Die Zentralen Wissenschaftlichen Einrichtungen (ZWE) an unserem Institut unterstützen die Forschenden des Instituts in verschiedenen Disziplinen. Insgesamt sechs ZWE befinden sich an unseren beiden Standorten, an denen sie Spitzentechnologien in den Bereichen Robotik und KI bereitstellen.
Die Aufgabe der ZWE Materialien besteht darin, die Beziehung zwischen Herstellung, Mikrostruktur und Eigenschaften von intelligenten und modernen Materialien zu untersuchen. Die Einrichtung nutzt und bietet eine Vielzahl von Herstellungsmethoden, darunter physikalische Gasphasenabscheidung, Polymersynthese und Laserlithographie. Darüber hinaus Analysemethoden wie Rasterelektronenmikroskopie, optische Spektroskopie, Impedanzspektroskopie, Ellipsometrie, fokussierte Ionenmikroskopie, Elektronentransportcharakterisierung und Kartierung räumlicher mechanischer Eigenschaften. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den Größeneffekten der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Materialien.
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Das Konzept der Einrichtung ist auf die Anforderungen für die In-vitro- und Ex-vivo-Validierung, Visualisierung und Verfolgung von medizinischen Robotern im kleinen Maßstab ausgerichtet. Die Anlage bietet mehrere nicht-invasive Bildgebungstechnologien, darunter konfokale Mikroskopie, hochauflösende Computertomografie (Mikro-CT), MRT, Röntgen- und Ultraschallbildgebung. Weiterführende Optionen, die mehrere Modalitäten zur gleichzeitigen Betätigung und Visualisierung kombinieren, können auf die Bedürfnisse der Benutzer*innen zugeschnitten werden. Zellkulturarbeit innerhalb der Biosicherheitsstufe 1 (BLS1), Biokompatibilität und Zytotoxizitätstests sind verfügbar.
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Das OSLab unterstützt die Forschenden mit verschiedenen Spezialkameras und optischen Systemen. In Zusammenarbeit mit Institutsgruppen und externen Partnern forscht das OSLab auf dem Gebiet der faserbasierten und durch maschinelles Lernen unterstützten Sensoren, verfolgt die Integration künstlicher Intelligenz in die psychotherapeutische Signalverarbeitung und untersucht die Verwendung parametrischer 3D-Modelle für die tierärztliche Diagnose. Das OSLab verfügt über spezielle Einrichtungen für Laserexperimente und mehrere 3D-Scanning-Labore. Im Berichtszeitraum wurden mehrere interdisziplinäre Studien veröffentlicht, an denen Mitglieder des OSLab mitgewirkt haben.
Die ZWE Robotik wurde 2017 eingerichtet, um die Forschungsziele des Instituts durch die Entwicklung, das Rapid Prototyping und die Validierung neuartiger robotischer und mechatronischer Systeme zu unterstützen. Die Verschmelzung der sich ergänzenden Disziplinen mechanisches Design, Elektrotechnik, eingebettete Programmierung und Systemintegration hat den Großteil der Technologie ermöglicht, die unser Leben durchdringt - von modernen Automobilen bis hin zu Smartphones und chirurgischen Robotern. Der Großteil der Arbeit innerhalb der ZWE Robotik findet in enger Zusammenarbeit mit Forschenden des Instituts statt. Für diejenigen, die bereits fertige Entwürfe haben, bietet sie auch direkte additive Fertigung und Prototyping von elektrischen Schaltungen an.
Die ZWE Scientific Computing unterstützt die Forschung des Instituts, indem sie fortschrittliche Recheninfrastruktur und Fachwissen bereitstellt. Sie arbeitet mit Forschenden zusammen, um Herausforderungen im Bereich der skalierbaren Datenverarbeitung und der Daten-Workflows zu bewältigen. Ihr Hochleistungscluster, das mit modernsten GPUs und Multiprozessorknoten ausgestattet ist, unterstützt die KI-Forschung. Dabei steht Nachhaltigkeit im Fokus des Betriebs, mit energieeffizienten Verfahren und einer innovativen Infrastruktur. Durch die Kombination aus modernster Technologie, fachkundiger Unterstützung, dem Engagement für die Förderung von Forschenden und dem Fokus auf Nachhaltigkeit stellt die ZWE Wissenschaftliches Rechnen sicher, dass das Institut weiterhin führend in der KI-Forschung ist.
Der Software Workshop ist eine einzigartige zentrale wissenschaftliche Einrichtung, die Wissenschaftler*innen und Software-Ingenieur*innen zusammenbringt, um Grundlagenforschung in robuste und standardisierte Software-Systeme umzusetzen. Ihr Ziel ist es, die Wirkung der am MPI-IS durchgeführten Forschung zu erhöhen, indem sie innovative Softwarelösungen für wissenschaftliche Zwecke entwickelt, bestehende, von Forschenden geschriebene Codes verbessert und Forschenden eine hochmoderne Infrastruktur für die Softwareentwicklung zur Verfügung stellt.