Data Science Research Group
der
Westsächsischen Hochschule Zwickau
Wer wir sind.
Forschungsergebnisse
Im Folgenden einige unserer Forschungsergebnisse, insbesondere einige unserer Softwareprojekte.
Tensor-Calculus (TC)
TC ist eine wissenschaftliche Softwarebibliothek für maschinelles Lernen. TC ermöglicht den einfachen Zugang zu neuronalen Tensorformaten (NTF). NTF findet Anwendungen in allen Bereichen des maschinellen Lernens, welche sich hauptsächlich mit Funktions-Approximation befassen.
Discrete Optimization Extension (DOpE)
Eine Bibliothek zur Lösung diskreter Minimierungsprobleme. Dope bietet Methoden wie AdaptiveCrossSearch, BayesSearch, GridSearch und RandomSearch. Genutzt wird es zur Modellverbesserung und ermöglicht somit eine verbesserte Lösung von Minimierungsproblemen.
Bias Variance Agent (BiVA)
Die Biva-Bibliothek dient als Werkzeug, um den Kompromiss zwischen Bias und Varianz beim überwachten Lernen zu lösen. Der Agent bietet einen API-unabhängigen Ansatz für die Modellierung, Bewertung und Optimierung von Hyperparametern.
Das Team
Dies sind die Personen, die in unserer Forschungsgruppe arbeiten.
Forschungsleiter*in
- Data Science
- Entwicklung von Methoden des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz
- Analysis und Numerik
- Numerik hochdimensionaler Probleme mittels Tensorformate
- Mathematik für Ingenieure
- seit 3/2017
Professor für Mathematik, Westsächsischen Hochschule Zwickau - 04/2014-02/2017
Professor für Numerische und Angewandte Analysis RWTH Aachen - 10/2013-03/2014
Wissenschaftlicher Mitarbeiter TU Berlin, Prof. Dr. Harry Yserentant. - 01/2008-09/2013
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften, Leipzig, Prof. Dr. Dr. h.c. Hackbusch. - 04/2005-12/2007
Doktorand am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften, Leipzig, Prof. Dr. Dr. h.c. W. Hackbusch
Christian Walter
Wiss. Mitarbeiter*in
Dr. rer. nat. Dominic Schneider
Wiss. Mitarbeiter*in
Kostiantyn Pysanyi
Wiss. Mitarbeiter*in
Luma AlHajjar
Studentische Hilfskraft
Mahmoud Hafez
Studentische Hilfskraft
Marcel Becker
Wiss. Mitarbeiter*in
Michaela Banert
Transferbeautragte*r
Moritz Schwab
Studentische Hilfskraft
Saad Ahmad
Studentische Hilfskraft
Tobias Haubold
Wiss. Mitarbeiter*in
Ehemalige Mitarbeiter
Antje Holtz
Christian Ahlswede
David Gadsch
Katsiaryna Radschanka
Laura Braun
Samuel Werner
Tommy Hartmann
Forschungsprojekte
Die folgenden Projekte sind ein Auszug aus unserer Forschungsarbeit und beteiligten Drittmittelgebern.
KI-Lab-EmCo
Das Ziel dieses Vorhabens ist es, ein ganzheitliches KI-Labor für die modernen Methoden des Condition-Monitoring zu errichten. Dabei werden aktuelle Methoden, sowie auch neue Methoden unter Verwendung neuronaler Tensorformate berücksichtigt.
MoITra
Das Ziel des Vorhabens ist es, ein funkbasiertes fahrerloses Transportsystem für die Intralogistik zu entwickeln, welches auf Grund der mittels Tensorformaten entwickelten Logik zum einen eine hohe Ausfallsicherheit bietet und zum Anderen schnell an neue Aufgabenfelder angepasst werden kann.
Saxony5 - CCL KI
Ziel des Projekts ist die Implementierung eines Co-Creation-Labors (CCL) "Künstliche Intelligenz" im Gemeinschaftsprojekt "Saxony5". Es soll den regionalen Austausch zu den Themen künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen fördern.
K-M-I
Das Projekt K-M-I wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Es soll erforscht werden, wie sich Maßnahmen der KI arbeitsgestalterisch in der Region des mitteldeutschen Kohlereviers und in Westsachsen einsetzen lassen. Umsetzbar ist dies unter anderem durch die Unterstützung von intelligenten Assistenzsystemen bei der Produktionsplanung und -steuerung oder bei der Wartung und Instandhaltung komplexer Anlagen.
KI-StudiUm
Ziel des Projektes ist es, einige Methoden der KI als unterstützende Technologie in den Regelbetrieb von Lehre und Verwaltung an der WHZ zu überführen. Es erfolgt gleichzeitig der Ausbau von digitalen, internationalen und interdisziplinären Studienangeboten in der Breite und Tiefe sowie der Aufbau von KI-Qualifizierungsprogrammen für Hochschulmitarbeiter.
Accident reconstruction in GIDAS by AI
Ziel des Projektes ist es, den aktuellen Ablauf der Rekonstruktion und das Verbesserungspotential für die Rekonstruktion in GIDAS herauszuarbeiten. Mit Methoden der KI soll die Rekonstruktion effizienter und transparenter gestaltet werden im Hinblick auf Toleranzen der Ergebnisse der Pre-Crash-Phase sowie der kinematischen Parameter der Kollision.
Publikationen
Hier ein Auszug aus unseren wissenschaftlichen Veröffentlichungen.
(10) Tensor-Approximation und -Zerlegung
Iterative algorithms for the post-processing of high-dimensional data
VERÖFFENTLICHT: 06/2020 - Journal of Computational Physics, 410, 109396 AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch, Alexander Litvinenko, Hermann G. Matthies, Elmar Zander DOI: 10.1016/j.jcp.2020.109396 LINK: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021999120301704 On the Convergence of Alternating Least Squares Optimisation in Tensor Format Representations
VERÖFFENTLICHT: 05/2015 - preprint AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch, Aram Khachatryan ARXIV: 1506.00062 LINK: https://www.igpm.rwth-aachen.de/forschung/preprints/423 Convergence of Alternating Least Squares Optimisation for Rank-One Approximation to High Order Tensors
VERÖFFENTLICHT: 11/2014 - preprint AUTHOREN: Mike Espig, Aram Khachatryan ARXIV: 1503.05431 LINK: https://www.igpm.rwth-aachen.de/forschung/preprints/412 Efficient low-rank approximation of the stochastic Galerkin matrix in tensor formats
VERÖFFENTLICHT: 03/2014 - Computers & Mathematics with Applications, 67(4), 818-829 AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch, Alexander Litvinenko, Hermann G. Matthies, Philipp Wähnert DOI: 10.1016/j.camwa.2012.10.008 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/mis-preprints/2012/2012-28.html Variational Calculus with Sums of Elementary Tensors of Fixed Rank
VERÖFFENTLICHT: 11/2012 - Numerische Mathematik, 122(3), 469-488 AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch, Thorsten Rohwedder, Reinhold Schneider DOI: 10.1007/s00211-012-0464-x LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2009/prepr2009-52.html Efficient Analysis of High Dimensional Data in Tensor Formats
VERÖFFENTLICHT: 08/2012 - In Sparse Grids and Applications (pp. 31-56). Springer, Berlin, Heidelberg AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch, Alexander Litvinenko, Hermann G. Matthies, Elmar Zander DOI: 10.1007/978-3-642-31703-3_2 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2011/2011-62.html A Regularized Newton method for the Efficient Approximation of Tensors Represented in the Canonical Tensor Format
VERÖFFENTLICHT: 05/2012 - Numerische Mathematik, 122(3), 489-525 AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch DOI: 10.1007/s00211-012-0465-9 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2009/prepr2009-52.html A note on approximation in Tensor Chain format
VERÖFFENTLICHT: 04/2012 - Computing and Visualization in Science, 15(6), 331-344 AUTHOREN: Mike Espig, Kishore Kumar Naraparaju, Jan Schneider DOI: 10.1007/s00791-014-0218-7 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/mis-preprints/2012/2012-16.html Optimization Problems in Contracted Tensor Networks
VERÖFFENTLICHT: 08/2011 - Computing and visualization in science, 14(6), 271-285 AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch, Stefan Handschuh, Reinhold Schneider DOI: 10.1007/s00791-012-0183-y LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2011/2011-66.html Black Box Low Tensor Rank Approximation using Fibre-Crosses
VERÖFFENTLICHT: 10/2009 - Constructive approximation, 30(3), 557 AUTHOREN: Mike Espig, Lars Grasedyck, Wolfgang Hackbusch DOI: 10.1007/s00365-009-9076-9 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/mis-preprints/2008/prepr2008-60.html
(6) Quantenchemie
Tensor Representation Techniques for Full Configuration Interaction: A Fock Space Approach Using the Canonical Product Format
VERÖFFENTLICHT: 06/2016 - The Journal of chemical physics, 144(24), 244102 AUTHOREN: Karl-Heinz Böhm, Mike Espig, Alexander A. Auer DOI: 10.1063/1.4953665 LINK: https://www.igpm.rwth-aachen.de/forschung/preprints/444 Mesh-free canonical tensor products for six-dimensional density matrix: computation of kinetic energy
VERÖFFENTLICHT: 06/2016 - Computing and Visualization in Science, 17(6), 267-275 AUTHOREN: Sambasiva Rao Chinnamsetty, Mike Espig, Wolfgang Hackbusch DOI: 10.1007/s00791-016-0263-5 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2013/2013-70.html Tensor Representation Techniques in post-Hartree Fock Methods: Matrix Product State Tensor Format
VERÖFFENTLICHT: 04/2013 - Molecular physics, 111(16-17), 2398-2413 AUTHOREN: Udo Benedikt, Henry Auer, Mike Espig, Wolfgang Hackbusch, Alexander Auer DOI: 10.1080/00268976.2013.798433 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2013/2013-8.html Tensor Decomposition in post-Hartree Fock Methods
VERÖFFENTLICHT: 02/2011 - The journal of chemical physics, 134(5), 054118 AUTHOREN: Udo Benedikt, Alexander A. Auer, Mike Espig, Wolfgang Hackbusch DOI: 10.1063/1.3514201 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2013/2013-8.html Canonical tensor products as a generalization of Gaussian-type orbitals
VERÖFFENTLICHT: 05/2010 - International journal of research in physical chemistry and chemical physics, 224(3-4), 681-694 AUTHOREN: Sambasiva Rao Chinnamsetty, Mike Espig, Heinz-Jürgen Flad, Wolfgang Hackbusch DOI: 10.1524/zpch.2010.6131 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/preprints/2009/prepr2009-29.html Tensor product approximation with optimal rank in quantum chemistry
VERÖFFENTLICHT: 08/2007 - The journal of chemical physics, 127(8), 084110 AUTHOREN: Sambasiva Rao Chinnamsetty, Mike Espig, Boris N. Khoromskij, Wolfgang Hackbusch DOI: 10.1063/1.2761871 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/mis-preprints/2007/prepr2007-41.html
(1) Hierarchische Matrizen
On the Robustness of Elliptic Resolvents Computed by means of the Technique of Hierarchical Matric
VERÖFFENTLICHT: 12/2008 - Applied Numerical Mathematics, 58(12), 1844–1851 AUTHOREN: Mike Espig, Wolfgang Hackbusch DOI: 10.1016/j.apnum.2007.11.006 LINK: https://www.mis.mpg.de/de/publications/mis-preprints/2007/prepr2007-11.html
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