Robot scientist: Towards an understanding of drop movement
 

Masterarbeit

Stellenangebot vom 20. Dezember 2021

Jeder kennt das alltägliche Phänomen von Tropfen, die eine schiefe Ebene hinunterlaufen. So unglaublich es klingen mag, aber bisher ist nicht wirklich klar, welche physikalischen Parameter die Geschwindigkeit der Tropfen bestimmen. Um die wesentlichen Parameter zu identifizieren und ihren Einfluß zu verstehen, planen wir einen robot scientist zu entwickeln. Im Rahmen der Masterarbeit soll dazu ein Aufbau erstellt werden, in der Flüssigkeitstropfen Computer-gesteuert auf eine schiefe Ebene pipettiert werden. Die Tropfen gleiten die schiefe Ebene mit einem bestimmten Geschwindigkeitsverlauf hinunter. Der Computer soll nicht nur die Pipettierfrequenz und die Zusammensetzung der Flüssigkeit steuern, sondern auch den Kippwinkel der schiefen Ebene und den Aufsetzpunkt bestimmen. Die Tropfenbewegung und Form wird durch eine Hochgeschwindigkeitskamera festgehalten.

Diese Automatisierung ist nötig, damit in einer zweiten, späteren Phase der Computer selbst entscheiden lernt, welche Experimente interessant sind, um die Tropfenbewegung besser zu verstehen. In dieser Phase werden Elemente des sog. aktiven Lernens (active learning), des Verstärkungslernens (reinforcement learning) und der symbolischen Regression (symbolic regression) innovativ kombiniert und weiterentwickelt. Übergeordnetes Ziel des Projekts ist, den Computer beizubringen, selbständig Experimente zu machen und die Gesetzmäßigkeiten zu erkennen, die die Tropfenbewegung bestimmen. Eben ein robotor scientist.

Dazu suchen wir eine/n Physiker/in oder Ingenieur/in, die/der 

  • gerne Pumpen, Goniometer, Schrittmotoren etc. programmiert (Linux),
  • keine Angst hat, auch einen experimentellen Aufbau zu bauen und zu verbessern, und
  • gerne in einem internationalen Team arbeitet.

Das Experiment wird am Max-Planck-Institut für Polymerforschung aufgebaut. Es ist eingebettet in Team aus Wissenschaftlern, die Benetzungsvorgänge untersuchen. Die Expertise zur künstlichen Intelligenz kommt durch die Zusammenarbeit mit Prof. Stefan Kramer vom Institut für Informatik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. 

Bei Interesse melden Sie sich bei Rüdiger Berger ( berger@mpip-mainz.mpg.de ) oder Hans-Jürgen Butt ( butt@mpip-mainz.mpg.de ).

Zur Redakteursansicht