Praktikum: Modellierung der physikalischen Dynamik mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) (w/m/div.)
Unternehmensbeschreibung
Stellenbeschreibung
In diesem Praktikum arbeiten Sie an einer anspruchsvollen Aufgabe mit hoher Wirkung an der Schnittstelle von Physik, Ingenieurwesen und maschinellem Lernen: dem Verstandnis und der Modellierung der kausalen, physikalischen Dynamik von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS). MEMS sind Sensorsysteme, die mikrometergroe mechanische Strukturen mit Elektronik kombinieren. Sie gehoren heute zu den am weitesten verbreiteten Sensorsystemen - dank ihrer Funktionalitat und ihrer praktisch kleinen Baugroe - und werden in Alltagsgeraten wie Smartphones, Laptops und Autos eingesetzt. Dieses Praktikum richtet sich an hochmotivierte Studierende mit starkem akademischem Hintergrund, die Erfahrung darin sammeln mochten, ihre physikalische Intuition und ihr abstraktes Denken auf reale industrielle Systeme anzuwenden.
Die Herstellung der mikrometergroen Strukturen ist ein mehrstufiger Prozess mit hoher Dimensionalitat und anfallig fur Storungen sowie Kontamination. Diese Komplexitat macht kontrollierte Anpassungen, Optimierungen und Ursachenanalysen zeitaufwendig und erfordert haufig unterschiedliche Vorgehensweisen. Ein kausales Modell - also ein Modell, das die Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen Systemvariablen uber ein Gleichungssystem und eine zugehorige Graphstruktur erklart - kann diese Ziele effizienter unterstutzen. Ziel dieser Arbeit ist es, dass Sie iterativ ein kausales Modell fur einen Produktions-Teilprozess erstellen. Dazu erarbeiten Sie sich zunachst anhand bereitgestellter Literatur die Grundlagen der Kausalitat und von MEMS-Bauelementen. Anschlieend nutzen Sie Ihr erworbenes Wissen uber die physikalische Dynamik und Wechselwirkungen sowie deren mathematische Beschreibung, um die Systemgleichungen aus physikalischen Prinzipien herzuleiten und in einer Graphstruktur abzubilden; dabei validieren Sie Ihre Annahmen iterativ gemeinsam mit Fachexpertinnen und Fachexperten. Nach erfolgreicher Modellerstellung vergleichen Sie gangige Algorithmen des maschinellen Lernens, die darauf abzielen, kausale Zusammenhange aus Daten zu erschlieen. Abschlieend fassen Sie Ihre Arbeit und Ergebnisse in einem Bericht zusammen.
Die Modellerstellung erfordert ein tiefes Verstandnis der physikalischen Dynamik von MEMS und ihrer Fertigung sowie deren mathematische Beschreibung (z.B. Differentialgleichungen). Wahrend des Praktikums entwickeln Sie ein fundiertes Verstandnis von MEMS und Kausalitat, starken Ihre Modellierungskompetenzen und sammeln Erfahrung in der Bearbeitung offener industrieller Forschungsfragestellungen.
Qualifikationen
- Ausbildung: Masterstudium im Bereich Physik, Elektrotechnik, Maschinenbau oder eine vergleichbare Qualifikation mit guten Noten
- Erfahrung und Kenntnisse: Fundiertes Verstandnis von Statistik, Wahrscheinlichkeitstheorie und Differentialgleichungen; gutes Verstandnis von Physik und MEMS; grundlegende Python-Kenntnisse; grundlegende SQL-Kenntnisse
- Personlichkeit und Arbeitsweise: Sie sind offen, eigenmotiviert und ausdauernd
- Arbeitsroutine: Ihre Prasenz vor Ort ist erforderlich
- Begeisterung: Faszination fur physikalische Dynamik sowie deren mathematische Beschreibung; Sie arbeiten gerne an offenen Fragestellungen ohne vorgegebene Losungen
- Sprachen: Gute Kommunikationsfahigkeiten in Wort und Schrift in Englisch und Deutsch
