Masterarbeit - Einsatz generativer KI zur synthetischen Datengenerierung für die Fouling-Detektion

Die Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT in Hamburg Bergedorf zählt zu den führenden Institutionen für die Industrialisierung der Additiven Produktion. Wir fokussieren vor allem gesellschaftlich relevante Branchen wie Life Sciences, Energie, Mobilität und Sicherheit. Unsere Forschung reicht von Bauteildesigns über die Prozesse bis hin zur Fabrikplanung und Digitalisierung: Wir betrachten die gesamte Fertigungsroute. Zahlreiche Ausgründungen und Patentanmeldungen unterstreichen den Wert unserer Innovationen.

In der Fertigung hat sich der Einsatz synthetischer Daten als vielversprechender Ansatz etabliert, um datengetriebene Modelle effizient zu trainieren. Durch die Nutzung generativer KI oder prozeduraler Datenpipelines, auch einer Kombination aus beidem, lassen sich realitätsnahe synthetische Datensätze erzeugen, die für maschinelles Lernen genutzt werden können. Diese Methoden sollen auf die Schifffahrt übertragen werden. Der Dauereinsatz von Handelsschiffen bedingt die periodische Überprüfung auf Fouling, also den Bewuchs von Schiffsrümpfen mit Algen, Muscheln und anderen Meeresorganismen. Fouling beeinträchtigt die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Schiffen erheblich. Eine präzise Erkennung und Vorhersage dieses Phänomens sind daher von hoher Relevanz.

Ziel der Masterarbeit ist es, die bestehenden Methoden zur Generierung synthetischer Daten auf den Bereich der Fouling-Detektion zu adaptieren und deren Nutzen für KI-gestützte Detektionssysteme zu evaluieren. Hierzu sollen verschiedene Ansätze aus der generativen KI (z. B. GANs, Diffusionsmodelle) sowie prozedurale Datenpipelines untersucht, weiterentwickelt und in einem experimentellen Setup getestet werden. Ein bestehender Datensatz wird dabei augmentiert und die Leistungsfähigkeit der Modelle soll verbessert werden. Hierbei kommt es insbesondere darauf an Kosteneffiziente Methoden im Bereich des Labeling zu untersuchen und zu adaptieren.

Deine Neugier führt Dich als Masterand*in in die Gruppe »Leitsysteme« unserer Abteilung »Virutalisierung«. Deine Masterarbeit wird in Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IAPT und Vesselity Maritime Analytics betreut.

Was Du bei uns tust

• Du arbeitest dich in den aktuellen Stand der Technik zu generativer KI, synthetischen Daten und Fouling-Detektion ein.
• Nach Deiner Analyse kennst Du bestehende Methoden zur synthetischen Datengenerierung in der Fertigung.
• Konkret entwickelst ein Konzept zur Anwendung in der Fouling-Detektion in der Schifffahrt.
• Des Weiteres implementierst und evaluierst Du experimentell Deine entwickelten Ansätze.
• Der Vergleich synthetischer Daten mit realen Datensätzen liegt ebenfalls in Deiner Verantwortung.
• Deine Ergebnisse dokumentierst Du sorgfältig und bereitest sie wissenschaftlich in Deiner Masterarbeit auf.

Was Du mitbringst

• Laufendes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master) der Fachrichtungen Informatik, Maschinenbau, Data Science, Schiffstechnik oder einer verwandten Studienrichtung
• Kenntnisse in maschinellem Lernen und generativer KI
• Erfahrung mit Python und relevanten Frameworks (TensorFlow, PyTorch, YOLO, SAM, etc.)
• Interesse an industriellen Anwendungen und maritimer Technologie
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
• Ein maritimes Interesse ist wünschenswert
• Sehr gute Deutsch- und Englisch-Kenntnisse in Wort und Schrift (Sprachniveau C)

Was Du erwarten kannst

• Mitarbeit in einem innovativen und dynamischen Team mit vielfältigen Forschungsthemen
• Relevante Praxiserfahrung an der Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie
• Gestaltungsraum zur Umsetzung innovativer Ideen
• Hochmoderne und umfangreiche Anlagenausstattung
• Flexible Arbeitszeitgestaltung mit praktischer Tätigkeit vor Ort in Hamburg Bergedorf und der Möglichkeit zur Remote-Tätigkeit
• Persönliche Betreuung und Unterstützung bei der Bearbeitung der Aufgaben 
• Möglichkeit, mit Praxispartnern aus der maritimen Industrie zusammenzuarbeiten

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.

Eine Vergütung durch die Fraunhofer-Gesellschaft wird nicht gezahlt. 

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. 

Haben wir Dein Interesse geweckt? Dann bewirb Dich jetzt online mit Deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Wir freuen uns darauf, Dich kennenzulernen! 

Du hast Fragen zur Stelle, zum Bewerbungsablauf oder zur Barrierefreiheit? Du brauchst Unterstützung? Unsere Recruiterin Laura Lübcke ist gerne für dich da: personal@iapt.fraunhofer.de.

Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT 

www.iapt.fraunhofer.de 

Kennziffer: 78764                Bewerbungsfrist: