Studieren wird belohnt

„Ausgezeichnet!“: Preise für Abschlussarbeiten an der TU Darmstadt verliehen

13.11.2019

In einer Feierstunde wurden am 12. November herausragende Studierende der TU Darmstadt geehrt. Das Präsidium der TU Darmstadt und die Preisstifter Datenlotsen GmbH, Dreßler Bau GmbH, Liebig Gruppe und CEOS GmbH prämierten in einer gemeinsamen Veranstaltung die Abschlussarbeiten von Studierenden.

Heinrich und Margarete Liebig-Preis (2.000 Euro)

Masterarbeit von Maren Erven, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
„Untersuchung von 3D-gedruckten, geschraubten Kopfplatten“

Das 3D-Drucken von Stahl ist in der Stahlbauindustrie bisher kaum erforscht. Mit dem Verfahren können komplexe geometrische Strukturen hergestellt werden, die mit herkömmlichen Mitteln nur sehr aufwendig oder gar nicht zu fertigen sind.

In der Wissenschaft ist der 3D-Druck aufgrund seiner vielversprechenden Randbedingungen (hohe Auftragsrate, sehr geringe Anlagenkosten im Vergleich zu anderen Stahl-Druckverfahren) sehr präsent. In ihrer Masterarbeit sollte Maren Erven neuartige Strukturen für einen stahlbautypischen Kopfplattenanschluss mit einem 3D-Druckverfahren finden. Mithilfe der Topologieoptimierung entwickelte sie Strukturen, die einen Stirnplattenanschluss ersetzen und bei gleicher Tragfähigkeit 65 Prozent Materialersparnis aufweisen können.

Dreßler-Bau-Preis (je 1.000 Euro)

Bachelorarbeit von Eva Maria Köhler, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
„Untersuchung des Logistikkonzeptes eines innerstädtischen Hochhausprojektes unter Berücksichtigung der Lean Construction“

Die Baulogistik ist zuständig für die Ver- und Entsorgung der Baustelle und trägt damit maßgeblich zu einem reibungslosen Bauablauf sowie der Einhaltung von Termin- und Kostenplanungen bei. Zur Optimierung der Baulogistik kann die Anwendung von Lean Construction sinnvoll sein, die die Adaption der Lean Production aus der Automobilindustrie in die Baubranche beschreibt.

Die Bachelorarbeit von Eva Maria Köhler beschäftigt sich mit einem Logistikkonzept für ein innerstädtisches Hochhausprojekt in der Phase des Ausbaus und umfasst dabei die Versorgungs- und Baustellenlogistik. Das geplante Logistikkonzept wurde hinsichtlich Aspekten, die einen reibungslosen Bauablauf behindern, analysiert. Auf diesen Ergebnissen aufbauend wurde ein nach Lean Construction verbessertes Logistikkonzept entwickelt. Durch die Implementierung von Methoden der Lean Construction werden die bisher aufgetretenen Probleme minimiert und eine verschwendungsarme und wertschöpfungsorientierte Bauabwicklung generiert. Neben der Einführung von Methoden der Lean Construction ist das Implementieren eines zentralen Logistikmanagements ausschlaggebend für einen reibungslosen Bauablauf.

Bachelorarbeit von Maximilian Groß, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
„Experimentelle Untersuchungen zur Zugfestigkeit faserverstärkter Kunststoffbewehrung“

Bewehrungselemente aus Faserverbundkunststoffen (FVK) zeichnen sich durch hohe Zugfestigkeiten und Korrosionsbeständigkeit aus. Im Betonbau werden diese Bewehrungselemente immer häufiger verwendet. Sie ersetzen damit zum Teil die konventionelle Betonstahlbewehrung. Es ist jedoch problematisch, die genaue Zugfestigkeit von FVK zu bestimmen. In seiner Bachelorarbeit konzipierte Maximilian Groß einen Versuchsaufbau, mit dem sich Zugfestigkeitsprüfungen verschiedener FVK-Bewehrungen durchführen lassen.

Bachelorarbeit von Ann-Kathrin Gorr, Fachbereich Rechts- und Wirtschaftswissenschaften
„Analyse von Entscheidungsmodellen für eine bedarfsgerechte Modernisierung aus Sicht von Wohnungsbaugenossenschaften“

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, welche Entscheidungskriterien zur Sicherstellung einer bedarfsgerechten Modernisierung aus der Sicht von Wohnungsbaugenossenschaften wesentlich sind. Dabei wurde aus dem Blickwinkel einer Wohnungsbaugenossenschaft eine Definition für das bedarfsgerechte Wohnen im Mehrfamilienhaus erarbeitet und aufgezeigt, wie dieses Ziel erreicht werden kann.

Datenlotsen-Preis (je 2.500 Euro)

Bachelorarbeit von Julia Heidt, Fachbereich Rechts- und Wirtschaftswissenschaften
„Die Veränderung der Selbstwirksamkeitserwartung von Studenten bezüglich unternehmerischer Tätigkeiten“

Julia Heidt griff in ihrer Arbeit auf Daten aus einer Befragung von Erstsemester-Studierenden zu und untersuchte deren Innovationsfähigkeit.

Masterarbeit von Dennis Mantz, Fachbereich Informatik
„InternalBlue – A Bluetooth Experimentation Framework Based on Mobile Device Reverse Engineering“

Die Masterarbeit von Dennis Mantz beschäftigt sich mit der extrem herausfordernden und gleichzeitig riskanten Forschungsfrage: „Wie kann ein leistungsfähiges Analyserahmenwerk für den Standard Bluetooth erstellt werden, das auch einen Zugriff auf die unteren Protokollschichten erlaubt?“

Alleine im Jahr 2018 wuchs die Anzahl an Bluetooth-fähigen Endgeräten um rund vier Milliarden Stück. Die Mehrzahl an smarten Dingen nutzt Bluetooth zur Kommunikation und die Sicherheit des Standards wird – nach einigen Problemen in den Anfangsjahren des Standards – üblicherweise als hoch angesehen. Gründliche Protokollanalysen der unteren Protokollschichten erforderten bisher sehr teure, proprietäre Analysesysteme. Die Arbeit von Dennis Mantz setzte an dieser Stelle an und entwickelte mittels Firmware-Modifikation das erste freie Bluetooth-Analyserahmenwerk, das auf handelsüblichen Endgeräten genutzt werden kann und für Forschungsgemeinde frei verfügbar ist.

Zudem führte die Arbeit zu einem Vortrag auf dem 35C3 Kongress des Chaos Computer Club (CCC) (rund 5000 Sitzplätze), einem Paper auf der angesehenen Konferenz ACM MobiSys 2019 „InternalBlue -- Bluetooth Binary Patching and Experimentation Framework“. Außerdem konnten mit Hilfe der Vorarbeiten von Dennis Mantz konnten eklatante Sicherheitslücken entdeckt werden, die seit Jahren in Bluetooth-Chipsätzen verborgen waren und Angriffe selbst auf als nicht erkennbar konfigurierte Geräte erlauben. Hiervon waren unter anderem mehrere hundert Millionen Geräte des Herstellers Apple betroffen.

Masterarbeit von Theresa Thanh Mai Tran, Fachbereich Mathematik
„A Game Theoretical Approach to Explainable Machine Learning“

Im Finanzsektor wird schon heute Machine Learning zur Risikobewertung bei der Vergabe von Krediten einsetzt. Ein wichtiges Thema ist in diesem Kontext die Transparenz, welche Algorithmen bei der Entscheidungsfindung zum Einsatz kommen und auf Basis welcher Kriterien die Entscheidung getroffen wurde. So sollte z.B. die Herkunft eines Menschen keinen Einfluss auf die Bewilligung eines Kredits haben. Das solche Effekte jedoch auftreten können, hat Amazon 2018 eindrucksvoll bewiesen, als bekannt wurde, dass die künstliche Intelligenz, die Bewerbungen vorsortieren sollte, Frauen grundsätzlich als weniger geeignet einstufte.

Die Frage, wie diese Transparenz sichergestellt werden kann, ist jedoch sehr umstritten. Bei komplexeren Technologien wie zum Beispiel Deep Learning ist es für Menschen häufig schwer bis unmöglich komplett nachzuvollziehen, wie eine künstliche Intelligenz ihre Entscheidungen trifft. Genau hier setzt die Masterarbeit von Theresa Thanh Mai Tran an.

Sie hat untersucht, wie kooperative Spieltheorie verwendet werden kann, um die Entscheidung eines Machine Learning-Algorithmus zu erklären. Allgemein betrachtet man in der kooperativen Spieltheorie Koalitionen von Spielern, die gemeinsam einen Gewinn erwirtschaften, und sucht eine faire Aufteilung des Gewinns auf die Koalitionsmitglieder. Im Kontext von Machine Learning kann man die entstehenden Werte benutzen, um festzustellen, wie sehr die einzelnen Inputfeatures den Output positiv oder negativ beeinflussen. Ein großer Vorteil dieses Zugangs ist, dass er auch bei komplexen Technologien angewendet werden kann. Da der zugrundeliegende Machine Learning-Algorithmus als reine Black Box behandelt wird, sind keinerlei Annahmen an den Algorithmus notwendig.

Masterarbeit von Patrick Uftring, Fachbereich Mathematik
„Proof-theoretic characterization of Weihrauch reducibility“

Die Masterarbeit von Patrick Uftring ist thematisch im Grenzgebiet zwischen Mathematischer Logik und Theoretischer Informatik angesiedelt.

Weihrauch-Reduktionen vergleichen mathematische Probleme, primär aus dem Bereich der Analysis, aus berechenbarkeitstheoretischer Sicht hinsichtlich ihrer Schwierigkeit. Das Konzept der Weihrauch-Reduktion wurde um 1990 von Klaus Weihrauch eingeführt und ist seit gut zehn Jahren Gegenstand weltweiter Forschung mit regelmäßig stattfindenden internationalen Tagungen auf diesem Gebiet.

In den letzten Jahren haben verschiedene Forscher versucht, dieses berechenbarkeitstheoretische Konzept beweistheoretisch zu charakterisieren. Ein Durchbruch in dieser Hinsicht wurde von Kuyper in einer 2017 im angesehenen Journal of Symbolic Logic veröffentlichten Arbeit formuliert. Patrick Uftring zeigt jedoch, dass die Ergebnisse von Kuyper in wesentlichen Aspekten fehlerhaft sind. Der Hauptteil der Masterarbeit besteht dann darin, eine eigene – von Kyuper wesentlich abweichende – beweistheoretische Charakterisierung zu beweisen. Diese basiert auf einem tiefgehenden Studium der Funktionalinterpretation (im Sinne von Gödels berühmter „Dialectica"-Interpretation) einer geeigneten sogenannten affinen Logik (einer Variante von Girards linearer Logik).

DAAD-Preis (1.000 Euro)

Der Preis des Deutschen Akademischen Austauschdienstes ((DAAD) für hervorragende Leistungen ausländischer Studierender an der TU Darmstadt geht an Ayoud Alhousin.