekt ist auf einen langfristigen Nutzen ausgelegt, denn: Alle 75 Unterrichtsentwürfe, die entstanden sind, werden in drei Bänden zusammengefasst und können von künftigen Schüler- und Lehrergenerationen angewendet werden. Zwei Bände sind bereits erschienen, Band drei wird in Kürze gedruckt. Durch 15 Unternehmens-Workshops schlug die Uni Siegen auch Brücken zwischen hiesigen Firmen und den Schulen, indem die Schüler*innen Problemlösungen für die unternehmerische Praxis entwickelten. Die Ergebnisse der Workshops werden in einem vierten Band festgehalten.

„Ist die digitale Transformation im Jahre 2024 denn abgeschlossen? Natürlich nicht“, betont Projektleiter Witzke. Künstliche Intelligenz, beispielsweise ChatGPT, eröffnet völlig neue Möglichkeiten für den Mathematikunterricht, aber es erfordert auch geschultes Lehrpersonal, um damit arbeiten zu können.

Für besonderes Engagement und intensive Arbeit mit digitalen Methoden wurden im Rahmen der Abschlussveranstaltung die Marienschule in Helden, die Hanseschule Attendorn und das Gymnasium Maria König aus Lennestadt feierlich geehrt.

Gefördert wurde das Projekt neben der Regionale 2025 außerdem durch die Ministerien für Bildung und Schule und für Kultur und Wissenschaft des Landes NRW sowie durch die Bezirksregierung Arnsberg. Die IHK Siegen, zahlreiche lokale Unternehmen sowie die Arbeitgeberverbände Siegen und Olpe stehen ebenfalls hinter „DigiMath4Edu“. Digitale Grußworte anlässlich der Abschlussveranstaltung finden sich unter: https://u-si.de/lSgEf

Kontakt:
Birgitta Marx (Lehrkraft für besondere Aufgaben, Didaktik der Mathematik)
E-Mail: Birgitta.Marx@uni-siegen.de
Tel.: 0271-740 3314

Aktualisiert um 8:00 am 7. Juni 2024 von Thomas Reppel

Forschungsergebnisse zu 3D-Metalldruck

Mit einem leistungsstarkem Pulverbettdrucker können an der Uni Siegen Legierung aus Aluminium-, Stahl- oder Titanpulver verschmolzen werden. Siegener Wissenschaftler*innen veröffentlichten jetzt erste Forschungsergebnisse zum Verhalten des Materials aus der Siegener Metalldruckanlage.

Additive Fertigung (AM), auch bekannt als 3D-Druck, hat das Potenzial, die Fertigungsindustrie zu revolutionieren. Der 3D-Druck von Metall entwickelt sich rasant weiter. In den letzten Jahren hat Metall-3D-Druck insbesondere in der Medizintechnik, der Automobil- sowie Luft- und Raumfahrtindustrie stark an Bedeutung gewonnen. Die Universität Siegen verfügt über einen leistungsstarken Pulverbettdrucker, welcher nach einem umfangreichen Laborumbau jetzt auch für Forschungskooperationen bereitsteht.

Die Anlage (3DS DMP Flex 350) wurde im Rahmen eines Großgeräteantrages von Prof. Dr.-Ing. Tamara Reinicke (Produktentwicklung) und Prof. Dr.-Ing. Martin Manns (Fertigungsautomatisierung und -montage) beschafft. Mit ihr können zahlreiche Legierungen aus Aluminium-, Stahl- oder Titanpulver zu komplexen, mit konventionellen Fertigungstechnologien nicht herstellbaren Geometrien verschmolzen werden. Um das Vertrauen in die Anwendung dieser Technologie in sicherheitsrelevanten Bereichen zu stärken, bedarf es intensiver Forschung zur Bestimmung des Materialverhaltens bei hoher Beanspruchung.

Die erste wissenschaftliche Forschungsarbeit mit Proben aus der Siegener Metalldruckanlage, wurde kürzlich in „Theoretical and Applied Fracture Mechanics“, einer der führenden Fachzeitschriften auf dem Gebiet der Bruchmechanik, veröffentlicht. Ziel der Untersuchung war, die Auswirkung der Scanstrategie (Verfahrweg des Lasers) auf die Bauteilfestigkeit zu evaluieren. Im Rahmen dieser Forschung haben Prof. Dr.-Ing. Tamara Reinicke und Dr.-Ing. Mohammad Reza Khosravani vom Lehrstuhl für Produktentwicklung mit Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel und Dr.-Ing. Peter Frohn-Sörensen vom Lehrstuhl für Umformtechnik eng zusammengearbeitet. Dr. Khosravani erklärt, dass hier das Bruchverhalten von Proben mit doppelter Kerbung aus einer Aluminium-Legierung (AlSi10Mg) untersucht wurden. Es wurden Probekörper mit unterschiedlichen Geometriespezifikationen und Druckparametern hergestellt und das Bruchverhalten und die mechanische Festigkeit eingehend untersucht. Kerben spielen eine wesentliche Rolle bei der Auslegung von Bauteilen und sind oft verantwortlich für das Versagen von Bauteilen. Die Untersuchungsergebnisse helfen Konstrukteuren bei der Gestaltung und Ausrichtung von dauerfesten Bauteilfeatures.

Die Autoren der Forschungsarbeit (von links): Dr.-Ing. Peter Frohn-Sörensen, Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, Dr.-Ing. Mohammad Reza Khosravani und Prof. Dr.-Ing. Tamara Reinicke.

Aktualisiert um 16:29 am 6. Juni 2024 von Thomas Reppel

Preis für Forschung zum Materialverhalten bei Crashs

Chongyang Zeng vom Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen hat ein Verfahren zur Messung des Materialverhaltens bei Crashbelastung weiterentwickelt. Dafür wird er mit Platz 1 des internationalen Forschungspreises „ZwickRoell Science Award“ ausgezeichnet.

Bei einem Autounfall sind die Fahrzeuginsassen darauf angewiesen, dass die Karosserie der Wucht des Aufpralls bestmöglich standhält. Um das zu erreichen, wird das Material für die Bauteile vorab intensiv getestet. Das Problem: Gerade bei Crashs mit hohen Geschwindigkeiten treten Schwingungen auf, die präzise Kraftmessungen erschweren. Fahrzeugbauer der Universität Siegen haben dafür eine Lösung entwickelt: Sie bringen die Materialproben für ihre Messungen in eine spezielle geometrische Form – die Energien während des Versuchs werden dadurch so umverteilt, dass keine störenden Schwingungen mehr auftreten und exakte Ergebnisse erzielt werden. Chongyang Zeng vom Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau hat dieses bereits patentierte Verfahren nun noch weiterentwickelt. Dafür wird der Nachwuchswissenschaftler mit dem 1. Platz des internationalen Forschungspreises „ZwickRoell Science Award“ ausgezeichnet.

„Ich freue mich riesig über diese Auszeichnung, für die sich über 160 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus mehr als 35 Ländern beworben haben. Unter so vielen Bewerbungen für Platz 1 ausgewählt worden zu sein, ist eine tolle Überraschung und gleichzeitig eine Anerkennung für die Forschung an unserem Lehrstuhl“, sagt Chongyang Zeng, der zuvor an der RWTH Aachen seinen Master in Metallurgie abgeschlossen hat.

Die Studie, für die er nun ausgezeichnet wird, ist Teil seiner Doktorarbeit im Rahmen eines Forschungsprojektes der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zu Crashsimulationen. Zeng hat dabei zum einen noch weitere geometrische Probeformen mit unterschiedlichen Spannungszuständen entwickelt, die exakte Kraftmessungen ermöglichen. Darüber hinaus hat er neue Gesetzmäßigkeiten entdeckt und in ein physikalisches Verfahren zur schwingungsfreien Kraftmessung implementiert. „Wir können mit diesem erweiterten Messverfahren nun noch genauer vorhersagen, ob verschiedene Stähle, die für die Produktion von Karosseriebauteilen in Frage kommen, der Belastung bei Crashs standhalten“, erklärt Lehrstuhlinhaber Prof. Dr.-Ing. Xiangfan Fang von der Uni Siegen.

Im Fahrzeugleichtbau sind solche präzise Messmethoden von besonderer Bedeutung: Um möglichst „leichte“ Fahrzeuge zu bauen, muss genau ermittelt werden, wie weit man die Materialdicke der Bauteile reduzieren kann, ohne dass das Material seine Festigkeit einbüßt. Das DFG-Projekt, bei dem die Wissenschaftler der Universität Siegen mit Kolleg*innen der RWTH Aachen zusammenarbeiten, läuft noch ein Jahr. In dieser Zeit soll unter anderem daran gearbeitet werden, die weitentwickelten Messverfahren in der Praxis auch tatsächlich anwendbar zu machen.

Der ZwickRoell Science Award prämiert jährlich Forscherinnen und Forscher, die herausragende wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der mechanischen Materialprüfung erbracht haben. Der erste Platz der Auszeichnung ist mit 5.000 Euro dotiert, Chongyang Zeng erhält für seine Leistung außerdem die Paul Roell Medaille. Die Preisverleihung erfolgt im Oktober in Ulm.

Kontakt:
Prof. Dr. Xiangfan Fang (Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau)
E-Mail: Xiangfan.fang@uni-siegen.de
Tel.: 0271- 740 4670

Chongyang Zeng (l.) und Prof. Dr. Xiangfan Fang vom Siegener Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau mit den neu entwickelten geometrischen Probeformen: Sie ermöglichen exakte Kraftmessungen bei Crashbelastung.

Aktualisiert um 16:26 am 6. Juni 2024 von Thomas Reppel

6. Tag der Biologischen Vielfalt im Hauberg Fellinghausen

Am 26. Mai 2024 hatte die Universität Siegen zusammen mit zahlreichen Partnern zum 6. Tag der Biologischen Vielfalt eingeladen. Naturinteressierte konnten dieses Mal die Artenvielfalt im historischen Hauberg Fellinghausen buchstäblich unter die Lupe nehmen.

Im Historischen Hauberg Fellinghausen gibt es viel zu entdecken. Schautafeln informieren über die historische Haubergswirtschaft und darüber, welche Aufgaben im Verlauf eines Jahres im Hauberg zu erledigen sind. Aufgrund der nachhaltigen und kleinräumigen Bewirtschaftungsform im Hauberg finden hier noch viele Pflanzen und Tiere einen Lebensraum.

Zum Tag der Biologischen Vielfalt am 26. Mai machte die Universität Siegen gemeinsam mit dem NABU Siegen-Wittgenstein und weiteren Partnern auf die biologische Artenvielfalt im Fellinghäuser Hauberg aufmerksam. Prof. Dr. Klaudia Witte, Initiatorin des Thementages an der Universität Siegen, betont: „Im Kreis Siegen-Wittgenstein haben wir eine vielfältige Natur mit vielen verschiedenen, auch seltenen Tier- und Pflanzenarten. Die gilt es zu schützen und dafür möchten wir mit dem Tag der Biologischen Vielfalt sensibilisieren.“

Entlang eines ca. 2,8 km langen, ausgeschilderten Rundwegs informierten Expert*innen der Universität und Mitglieder verschiedener Umweltorganisationen an zehn Stationen über Themen rund um Hauberg, Vielfalt und Natur.

An den einzelnen Stationen konnten kleine und große Besucher*innen etwas über Amphibien und Reptilien, Bienen und Fledermäuse, die Arbeiten im Hauberg und den Umbau des Waldes erfahren und einen aktiven Kohlenmeiler erleben. Für eine Stärkung zwischendurch verkaufte der Förderverein Historischer Hauberg Fellinghausen Würstchen und Getränke am Kohlenmeiler. An Station 3 informierte der Naturschutzbund Siegen-Wittgenstein an einem Stand speziell über die Pflanzen des Haubergs. Am Stand der Klimawelten konnten die Kinder auf Insektensuche gehen und die Krabbeltiere „unter die Lupe“ nehmen. Anschauen, Anfassen und Mitmachen war an vielen Stationen erwünscht. Teilnehmer*innen durften zum Beispiel selbst Vogelnistkästen anmalen und Schanzen aus Zweigen binden.

Für die Kleinsten gab es eine Kinderrallye: Wer an den einzelnen Ständen kleine Aufgaben löst, konnte anschließend an einem Gewinnspiel teilnehmen. Die Tombola-Preise wurden durch die NRW-Stiftung finanziert, die gleichzeitig auch den Thementag sponsert.

Eröffnet wurde der Tag der Biologischen Vielfalt um 11 Uhr durch Prof. Klaudia Witte am neuen Pavillon des Fördervereins Historischer Hauberg Fellinghausen e.V. am Wanderparkplatz „Auf der Brache“ an der Luisenstraße. Zur Begrüßung sprachen Landrat Andreas Müller, Dieter Gebauer, stellvertretender Bürgermeister der Stadt Kreuztal, und die Regionalbotschafterin der NRW-Stiftung, Christiane Stötzel-Ditsche.

Veranstaltet wurde der Aktionstag vom Institut für Biologie der Universität Siegen zusammen mit der NRW-Stiftung, dem NABU, dem Förderverein Historischer Hauberg Fellinghausen e. V. sowie dem Kreis Siegen-Wittgenstein. In diesem Jahr waren außerdem der Landesbetrieb Wald und Holz NRW, der Imkerverein Ferndorf-Kreuztal, der Naturpark Sauerland-Rothaargebirge e.V. und die Klimawelten e. V. dabei. Weitere Informationen unter: www.biovielfalt-siwi.de.

Kontakt:
Prof. Dr. Klaudia Witte
Institut für Biologie, Universität Siegen
E-Mail: witte@biologie.uni-siegen.de
Tel.: 0271 740-3297

Aktualisiert um 14:58 am 27. Mai 2024 von Thomas Reppel

Siegener Forschungsprojekte erhalten EU-Auszeichnung

Foto: Confederation of European Paper Industries

Zwei Forschungsprojekte der Universität Siegen haben den European Paper Recycling Council Award in Brüssel erhalten. Sie beschäftigen sich mit der Effizienzsteigerung auf Basis Künstlicher Intelligenz in der Papierindustrie.

Gleich zwei Forschungsprojekte der Universität Siegen wurden im Februar mit dem European Paper Recycling Council Award im Europäischen Parlament in Brüssel ausgezeichnet. Die Europaabgeordnete Susana Solís Pérez übergab den Preis Projektpartnern in der Kategorie „Innovative Technologien und F&E“ an die Teams der Projekte KIBAPap (KI-basiertes Bedienerassistenzsystem im Wertstoffkreislauf Papier) und ODiWiP (Optimierter Wertstoffkreislauf in der Papierindustrie). Beide Projekte sind an der Uni Siegen bei der Professur von Prof. Dr.-Ing. Peter Burggräf am Lehrstuhl für International Production Engineering and Management (IPEM) verortet.

Das Projekt KIBAPap wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Entlang des Wertstoffkreislaufs Papier werden Daten gesammelt und mittels Künstlicher Intelligenz (KI) und Big Data Ansätzen ausgewertet. Dabei geht es unter anderem um die Optimierung des Papierherstellungsprozesses und die Anpassung der Prozessparameter an die Qualität des verfügbaren Rohstoffs. Ziel ist es, Ressourcen einzusparen und somit nicht nur positive Auswirkungen auf die Rentabilität, sondern auch auf unsere Umwelt zu bewirken. An dem dreijährigen Projekt sind neben dem IPEM der Universität Siegen das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung, die Hochschule München, das ITA der RWTH Aachen, sowie die Unternehmen LEIPA Group GmbH, die Veolia Umweltservice GmbH, PROPAKMA GmbH und Consultingtalents AG beteiligt.

„Im Rahmen des Forschungsprojekts KIBAPap möchten wir mittels Künstlicher Intelligenz das Papierrecycling optimieren, Ressourcen schonen und implizites Wissen von Mitarbeitern explizit verfügbar machen. Das ist vor allem vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Papierwirtschaft im Einklang von sozialen, ökologischen und ökonomischen Interessen wichtig. Umso mehr freuen wir uns, dass wir nach 2021 mit dem Projekt EnEWA nun bereits zum zweiten Mal in Folge die EU-Auszeichnung European Paper Recycling Council Award erhalten haben“, so Alexander Becher, Leiter der Projekte ODiWiP und KIBAPap an der Universität Siegen.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte und im März 2023 beendete Projekt ODiWiP hat erfolgreich einen funktionsfähigen Demonstrator (TRL 6) eines KI-basierten Assistenzsystems für die Bedienung einer Papiermaschine entwickelt und implementiert. Dieses sich selbstoptimierende Assistenzsystem bietet eine effiziente Möglichkeit, den Produktionsprozess zu überwachen, Qualitätsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben sowie die Entscheidungshoheit der Maschinenbedienenden zu wahren.

„Generell gewinnen die Themen Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft immer mehr an Bedeutung“, so Becher. „Daher ist uns besonders wichtig, Forschung zu betreiben, die unmittelbar in der Industrie Anwendung finden kann.“

Ansprechpartner
Alexander Becher
E-Mail: alexander.becher@uni-siegen.de

Aktualisiert um 7:58 am 15. Mai 2024 von Thomas Reppel

Prof. Dr.-Ing. Oliver Nelles ausgezeichnet

Prof. Oliver Nelles wurde von ScholarGPS als Highly Ranked Scholar™ für seine herausragende Publikationsleistung mit großer Bedeutung und hoher Qualität ausgezeichnet. Besonders hervorzuheben ist der 2. Platz im weltweiten Ranking aller Forscher:innen auf dem Gebiet der Systemidentifikation.

ScholarGPS schreibt:

„Your prolific publication record, the high impact of your work, and the outstanding quality of your scholarly contributions have placed you in the top 0.05% of all scholars worldwide.”

Highly Ranked Scholar – Lifetime

#2           System Identification               (Top 0,01%)
#113     Nonlinear Systems                   (Top 0,03%)
#917     Mechanical Engineering         (Top 0,16%)

Prof. Oliver Nelles ist 55 Jahre alt. Er forscht und lehrt seit 20 Jahren am Department Maschinenbau der Universität Siegen. Seinem Hauptforschungsgebiet, der Identifikation nichtlinearer dynamischer Prozesse, ist er seit seiner Diplomarbeit an der TU Darmstadt im Fachbereich Elektrotechnik treu geblieben. Während seiner Promotion entwickelte er ein neues Verfahren zur datengetriebenen Modellierung nichtlinearer Prozesse, welches durch seine Leistungsfähigkeit und gute Interpretierbarkeit sofort breite Anwendung fand. Das Verfahren, genannt Local Linear Model Tree (LOLIMOT), basiert auf der Kombination einfacher linearer Modelle und ermöglicht damit dem normalen Entwicklungsingenieur, Standardmethoden aus seinem Studium auf sehr komplexe Probleme anzuwenden.

In zahlreichen Kooperationen trieb Dr. Nelles auf vielen Gebieten, von der Fahrzeug- und Motorentechnik bis zur verfahrenstechnischen Industrie, die Anwendung dieses Verfahren voran. Gleichzeitig vertiefte er seine Forschungsaktivitäten als Postdoc am Mechanical Engineering Department der UC Berkeley, CA. Die Erkenntnisse der theoretischen und praktischen Forschungsergebnisse schlugen sich im 800-seitigen Buch „Nonlinear System Identification“ nieder, das 2001 bei Springer publiziert wurde. Dieses Buch entwickelte sich im Laufe der Jahre international zu einem Standardwerk, sowohl in der Industrie als auch in Forschung und Lehre.

Dr. Nelles arbeitete für 4 Jahre bei SiemensVDO Automotive in Regensburg als Projekt- und Gruppenleiter im Bereich Automatikgetriebesteuerung. Dort konnte er neue Erfahrungen in der Führung internationaler Teams (Süd-Korea, Japan) und in betriebswirtschaftlichen Zusammenhängen sammeln. 2004 wurde er an die Universität Siegen berufen.

Prof. Nelles schlägt an der Universität Siegen in der Lehre eine Brücke zwischen den Departments Maschinenbau und Elektrotechnik und Informatik. Im Wintersemester 2024/25 gehen neue, von ihm entwickelte, 7-semestrige Bachelor-Studiengänge „Digital Engineering“ an den Start, in den drei Ingenieurvarianten: „– Mechatronik“,  „– Maschinenbau“ und  „– Elektrotechnik“.

Webseite: https://www.mb.uni-siegen.de/mrt/lehre/digitalengineering

Die aktuellen Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe Nelles konzentrieren sich zur Zeit auf folgende drei Fragestellungen:

  • Wie sammele ich durch geschickte Vermessung mit wenig Aufwand in kurzer Zeit möglichst informative Daten, die danach mittels Machine Learning effektiv genutzt werden können?
  • Wie integriere ich möglichst geschickt dynamisches Verhalten in nichtlineare Machine-Learning-Modelle, berücksichtige also die zeitliche Entwicklung der Daten?
  • Wie kombiniere ich Ingenieurwissen aus der Physik mit Messdaten, um vertrauenswürdige Modelle zu erhalten?

Alle diese Themen beschäftigen sich mit Modellen – im „Industrie 4.0“-Kontext auch „Digitale Zwillinge“ genannt. Modelle sind für die meisten leistungsfähigen Ingenieuranwendungen notwendig und dienen der Vorhersage, Simulation, Steuerung/Regelung, Diagnose, Optimierung, Interpretation und vielem mehr.
2021 veröffentlichte Prof. Nelles eine stark erweiterte 2. Auflage seines erfolgreichen Buches „Nonlinear System Identification“, nun im Umfang von 1 250 Seiten, das inzwischen fast 5 000 Mal zitiert wurde.

Aktualisiert um 14:30 am 6. Mai 2024 von Thomas Reppel

MINToringSi-Jahrgang besucht Wasserlabor der Uni Siegen

Welche MINT-Bereiche sind am Campus „Adolf-Reichwein-Straße“ angesiedelt? Wer waren die Namensgeber der vier Campusgebäude, wann haben sie gelebt und wofür sind sie bekannt?

Im Rahmen einer Campus-Rallye beantworteten diese und einige weitere Fragen die 14 Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Coaching-Programms „MINToringSi – Studierende begleiten Schülerinnen und Schüler auf dem Weg in ein MINT-Studium“, die aktuell im ersten Förderjahr sind. Um die Lösungen zu finden, suchten die MINTees am 22.04.2024 in Kleingruppen die Uni-Campus „Adolf-Reichwein-Straße“, „Hölderlin-Straße“ sowie den „Pauls-Bonatz-Campus“ auf. Neben dieser Unirallye hatte sich das MINToren-Team um Dr. Thomas Schulte, Alexander Becher und Jonas Nöh weitere abwechslungsreiche Programmpunkte für den Nachmittag überlegt. So waren u.a. Vertreter der Achenbach Buschhütten GmbH & Co. KG zur Uni gekommen, um den MINTees Einblicke in die Ausbildungs- und Studienmöglichkeiten des Kreuztaler Familienunternehmens zu geben. Anhand der Einblicke, die Björn Achenbach, Konstrukteur und dualer Studiengangskoordinator, und Niklas Born, dualer Elektrotechnik-Student gaben, wurde den Anwesenden schnell klar, dass ein duales Studium bei Achenbach alles andere als langweilig ist. So wird mit wertschöpfenden Tätigkeiten an realen Projekten gearbeitet, bevor es anschließend zahlreiche Perspektiven und Beschäftigungsmöglichkeiten im Unternehmen gibt. Im Anschluss an die Präsentation der beiden „Achenbacher“ hatten die MINTees die Gelegenheit zahlreiche Fragen an die Unternehmensvertreter zu stellen.

Der MINToringSi-Jahrgang 2023

Zahlreiche Fragen wurden später auch im Wasserlabor der Universität Siegen an Dipl.-Ing. Jörg Wieland gestellt, der Laboringenieur im Bereich Wasserbau ist. Anhand der Talsperre Malter bei Dresden erklärte der Laboringenieur den MINTees verschiedene Szenarien, die eintreten können. Zudem ließ er die Anwesenden unter denen auch Julia Förster war, die MINToringSi-Programmbetreuerin seitens der Arbeitgeberverbände Siegen-Wittgenstein ist, wissen, dass die Kläranlage Kreuztal die Größte im Kreis Siegen-Wittgenstein ist. Mit diesen und vielen weiteren lehrreichen Informationen des Nachmittags ging es für alle Anwesenden noch zum gemeinsamen Abendessen in eine Pizzeria in Siegen-Weidenau, wo die Programmkoordinatorin ein positives Fazit des Nachmittags zog: „Das MINToren-Team hat zum wiederholten Mal ein informatives und interaktives Programm auf die Beine gestellt. Die Mischung zwischen Wissensvermittlung und Informationen auf der einen Seite sowie die Aktivität bei der Campus-Rallye auf der anderen Seite waren sehr gut gewählt, sodass allen MINTees der MINT-Bereich nähergebracht werden konnte“, sagte Julia Förster.

Björn Achenbach, Konstrukteur und dualer Studiengangskoordinator (links), und Niklas Born, dualer Elektrotechnik-Student gaben den MINTees Einblicke in die Ausbildungs- und Studienmöglichkeiten des Kreuztaler Familienunternehmens.

Aktualisiert um 16:22 am 30. April 2024 von Thomas Reppel

Millionenförderung für Siegener Beteiligung am ATLAS-Experiment

Teilchenphysiker:innen der Universität Siegen forschen weiter am ATLAS-Experiment am Genfer CERN. Ab 2026 soll ein grundlegendes Upgrade des ATLAS-Detektors erfolgen – die Module dafür werden teilweise in Siegen gebaut.

46 Meter lang, 25 Meter hoch und damit etwa halb so groß wie die Kirche Notre Dame in Paris: Der ATLAS-Detektor am Genfer CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) ist ein gewaltiger Detektor der Teilchenphysik. Ein einzigartiges Hightech-Werkzeug, das Elementarteilchen aufspüren kann, die durch Protonen-Zusammenstöße im Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) entstehen. ATLAS ist eines von vier großen Experimenten am LHC. Physiker:innen erhoffen sich davon Erkenntnisse zu bisher ungelösten Fragen der Physik – zum Beispiel zur Natur der dunklen Materie.

Bereits seit vielen Jahren gehören auch Experimentalphysikerinnen und -Physiker des Center for Particle Physics (Zentrum für Teilchenphysik) der Universität Siegen zum internationalen Forschungsverbund am ATLAS-Experiment. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat nun erneut rund 2,1 Millionen Euro bewilligt, um zwei Siegener ATLAS-Projekte zu unterstützen.

„Ich freue mich sehr über die Förderung, die auch als Würdigung unserer bisherigen Arbeit am ATLAS-Experiment zu sehen ist“, sagt Prof. Dr. Markus Cristinziani, Leiter der Siegener Arbeitsgruppe für Experimentelle Teilchenphysik. „Wir steuern am CERN aktuell auf eine hochspannende Phase zu, in der die Leistung des LHC noch einmal deutlich gesteigert werden soll – um dem gerecht zu werden, müssen wir auch den ATLAS-Detektor noch einmal gründlich überarbeiten. Dieses Upgrade ist ein wichtiges Projekt, an dem wir in der kommenden Förderphase beteiligt sind.“

Der Large Hadron Collider am CERN soll 2029 in die sogenannte „High-Lumi“-Phase eintreten. Das bedeutet, dass die Energie, auf die die Protonen beschleunigt werden, noch einmal leicht gesteigert wird. Vor allem aber wird die Kollisionsrate – in der Fachsprache auch als „Luminosität“ bezeichnet – deutlich erhöht. So sollen im Beschleuniger künftig etwa zehn Mal mehr Protonen-Kollisionen stattfinden, als seit dem Start des LHC gesammelt wurden. Dadurch steigt auch die Wahrscheinlichkeit, seltene Teilchen wie etwa das Higgs-Boson oder sogenannte Top-Quarks aufzuspüren – vorausgesetzt, die Detektoren werden so aufgerüstet, dass sie der höheren Intensität des LHC gerecht werden.

„Das ultra-präzise Herzstück des ATLAS-Detektors ist der aus rund 10.000 kleinen Modulen zusammengesetzte Pixeldetektor“, erklärt Cristinziani. „Diese Module gibt es nicht von der Stange, sondern sie werden eigens für das ATLAS-Experiment entwickelt und produziert.“ Rund 200 der High-Tech-Module sollen in den kommenden Jahren an der Uni Siegen hergestellt und anschließend am CERN mit weiteren Modulen zum großen neuen Detektor zusammengesetzt werden. Für die Modul-Produktion entsteht am Siegener Emmy-Noether-Campus eigens ein Reinraum, der Ende 2025 fertig werden soll.

Neben dem Upgrade des Pixel-Detektors beschäftigen sich die Siegener Physiker:innen in den nächsten Jahren weiter mit der Analyse der am ATLAS-Experiment gewonnenen Daten. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Charakterisierung des Top-Quarks – einem bisher wenig erforschten Elementarteilchen, das viel Masse besitzt, aber gleichzeitig nur eine sehr kurze Lebensdauer aufweist. Cristinzianis Kollege, Prof. Dr. Ivor Fleck erklärt: „Mit dem Pixeldetektor können wir die Spuren nachweisen, die Top-Quarks nach dem Zerfall hinterlassen. Daraus können wir dann mit Hilfe physikalischer Berechnungen Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Top-Quarks ziehen.“

In den kommenden Jahren möchte sich das Siegener Team unter anderem mit der Frage beschäftigen, ob ein Top-Quark in neuartige Teilchen zerfallen kann, die bisher noch nicht beobachtet wurden: „Wenn man davon ausgeht, dass Dunkle Materie Teilchencharakter hat, dann wären diese hypothetischen Teilchen ein heißer Kandidat“, sagt Cristinziani.

Mit ihren Projekten in der Top-Quark-Physik sind die Siegener Physiker:innen international führend. Diese Expertise bringen sie auch in das geplante Exzellenzcluster „Color meets Flavor“ ein, das Anfang Februar die erste Auswahlrunde im wichtigsten deutschen Forschungswettbewerb erfolgreich passiert hat. Weitere Informationen zu dem gemeinsamen Vorhaben mit den Universitäten Bonn und Dortmund sowie dem Forschungszentrum Jülich finden Sie hier

Hintergrund:
Die Förderung der Siegener ATLAS-Projekte erfolgt im Rahmen des BMBF-Forschungsschwerpunktes „Physik bei höchsten Energien am Large Hadron Collider“. An dem Forschungsnetzwerk sind neben der Universität Siegen weitere 15 deutsche Universitäten und Institutionen beteiligt. Insgesamt arbeiten am ATLAS-Experiment mehr als 3000 Wissenschaftler:innen aus 38 Ländern zusammen.

Kontakt:
Prof. Dr. Markus Cristinziani
Tel.: 0271 740-3629
E-Mail: Markus.Cristinziani@uni-siegen.de

Prof. Cristinziani auf dem CERN-Gelände. Das Wandbild im Hintergrund stammt von Josef Kristofoletti und zeigt den ATLAS-Detektor im Querschnitt.
(Foto: M. Cavazza, CERN)
(Fotos oben: CERN)

Aktualisiert um 10:01 am 27. April 2024 von Thomas Reppel