Masterarbeit über Bayes'sche Optimierung von mehrstufigen Prozessen mit partiellen Auswertungen

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist eine der führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Rund 32 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,4 Milliarden Euro.

Am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB setzen wir neueste wissenschaftliche Erkenntnisse in technische Innovationen um und wollen unseren Beitrag zur Gestaltung der Zukunft leisten. Möchtest du Erfahrungen in einem modernen und professionellen Team sammeln und aus erster Hand erfahren, wie Forschung und Entwicklung im Bereich der Prozessoptimierung mit probabilistischer KI funktioniert?

Konnten wir dein Interesse wecken? Dann bewirb dich jetzt! Nur zehn Gehminuten vom KIT-Campus Süd entfernt, erwartet dich deine Chance, Teil unserer renommierten Forschungseinrichtung zu werden.

Was Du bei uns tust

In den letzten Jahren hat sich die Bayes'sche Optimierung als erfolgreiche Methode zur Optimierung von Black-Box-Prozessen erwiesen, bei denen nur wenige Daten und Systemkenntnisse vorliegen. Einige wichtige Anwendungen sind die Hyperparameter-Optimierung von Deep-Learning-Modellen und Fertigungsprozessen. In dieser Abschlussarbeit arbeitest du an probabilistischen Modellen nach dem Stand der Technik und entwickeln Bayes'sche Optimierungsmethoden für Prozesse mit partieller Beobachtbarkeit. Diese partielle Information ist sehr wertvoll, aber nicht einfach zu nutzen. Unsere Forschung hat probabilistische Methoden entwickelt, die als Partially Observable Gaussian Process Networks (POGPN) bezeichnet werden. Diese können die Systemabbildung modellieren und die wertvollen Zwischenbeobachtungen nutzen, um die Quantifizierung der Unsicherheit und die Optimierung zu verbessern.

Lerne, wie man modernste probabilistische Modelle (POPGN und sparse GPs) zur Quantifizierung der Unsicherheit komplexer Prozesse einsetzt.
Nutze unser Framework und BoTorch, um Bayes'sche Optimierung (BO) zu implementieren.
Implementierung von Anwendungsfällen und Entwicklung von Surrogatmodellen für einen mehrstufigen Prozess und Anwendung von BO zur Optimierung der Outputqualität.
Ausweitung der bestehenden BO mit partieller Bewertung auf POGPN und Entwicklung neuer partieller Bewertungsmethoden.
Vergleich verschiedener Bayes'scher Optimierungsstrategien.
Testen der BO-Ergebnisse mit POGPN auf verschiedenen mehrstufigen Systemen.

Publikationen/Referenzen:

Was Du mitbringst

Du studierst Informatik, Data Science, Mathematik, Physik oder eine vergleichbare Fachrichtung
Du hast Arbeitskenntnisse in PyTorch, Python und Git. GPyTorch und BoTorch sind von Vorteil
Gute Kodierungspraktiken
Kenntnisse über Inferenzmethoden, Gaussian Prozesse, Variationsinferenz, Bayes'sche Optimierung
Bereitschaft zum Lernen und zur Forschung über SOTA-Themen

Was Du erwarten kannst

Flexible Arbeitszeiten: Dein Studium steht an erster Stelle - gemeinsam finden wir den passenden Rahmen.
Kombination aus mobiler Arbeit und Arbeit vor Ort: Nach Absprache mit deiner Führungskraft.
Praxisnahe Projekte: Zusammenarbeit mit Industriepartnern und Anwendung der Forschungsergebnisse in realen Szenarien.
Individuelle Betreuung und ein interdisziplinäres Team: Profitiere von unserer professionellen Begleitung und einem offenen, kommunikativen Austausch im Team.
Möglichkeiten zur Mitarbeit: Hohes Maß an Eigenverantwortung und die Möglichkeit, eigene Ideen aktiv einzubringen.
Ideale Lage: Nur wenige Minuten Fußweg vom KIT-Campus Süd und sehr gute Anbindung an den ÖPNV.

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

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Bei Fragen wende dich gerne an:

Saksham Kiroriwal
Telefon: +491629869230

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

www.iosb.fraunhofer.de

Kennziffer: 78739 Bewerbungsfrist:

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