Modulbeschreibung

Modulnummer / ModulcodeWP-KüInMe
ModulnameProjektseminar Künstliche Intelligenz in der Mechanik
Art des ModulsWahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Lernergebnisse: Die Studierenden können aktuelle KI- und Machine-Learning-(ML)-Methoden auf Problemstellungen der Mechanik, Materialmodellierung, Strömungsmechanik und Strukturanalyse anwenden. Sie analysieren technische Datensätze, wählen geeignete Modelle aus, implementieren diese und validieren die Ergebnisse.

Kompetenzen: Die Studierenden können technisch-wissenschaftliche Fragestellungen formulieren, Fachliteratur recherchieren und eigenständige Lösungswege entwickeln. Sie vergleichen Modelle hinsichtlich Genauigkeit, Robustheit, Generalisierungsfähigkeit und physikalischer Plausibilität.

Qualifikationsziele: Die Studierenden können ein forschungsnahes KI-Projekt selbstständig oder in Kleingruppen planen, durchführen, dokumentieren und präsentieren. Sie reflektieren Grenzen, Unsicherheiten und den verantwortungsvollen Einsatz datengetriebener Methoden.

LehrveranstaltungsartenProjektseminar, 4 SWS
Lehrinhalte
  • Vorstellung der Projektthemen und verfügbaren Datensätze
  • Auswahl und Konkretisierung der Projektaufgabe
  • Technisch-wissenschaftliche Literaturrecherche
  • Datenanalyse und Datenaufbereitung
  • Auswahl geeigneter KI- und ML-Methoden
  • Implementierung und Anwendung der ausgewählten Methoden
  • Validierung, Vergleich und physikalische Interpretation der Ergebnisse
  • Reproduzierbare Dokumentation von Daten, Methoden, Programmcode und Ergebnissen
  • Abschlusspräsentation mit Diskussion

Die Studierenden bearbeiten ein vom Fachgebiet angebotenes Projekt. Alternativ können sie nach Absprache einen eigenen Datensatz verwenden und eigene Methoden vorschlagen. Die Bearbeitung erfolgt einzeln oder in Zweiergruppen.

Titel der LehrveranstaltungenProjektseminar Künstliche Intelligenz in der Mechanik
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen)Die Veranstaltung ist projektorientiert und folgt einem typischen semesterbegleitenden Ablauf:
• Woche 1–2: Einführung, Vorstellung der Projektthemen und Datensätze sowie Themenwahl
• Woche 3–5: Datenanalyse, Literaturrecherche und Auswahl geeigneter KI-/ML-Methoden
• Woche 6–10: Implementierung und selbstständige Projektbearbeitung mit regelmäßiger projektbezogener Betreuung und Diskussion der Zwischenergebnisse
• Woche 11–13: Validierung, Interpretation und Dokumentation der Ergebnisse
• Woche 14: Abschlusspräsentation mit Diskussion

Die Veranstaltung ist keine klassische Vorlesung. Der Schwerpunkt liegt auf der eigenständigen Anwendung und kritischen Bewertung aktueller KI- und ML-Methoden anhand realer oder geeigneter synthetischer Datensätze.
Verwendbarkeit des ModulsWahlpflichtmodul für fortgeschrittene Bachelor- und Masterstudierende mit Bezug zu Mechanik, Materialmodellierung, numerischer Simulation, Computational Engineering und datengetriebenen Methoden. Geeignet als Vorbereitung auf Projekt- und Abschlussarbeiten sowie auf Tätigkeiten in simulations- und datengetriebenen ingenieurwissenschaftlichen Arbeitsfeldern.
• B. Sc. Maschinenbau
• M. Sc. Maschinenbau
• B. Sc. Mechatronik
• M. Sc. Mechatronik
Dauer des Modulsein Semester
Häufigkeit des AngebotesSommer- und Wintersemester
SpracheWahlweise Deutsch oder Englisch nach Absprache
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul• Einführung in Data Science und Machine Learning
• Grundkenntnisse in Python
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modulkeine
Studentischer Arbeitsaufwand180 Stunden: 60 Stunden für Einführung, projektbezogene Arbeits- und Betreuungstermine, Diskussion der Zwischenergebnisse und Abschlusspräsentation sowie 120 Stunden für die selbstständige Projektarbeit.
Studienleistungenkeine
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistungkeine
PrüfungsleistungenProjektarbeit mit folgenden Bestandteilen: dokumentierter Programmcode und reproduzierbare Ergebnisse (30 %), schriftlicher Projektbericht (20 %) sowie Abschlusspräsentation mit Diskussion (50 %).
Anzahl Credits (ECTS)6 cp
LehreinheitMaschinenbau
Modulverantwortliche/rProf. Dr.-Ing. Yousef Heider
LehrendeProf. Yousef Heider und Mitarbeitende des Instituts für Mechanik (IfM)
MedienformenDatensatzplattform des Fachgebiets, wissenschaftliche Literatur, Python/Jupyter Notebooks sowie geeignete Software- und Rechenumgebungen für die jeweiligen Projekte.
LiteraturWird projektspezifisch zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.