SimTech: Förderung für innovative Geomodellierungsforschung

Computermodelle sind unverzichtbare Werkzeuge der Geowissenschaften. Die Modelle helfen, das Verhalten von Umweltsystemen vorherzusagen und tragen so dazu bei, wichtige Fragestellungen unserer Zeit zu beantworten. Geomodelle können beispielsweise den Einfluss des Klimawandels auf das Hochwasserrisiko abschätzen oder zeigen, wie sich Kontaminationen von Grundwasser auf unsere Trinkwasserversorgung auswirken. Die Modelle abstrahieren das reale System auf eine grobe, aber intelligente Art. Das ermöglicht es, wichtige Prozesse zu identifizieren, Zukunftsprognosen zu erstellen und   Systemreaktionen auf sich ändernde Randbedingungen zu analysieren.

Typischerweise werden Geomodelle für einen bestimmten Zweck erstellt, was deren Einsatzmöglichkeiten und Aussagekraft stark einschränkt. „Das Projekt ‚GeoMod4Future‘ zielt darauf ab, die Grenzen der aktuellen Geomodellierungspraxis zu überwinden, indem ein grundlegend neuer, zweckungebundener Modelltyp entwickelt wird: Neuronale Sterne“, erklärt Dr. Anneli Guthke, Nachwuchsgruppenleiterin für Statistische Modell-Daten-Integration am Stuttgarter Zentrum für Simulationswissenschaft (SC SimTech). Durch die Nutzung innovativer Methoden des maschinellen Lernens sollen diese neuen Modelle auch unvorhergesehene Fragen beantworten können. Sie sparen Ressourcen bei Modellauf- und -umbau und ermöglichen eine effiziente Wissensweitergabe.

Dass die Vector Stiftung die Forschungsidee in einer sehr frühen Phase fördert, unterstreicht, welches Potenzial in unkonventionellen, risikoreichen Forschungsansätzen im MINT-Bereich steckt. „Neuronale Sterne stellen einen bedeutenden Fortschritt auf dem Weg hin zu vielseitigen und effizienten Modellen dar. Das könnte unsere Herangehensweise an komplexe Umweltprobleme grundlegend verändern“, betont Anneli Guthke. Die Vector Stiftung unterstützt im Rahmen der Ausschreibung „MINT Innovationen“ unkonventionelle und risikobehaftete Forschungsprojekte mit ungewissem Ausgang, aber großem Potential. Forschende an Universitäten und Forschungseinrichtungen in Baden-Württemberg werden mit bis zu 100.000 Euro für eine maximale Dauer von 24 Monaten unterstützt. Für GeoMod4Future ermöglicht die Förderung einen ersten Machbarkeitsnachweis, der den Weg für weiterführende Promotionsprojekte ebnen soll. Zudem soll das geförderte Projekt dem neuen Modellierungsansatz Sichtbarkeit in einem international aktiven Forschungsfeld verleihen.

Das Projekt GeoMod4Future ist an der Universität Stuttgart eingebettet in das Exzellenzcluster Daten-integrierte Simulationswissenschaft (SimTech). Die Mission von SimTech ist es, Simulationstechnologien durch die Integration von Daten und modernsten Rechenmethoden voranzutreiben. GeoMod4Future passt hier perfekt ins Bild. Das Vorhaben, anpassungsfähige, datengesteuerte Geomodelle zu entwickeln, fügt sich in das übergeordnete Ziel von SimTech ein: Die Vorhersagegenauigkeit und Effizienz von Simulationen über verschiedene wissenschaftliche und ingenieurtechnische Bereiche hinweg zu verbessern. SimTech will die Art und Weise, wie Simulationen durchgeführt werden, transformieren und so letztlich zu robusteren und fundierteren Entscheidungsprozessen angesichts komplexer globaler Herausforderungen beitragen.

Fachkontakt: 
Dr. Anneli Guthke, Universität Stuttgart, Stuttgarter Zentrum für Simulationswissenschaft (SC SimTech), Tel.: +49 711 685-60157, E-Mail: anneli.guthke@simtech.uni-stuttgart.de 

Das Exzellenzcluster SimTech
Das Exzellenzcluster „Daten-integrierte Simulationswissenschaft" erforscht neuartige Modellierungs- und Berechnungsmethoden, die durch die systematische Integration von Daten genauer, verlässlicher und besser anwendbar sind. SimTech bietet ein lebendiges Forschungsumfeld, das die Entwicklung neuer Simulationsmethoden und -technologien fördert und Expertise aus verschiedenen wissenschaftlichen und ingenieurtechnischen Disziplinen vereint.

MINT-Innovationen 2024: Universität Stuttgart mit sechs Projekten erfolgreich
Die Vector Stiftung vergibt im Rahmen der Ausschreibung „MINT-Innovationen“ Anschubfinanzierungen von bis zu 100.000 Euro für richtungsweisende Forschungsprojekte in den Disziplinen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik. Mit der Förderung sollen Vorarbeiten für besonders unkonventionelle und risikobehaftete Forschungsideen ermöglicht werden, die im Erfolgsfall eine anschließende Einbettung in die gängige Förderlandschaft erleichtern. Insgesamt hat die Vector Stiftung sechs Projekte der Universität Stuttgart für eine Förderung ausgewählt:

Ammonia2H2 Institut für Photovoltaik / projektverantwortlich: Mirja Mannigel

MULTIVIEW Künstliche Intelligenz für ausgewogene Nachrichtenempfehlung, Institut für maschinelle Sprachverarbeitung / projektverantwortlich: Amelie Wührl, Tanise Ceron

CarbEx Solid Carbon Extraction from Energized Atmospheric CO2, Institut für Raumfahrtsysteme / projektverantwortlich: Hendrik Burghaus, Dr. Georg Herdrich

Nanophotonik im ultravioletten Spektralbereich, Physikalisches Institut / projektverantwortlich: Prof. Dr. Harald Gießen, Dr. Mario Hentschel

Sensor-Schäume Einfacher Nachweis von Kontaminationen Institut für Physikalische Chemie / projektverantwortlich: Dr. Tamara Schad, Dr. Cosima Stubenrauch

GeoMod4Future Zukunftsfähige Modellierung für die Geowissenschaften Stuttgart Center for Simulation Science (SC SimTech / projektverantwortlich: Dr. Anneli Guthke, PD Dr. Uwe Ehret, KIT