Wir möchten Sie gerne über die Neuigkeiten in unserer Vereinsführung informieren
Wie am 28.Februar 2024 im Rahmen der alljährlichen Sitzungen offiziell beschlossen wurde, kommt es zu einem Wechsel im Vorstand des Fördervereines.
Frau Letter und Herr Hellwagner legen ihre Funktionen im Vorstand mit Anfang 2024 zurück, Herr Timmerer wechselt von der Position des Geschäftsführers in die Funktion des 3. Obmann-Stellvertreters (Nachfolge Herr Hellwagner).
Wir möchten uns im Namen des gesamten Fördervereines und der Technischen Fakultät bei Frau Letter, Herrn Timmerer und Herrn Hellwagner für ihren langjährigen Einsatz, die tatkräftige Unterstützung und ihr Engagement im Förderverein der TEWI bedanken und wünschen ihnen für all ihre zukünftigen Aufgaben und Vorhaben alles Gute!
Bilder: Danksagungen an Margit Letter, Christian Timmerer und Herrmann Hellwagner von Seiten des Vereines (durch Obmann Michael Kollienz) und der Fakultät (durch Prodekan Bernhard Rinner)
Wir sind die NEUEN!
Die Agenden der Geschäftsführung von Herrn Timmerer und Frau Letter wurden von Herrn Gerhard Leitner und Frau Katharina Werdinig übernommen.
Das neue Führungsteam bestehend aus Obmann Michael Kollienz, Geschäftsführer Gerhard Leitner und Katharina Werdinig als Kassierin und stellvertretende Geschäftsführerin, freut sich auf die neue Aufgabe, ist voller Tatendrang und Motivation und möchte die Übernahme des Vereines zum Anlass nehmen auch ein paar neue Ideen zu dessen Ausrichtung zu entwickeln. Dies steht beispielsweise in Zusammenhang mit aktuellen Entwicklungen in der IT wie Industrie 4.0 oder KI, aber auch gesellschaftlichen Herausforderungen wie Fachkräftemangel oder Pensionierungswelle der „Baby-Boomer“, welche auch die IT stark betreffen.
In diesem Kontext werden neue Ideen entwickelt, um die Mitglieder (sowohl institutionelle, als auch persönliche und studentische) auf verschiedenen Ebenen noch besser zu servicieren und hinsichtlich der genannten Herausforderungen zu unterstützen.
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Prämierung der besten Diplom- bzw. Masterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt
Der Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt schreibt die Prämierung der besten Diplom- bzw. Masterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt des laufenden Studienjahres aus.
Der Preis besteht aus einer Urkunde und einer Prämie in Höhe von
EUR 1.500,–
Die Jury ist ermächtigt den Preis gegebenenfalls zwischen mehreren Diplom- bzw. Masterarbeiten zu teilen. Antragsberechtigt sind Absolventinnen und Absolventen aller Studienrichtungen der Technischen Fakultät der Universität Klagenfurt, die Mitglied beim Förderverein sind (Beitrittserklärung hier!) und deren Diplom- bzw. Masterarbeit mit “Sehr Gut” beurteilt wurde. D.h. AbsolventInnen der folgenden Masterstudien: Informatik, Informationsmanagement, Informationstechnik, Technische Mathematik bzw. Lehramtsstudien mit einem Unterrichtsfach der TEWI zugeordnet (sofern die Diplom- bzw. Masterarbeit einem dieser Unterrichtsfächer zuzuordnen ist).
Es werden nur Diplom- bzw. Masterarbeiten bewertet, die im Zeitraum vom 1. Januar 2023 bis zum 31. Dezember 2023 fertiggestellt wurden. Als Fertigstellungstermin gilt der Tag der Ausstellung des Gutachtens/Beurteilung (lt. ZEUS). Die Einreichfrist für die Verleihung des Preises endet am 30. April 2024.
Der Antrag ist beim Geschäftsführer des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt einzureichen und soll folgendes beinhalten:
Diplom- bzw. Masterarbeit (in elektronischer Form als PDF-Datei).
Gutachten des Betreuers der Masterarbeit.
Allfällige Software (oder Verweise auf existierende Software).
Eine kurze Zusammenfassung (max. eine Seite), die so geschrieben sein soll, dass sie auch für Nicht-ExpertInnen verständlich ist!
Beurteilungskriterien für die Zuerkennung des Preises sind strikt fachlicher qualitätsbezogener Natur. Sie umfassen die Aspekte:
wissenschaftlicher Gehalt,
Innovationsgehalt und Umsetzbarkeit,
Klarheit der Darstellung und Qualität der Ausführung.
Die Zuerkennung des Preises erfolgt durch eine Jury per Vorstandsbeschluß. Die Jury besteht i.a. aus:
dem Obmann des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt (Vorsitz),
Vertretern der TEWI-Institute der Universität Klagenfurt und
Vertretern der institutionellen Mitglieder des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt.
Der Geschäftsführer des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt kann zu den Sitzungen der Jury als nichtstimmberechtigtes Mitglied beigezogen werden. Die Sitzungen der Jury sind geschlossene Sitzungen und die Entscheidungen der Jury sind endgültig. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.
Die Preisverleihung findet üblicherweise im Rahmen einer TEWI-Veranstaltung statt.
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Der Förderverein Technische Fakultät an der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt wünscht allen Mitgliedern ein frohes Weihnachtsfest und einen guten Start in ein erfolgreiches Jahr 2024!
Klagenfurt, Österreich / 22. September 2023 – Der Roland-Mittermeir-Preis prämiert die besten Masterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt. Antragsberechtigt sind Absolventinnen und Absolventen aller Studienrichtungen der Technischen Fakultät der Universität Klagenfurt, die Mitglied beim Förderverein sind und deren Masterarbeit mit “Sehr Gut” beurteilt wurde. D.h. Absolventinnen und Absolventen der folgenden Masterstudien: Informatik, Informationsmanagement, Informationstechnik, Technische Mathematik bzw. Lehramtsstudien mit einem Unterrichtsfach der TEWI zugeordnet (sofern die Masterarbeit einem dieser Unterrichtsfächer zuzuordnen ist).
Beurteilungskriterien für die Zuerkennung des Preises sind strikt fachlicher qualitätsbezogener Natur. Sie umfassen die Aspekte: wissenschaftlicher Gehalt, Innovationsgehalt und Umsetzbarkeit, Klarheit der Darstellung und Qualität der Ausführung. Die Zuerkennung des Preises erfolgt durch eine Jury per Vorstandsbeschluss. Der Roland-Mittermeir-Preis ist mit € 1.500,– dotiert.
Für die Ausschreibung des Roland-Mittermeir-Preises 2022 wurde aus den zahlreichen Einreichungen eine Gewinnerin ermittelt.
Frau Dipl.-Ing.in Lorena Anna-Maria Gril, BSc
„Tensor-on-Tensor Regression for Human Motion Prediction in an Industrial Collaborative Setting“
Der Preis wurde in einer gemeinsamen Veranstaltung mit den TEWI-Schüler*innenpreisen und den Best Performer Awards am 22. September 2023 übergeben und die Arbeit wird hier kurz vorgestellt:
Um die Sicherheit von kollaborative Arbeitsräume zwischen Menschen und Robotern in industriellen Anwendungen zu gewährleisten, ist eine Erkennung von Gefahrensituationen, die nicht auf Körperkontakt basieren, essenziell. Daher ist das Ziel der Arbeit, die in Kooperation mit Joanneum Research entstanden ist, ein geeigneten Vorhersagemodellen zu entwickeln, welche potenziell gefährlichen Kollisionen zwischen Menschen und Robotern vorhergesagt. Da der Mensch die Hauptquelle der Unsicherheit in solchen Arbeitsumgebungen ist, können Vorhersagen über seine künftigen Bewegungen im Robotersystem genutzt werden, um physischen Kontakt zu vermeiden. Ein gängiger Ansatz ist die Vorhersage sich wiederholender menschlicher Bewegungen mit Hilfe künstlichen neuronalen Netzen beispielsweise. In dieser Arbeit wird ein tensorbasierter Ansatz verwendet, um zukünftige Bewegungen anhand der Bewegungsmuster vergangener Sekunden vorherzusagen.
Bei der Datenerhebung wurde das Optitrack-System verwendet, welches x, y und z Koordinaten von 10 am Körper fixierten Markern während industrieller Montagearbeiten aufzeichnete. Die Marker wurden zum Beispiel an der Hüfte, Wirbelsäule, Schulter, Kopf, Ellbogen und Hand angebracht und es wurde zwei Datensätze mit unterschiedlichen Personen aufgezeichnet. Bei der Modellierung mit den gewonnenen Daten gibt es verschiedene Herausforderungen.
Erstens hat der Körper unterschiedliche Eigenschaften, die berücksichtigt werden müssen. Die Länge zwischen der Hand und dem Ellbogen ist zum Beispiel fest.
Da die Menschen nicht in der Lage sind, Montagevorgänge exakt gleich auszuführen, sind alle Bewegungszyklen unterschiedlich lang.
Außerdem gibt es eine Korrelation zwischen den einzelnen Gelenken. Beispielsweise, um die Bewegung der Hand zu ermöglich, müssen der Ellbogen und die Schulter bestimmte Bewegungen machen. Hinzu kommt, dass die Daten hochdimensional sind.
Die größte Herausforderung ist, dass die Vorhersagen in Echtzeit erfolgen müssen.
Um die Beschränkungen des menschlichen Körpers zu berücksichtigen (1), wurden die Daten in den Gelenkwinkelraum (Joint Angle Space) transformiert, hierbei werden die Längen zwischen den Körperteilen beim Zurückrechnen fixiert. Um eine Modellierung durchführen zu können, wurde eine Referenzbewegung erstellt. Dabei werden die Trainingsdaten auf gleich Länge gestreckt oder gestaucht, dann wurde der Median der Daten bei jedem Zeitschritt zur Bestimmung des Referenzzyklus verwendet und somit auch die unterschiedlichen Längen (2) der Bewegungsaufnahmen adressiert. Für die Modellierung wurden entlang der Referenzbewegung vier Sekunden verwendet, um ein Sekunde der Bewegung vorherzusagen. Durch die Verwendung bzw. den Eigenschaften eines tenorbasierten Models konnten sowohl die Korrelationen zwischen den Gelenken als auch die Hochdimensionalität (3) berücksichtigt werden. Durch ein Ähnlichkeitsmaß, welches neue Bewegungen mit der Referenzbewegung vergleicht, konnten vorhersagen gemacht werden. Diese Vorhersagen wurden in Echtzeit (4) errechnet, da die benötigten Rechenoperationen nicht aufwändig waren.
Die Resultate sind von Parametern des Models abhängig, es konnte aber im Median ein Gesamtfehler der Vorhersage zu den Originalen Daten bzgl. aller Marker vom 15-40 cm festgestellt werden. Außerdem wurde die Method mit den Vorhersagen eines Neuronalen Netzes verglichen. Die vorgestellte Methode erzielte im Mittel einen ca. 50 cm geringeren Gesamtfehler.
Zusammengefasst, hat die entwickelte Methode sämtliche Herausforderungen adressiert und bessere Ergebnisse als die häufig verwendete Vergleichsmethode erzielt.
Rückfragen: Christian Timmerer (Geschäftsführer), Institut für Informationstechnologie (ITEC), Universität Klagenfurt, Universitätsstraße 65 – 67, A-9020 Klagenfurt, Telefon: ++43 463/2700-3621, Email: christian.timmerer@aau.at
Über den Förderverein Technische Fakultät
Der Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt verfolgt das Ziel, die Technische Fakultät bei der Erfüllung ihrer Aufgaben in Forschung und Lehre zu fördern und die Arbeit der Mitglieder, Studierenden und Absolvent*innen zu unterstützen. Ein weiteres wesentliches Ziel ist die Intensivierung des Erfahrungs- und Erkenntnisaustausches zwischen Wissenschaft und Praxis. Mit fast 200 Mitgliedern ist er der anzahlstärkste (Förder-)Verein im Umfeld der Universität Klagenfurt.
Über die Universität Klagenfurt
Die Universität Klagenfurt hat sich seit ihrer Gründung anno 1970 als eine von sechs staatlichen Universitäten mit breitem Fächerspektrum in Österreich etabliert. Mehr als 12.000 Studierende lernen und forschen an der Universität Klagenfurt, etwas mehr als 2.000 davon kommen aus dem Ausland. Etwa 1.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter streben nach qualitativen Höchstleistungen in Lehre und Forschung. In den Times Higher Education World University Rankings 2022, die den Anspruch hegen, die 1.400 besten Universitäten weltweit zu reihen, rangiert sie in der Platzgruppe 351-400, Platz 5 in Österreich. Im Ranking der besten jungen Universitäten der Welt unter 50 Jahren (The Young University Rankings 2022) findet man sie auf Platz 77 weltweit (von 790 gelisteten Universitäten). Im Fachbereich Computer Science belegt die Universität Klagenfurt in der Platzgruppe 201-250 den vierten Rang unter den österreichischen Universitäten. Eines ihrer Forschungsstärkefelder sind „Vernetzte und autonome Systeme“.
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Er hat den „Förderverein Technische Fakultät“ groß gemacht und übergibt nun seine Obmannschaft.
Der Förderverein der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt und die Wirtschaftskammer Kärnten laden Sie anlässlich des 35jährigen Bestehens des Fördervereins herzlich ein: Dienstag, 28. Februar 2023 Beginn: 18.00 Uhr
Eventplateau der Raiffeisen Landesbank Kärnten Raiffeisenplatz 1, 9020 Klagenfurt am Wörthersee
Es erwartet Sie, neben Ehrungen des Roland-Mittermeir-Preises und der TEWI-Best-Performer, eine interessante Keynote zum Thema Cyberkriminalität und Cybersicherheit von Gerald Reischl – Autor des Buches „Internet of Crimes.
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Der Förderverein der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt und die Wirtschaftskammer Kärnten laden Sie anlässlich des 35jährigen Bestehens des Fördervereins herzlich ein: Dienstag, 28. Februar 2023 Beginn: 18.00 Uhr Eventplateau der Raiffeisen Landesbank Kärnten Raiffeisenplatz 1, 9020 Klagenfurt am Wörthersee
Es erwartet Sie, neben Ehrungen des Roland-Mittermeir-Preises und der TEWI-Best-Performer, eine interessante Keynote zum Thema Cyberkriminalität und Cybersicherheit von Gerald Reischl – Autor des Buches „Internet of Crimes.“ Begrüßung Mag. Christian Inzko Förderverein TEWI
Grußworte Mag. Georg Messner Vorstandsdirektor Raiffeisen Landesbank Kärnten
Ehrungen Best Performer und Roland-Mittermeir-Preise für 2019-2021
Internet of Crimes – Herausforderungen für Unternehmen
Ob Gesundheit, Transport oder Industrie, ob Landwirtschaft, Automobilität oder Luftfahrt – keine Branche ist vor Hackern sicher.
Der Technologie-Experte Gerald Reischl hat sich intensiv mit dem Thema auseinandergesetzt und den bislang größten Überblick evidenzbasierter Fakten über die Welt der Cyberkriminellen und ihrer Methoden zusammengetragen.
Im Anschluss sind Sie recht herzlich zu Snacks & Getränken eingeladen!
Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme.
Mag. Christian Inzko Förderverein TEWI
Für die organisatorischen Vorbereitungen ersuchen wir um Ihre Rückmeldung bis 20. Februar 2023 Margit.Letter@aau.at. Herzlichen Dank.
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Prämierung der besten Diplom- bzw. Masterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt
Der Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt schreibt die Prämierung der besten Diplom- bzw. Masterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt des laufenden Studienjahres aus.
Der Preis besteht aus einer Urkunde und einer Prämie in Höhe von
EUR 1.500,–
Die Jury ist ermächtigt den Preis gegebenenfalls zwischen mehreren Diplom- bzw. Masterarbeiten zu teilen. Antragsberechtigt sind Absolventinnen und Absolventen aller Studienrichtungen der Technischen Fakultät der Universität Klagenfurt, die Mitglied beim Förderverein sind (Beitrittserklärung hier!) und deren Diplom- bzw. Masterarbeit mit “Sehr Gut” beurteilt wurde. D.h. AbsolventInnen der folgenden Masterstudien: Informatik, Informationsmanagement, Informationstechnik, Technische Mathematik bzw. Lehramtsstudien mit einem Unterrichtsfach der TEWI zugeordnet (sofern die Diplom- bzw. Masterarbeit einem dieser Unterrichtsfächer zuzuordnen ist).
Es werden nur Diplom- bzw. Masterarbeiten bewertet, die im Zeitraum vom 1. Januar 2022 bis zum 31. Dezember 2022 fertiggestellt wurden. Als Fertigstellungstermin gilt der Tag der Ausstellung des Gutachtens/Beurteilung (lt. ZEUS). Die Einreichfrist für die Verleihung des Preises endet am 30. April 2023.
Der Antrag ist beim Geschäftsführer des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt einzureichen und soll folgendes beinhalten:
Diplom- bzw. Masterarbeit (in elektronischer Form als PDF-Datei).
Gutachten des Betreuers der Masterarbeit.
Allfällige Software (oder Verweise auf existierende Software).
Eine kurze Zusammenfassung (max. eine Seite), die so geschrieben sein soll, dass sie auch für Nicht-ExpertInnen verständlich ist!
Beurteilungskriterien für die Zuerkennung des Preises sind strikt fachlicher qualitätsbezogener Natur. Sie umfassen die Aspekte:
wissenschaftlicher Gehalt,
Innovationsgehalt und Umsetzbarkeit,
Klarheit der Darstellung und Qualität der Ausführung.
Die Zuerkennung des Preises erfolgt durch eine Jury per Vorstandsbeschluß. Die Jury besteht i.a. aus:
dem Obmann des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt (Vorsitz),
Vertretern der TEWI-Institute der Universität Klagenfurt und
Vertretern der institutionellen Mitglieder des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt.
Der Geschäftsführer des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt kann zu den Sitzungen der Jury als nichtstimmberechtigtes Mitglied beigezogen werden. Die Sitzungen der Jury sind geschlossene Sitzungen und die Entscheidungen der Jury sind endgültig. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.
Die Preisverleihung findet üblicherweise im Rahmen einer TEWI-Veranstaltung statt.
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Der Förderverein Technische Fakultät an der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt wünscht allen Mitgliedern ein frohes Weihnachtsfest und einen guten Start in ein erfolgreiches Jahr 2023!
Klagenfurt, Österreich / 16. September 2022 – Der Roland-Mittermeir-Preis prämiert die besten Masterarbeiten aller Studien der technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt. Antragsberechtigt sind Absolventinnen und Absolventen aller Studienrichtungen der Technischen Fakultät der Universität Klagenfurt, die Mitglied beim Förderverein sind und deren Masterarbeit mit “Sehr Gut” beurteilt wurde. D.h. Absolventinnen und Absolventen der folgenden Masterstudien: Informatik, Informationsmanagement, Informationstechnik, Technische Mathematik bzw. Lehramtsstudien mit einem Unterrichtsfach der TEWI zugeordnet (sofern die Masterarbeit einem dieser Unterrichtsfächer zuzuordnen ist).
Beurteilungskriterien für die Zuerkennung des Preises sind strikt fachlicher qualitätsbezogener Natur. Sie umfassen die Aspekte: wissenschaftlicher Gehalt, Innovationsgehalt und Umsetzbarkeit, Klarheit der Darstellung und Qualität der Ausführung. Die Zuerkennung des Preises erfolgt durch eine Jury per Vorstandsbeschluss. Der Roland-Mittermeir-Preis ist mit € 1.500,– dotiert.
Für die Ausschreibung des Roland-Mittermeir-Preises 2019, 2020 und 2021 wurde aus den zahlreichen Einreichungen jeweils eine Gewinnerin ermittelt.
Studienjahr 2019: Frau Mag.a DDIin Dr.in Kerstin Maier BSc BSc
Roland-Mittermeir-Preis (v.l.n.r.): C. Timmerer (Geschäftsführer), K. Maier (2019), T. Rauscher (2021), K. Spendier (2020), M. Kollienz (Vorstandsmitglied, Raiffeisen Rechenzentrum)
Der Preis wurde in einer gemeinsamen Veranstaltung mit den TEWI-Schüler*innenpreisen und den Best Performer Awards am 16. September 2022 übergeben.
Rückfragen: Christian Timmerer (Geschäftsführer), Institut für Informationstechnologie (ITEC), Universität Klagenfurt, Universitätsstraße 65 – 67, A-9020 Klagenfurt, Telefon: ++43 463/2700-3621, Email: christian.timmerer@aau.at
Über den Förderverein Technische Fakultät
Der Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt verfolgt das Ziel, die Technische Fakultät bei der Erfüllung ihrer Aufgaben in Forschung und Lehre zu fördern und die Arbeit der Mitglieder, Studierenden und Absolvent*innen zu unterstützen. Ein weiteres wesentliches Ziel ist die Intensivierung des Erfahrungs- und Erkenntnisaustausches zwischen Wissenschaft und Praxis. Mit fast 200 Mitgliedern ist er der anzahlstärkste (Förder-)Verein im Umfeld der Universität Klagenfurt.
Über die Universität Klagenfurt
Die Universität Klagenfurt hat sich seit ihrer Gründung anno 1970 als eine von sechs staatlichen Universitäten mit breitem Fächerspektrum in Österreich etabliert. Mehr als 12.000 Studierende lernen und forschen an der Universität Klagenfurt, etwas mehr als 2.000 davon kommen aus dem Ausland. Etwa 1.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter streben nach qualitativen Höchstleistungen in Lehre und Forschung. In den Times Higher Education World University Rankings 2022, die den Anspruch hegen, die 1.400 besten Universitäten weltweit zu reihen, rangiert sie in der Platzgruppe 351-400, Platz 5 in Österreich. Im Ranking der besten jungen Universitäten der Welt unter 50 Jahren (The Young University Rankings 2022) findet man sie auf Platz 77 weltweit (von 790 gelisteten Universitäten). Im Fachbereich Computer Science belegt die Universität Klagenfurt in der Platzgruppe 201-250 den vierten Rang unter den österreichischen Universitäten. Eines ihrer Forschungsstärkefelder sind „Vernetzte und autonome Systeme“.
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… ist der Titel des Roland-Mittermeir-Preises 2021 und wurde vom Förderverein Technische Fakultät mit EUR 1.500,00 ausgezeichnet. Der Autorin und Preisträgerin, Frau Dipl.-Ing.in Teresa Rauscher BSc, wurde der Preis im Rahmen einer TEWI-Veranstaltung (gemeinsam mit der Vergabe der TEWI-Schüler*innenpreise und Best Performer Awards) am 16. September 2022 übergeben und die Arbeit wird hier kurz vorgestellt:
Ultraschallbildgebung – für die meisten bekannt aus der Frauenheilkunde – ist ein komplexes Zusammen- spiel von physikalischen Prinzipien und Signalverarbeitungsmethoden. Es basiert auf hochfrequenten Schallwellen, die uber eine Sonde in den Körper geschickt werden und dort vom Gewebe unterschiedlich stark reflektiert oder gestreut werden, um so ein Bild zu erhalten. Bei hohen Intensitäten zeigen die Schallwellen ein starkes nichtlineares Verhalten. Dieses wird zurzeit aber noch nicht genutzt, sondern im Gegenteil durch lineare Modelle angenähert. Sofern man diese Nichtlinearitäten aber richtig abbildet, kann die Qualität der Bilder enorm verbessert werden und auch weitere Anwendungen wie beispielsweise Tissue Harmonic Imaging oder therapeutischer Ultraschall können davon profitieren.
In meiner Masterarbeit habe ich mich eben genau mit der Modellierung dieser Nichtlinearitäten bei der Ausbreitung von Ultraschallwellen beschäftigt. Ziel war es, ein drei dimensionales Modell fur die nicht- lineare Wellenausbreitung im Wasser ausgehend von einer rechteckige Sonde zu entwickeln und dieses auch zu implementieren. Durch die Zusammenarbeit mit GE Healthcare in Zipf, Oberösterreich, konnte ich einen sehr wertvollen praktischen Einblick erhalten und deren Messungen mit den Simulationen vergleichen, um die Genauigkeit des entwickelten Modells zu verifizieren.
Um Nichtlinearitäten abzubilden, muss man in das Feld der nichtlinearen Akustik eintauchen und auf nichtlineare partielle Differentialgleichungen zurückgreifen, in diesem Fall auf die KZK-Gleichung. Die KZK-Gleichung ist eine parabolische Differentialgleichung, die die nichtlineare Ausbreitung von gerichteten Wellen abbilden kann. Die Berechnung von drei dimensionaler fokussierter nichtlinearer Schallwellenausbreitung ist zeitlich noch recht aufwändig, was uns auch zu einer der größten Herausforderungen bringt, denn Ultraschallbildgebung findet in Echtzeit statt.
Um die Berechnung also zu beschleunigen, benötigt man Approximationen. Also denkt man sofort an Linearisierung, doch Ziel ist es gerade diese Nichtlinearitäten abzubilden. Damit mussten andere Ideen her.
Grundlegend basiert das entwickelte Modell auf einem Operator Splittingverfahren. Dies ist eine Methode zur einzelnen Berücksichtigung der Terme in der Gleichung, wodurch diese für eine sehr kleine Schrittweite parallel gelöst und dann nach jedem Schritt wieder zusammengefugt werden können. Durch diese mögliche Parallelisierung kann man Rechenzeit gewinnen und verliert bei entsprechender Schritt weite kaum an Genauigkeit.
Außerdem hat jede Ultraschallsonde eine bestimmte Geometrie, in diesem Fall rechteckig. Dadurch kann das zugrunde liegende Eigenwertproblem fur den Laplace Operator in der KZK-Gleichung explizit gelöst werden. Mithilfe der Eigen-funktionen und einem entsprechenden Ansatz kann man dies auf eine Cosinustransformation zurückführen und somit einen Teil der Gleichung im Frequenzbereich lösen und vernachlässigbare Anteile herausfiltern.
Spannend sind natürlich die Ergebnisse. Um dies zu untersuchen, wurde das Modell diskretisiert. Implizite Zeitschritt-verfahren wurden entwickelt, um die Stabilität zu gewährleisten. Dann wurde es in MATLAB implementiert, die simulierten und gemessenen Wellen wurden in unterschiedlichen Tiefen verglichen und insgesamt konnte eine sehr gute Übereinstimmung festgestellt wreden. Bei Messungen sprechen wir von akustischen Messungen, die mithilfe eines Hydrophones in einem Wassertank bei GE Healthcare in Zipf durchgefuhrt wurden. Auch die Rechenzeit konnte vor allem durch die genannten Annäherungen signifikant reduziert werden.
Damit konnte im Rahmen dieser Masterarbeit ein effizientes Modell entwickelt und implementiert werden, um die nichtlineare Wellenausbreitung bei der Ultraschallbildgebung abzubilden.
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