Studentische Arbeit

KI-Bilderkennung von Bruchmerkmalen

Forschungslabor

Beschäftige dich mit der Welt von Kunststoffbrüchen und wie Bruchmerkmale anhand von Bildern systematisch erfasst und ausgewertet werden können.
Stuwi-Herstellung und Analyse von Bruchflächen© IKV
Bruchbild eines Polycarbonats mit Bruchbahnen

Thema der Arbeit:

In der Schadensanalyse von Kunststoffen ist die Fraktographie ein wesentlicher Bestandteil. Dahinter steht im Rahmen einer Schadensursachenermittlung die Methodik, aus mikroskopischen sichtbaren Bruchmerkmalen auf die vermutliche Belastungs-situation im Versagensmoment rückschließen zu können. Das Erkennen, Zuordnen und Interpretieren dieser Merkmale erfolgt zum Teil subjektiv und variiert anwenderindividuell. Hierbei spielen das Auftreten und die Ausprägungsform zahlreicher Bruchmerkmale wie z.B. Rampen, Stufen, Linien, etc. eine wichtige Rolle.

Um Bruchmerkmale systematisch werkstoff- und belastungsspezifisch zu erfassen, wird derzeit am IKV eine Bruchdatenbank aufgebaut. Als Datengrundlage und aus der oben beschriebenen Interpretationsunschärfe heraus motiviert sich die Idee, eine KI-gestützte Bilderkennung für Bruchmerkmalserkennungen zu entwickeln und einzusetzen.

Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:

Die im Mikroskopielabor des Zentrums für Kunststoffanalyse und -prüfung (KAP) durchgeführte Forschungsarbeit unterstützen die industrie- und institutseigene Forschung maßgeblich bei der Validierung von Fertigungsparametern. Ein weiterer Schwerpunkt liegt dabei auf der systematischen Schadensanalyse, um Fehlerursachen präzise zu identifizieren und die Brücke zwischen Forschung und industrieller Umsetzung zu schlagen. Durch diese Analysen liefert das Labor essenzielle Erkenntnisse für die Optimierung von Produktionsabläufen und verbesserte Bauteilqualitäten.

Zielsetzung:

Im Rahmen dieses Forschungslabors sollen konventionelle Programme oder Methodiken zur automatisierten Bilderauswertung identifiziert und hinsichtlich ihrer Eignung für die obige Aufgabenstellung erprobt bzw. bewertet werden (State of the Art). Weiterhin ist aber insbesondere die Entwicklung und Programmierung eigener Bildauswertungsalgorithmen (z.B. Python-basiert) und Integration in die bestehende Datenbankstruktur für das IKV im Weitblick ein erstrebenswertes Ziel.

Deine Aufgabenstellung:

  • Du recherchierst aktuelle Programme und Möglichkeiten für die lokale Bildmerkmalserkennung
  • Du fütterst die KI mit Daten, trainierst Modelle auf Bruchmerkmale und optimierst Parameter
  • Du validierst die Ergebnisse und bewertest diese auf ihre Praxistauglichkeit

Dein Profil:

  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (z.B. Informatik, Maschinenbau, Materialwissenschaften…)
  • Begeisterung für Aufgabenstellungen aus der digitalen Bildverarbeitung, bereits Erfahrungen im Umgang mit entsprechenden Tools (z.B. Fiji, Python,…)
  • Selbstständige, strukturierte und teamorientierte Arbeitsweise

Das sind deine Benefits:

  • Arbeit mit einem motivierten Team
  • Selbstständige Arbeit mit bedarfsgerechter Betreuung
  • Bearbeitung forschungsrelevanter Fragestellungen
  • Individuelle Abstimmung von Aufgabenstellung und Zeitrahmen
  • Recherche und Analyseaufgaben am PC
  • Kurzfristiger Start möglich / schnelle Bearbeitung ohne Verzögerungen

Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.