Was ist Technische Kybernetik?
Technische Kybernetik befasst sich mit der mathematischen Modellierung, Simulation und Regelung komplexer dynamischer Systeme. Dynamischen Systeme sind Objekte und Prozesse, die in Bewegung sind. Mit Hilfe der Modellierung wird das Verhalten solcher dynamischen Systeme durch mathematische Gleichungen beschrieben und mit mathematischen Methoden systematisch analysiert. In einer Simulation können die Gleichungen auf einem Computer ausgewertet werden, um das Verhalten eines dynamischen Systems unter verschiedenen Bedingungen vorherzusagen. In einer Regelung können die Gleichungen verwendet werden, um das System gezielt zu beeinflussen.
Studieninhalte
Studienstart – die ersten Semester
Ohne Vorpraktikum starten Sie direkt ins Studium. Sie lernen die Grundlagen der Ingenieurwissenschaften plus Mathematik. Je nach Interessen können Sie Höhere Mathematik für Physiker, Kybernetiker und Elektroingenieure oder die Mathevorlesungen für Mathematikstudierende hören. Außerdem gibt es von Anfang an Veranstaltungen speziell für Kybernetikerinnen und Kybernetiker. Und Sie können Schwerpunkte im Bereich Informatik und Künstliche Intelligenz (KI) legen.
Weiterer Studienverlauf
Nach dem Grundstudium, d.h. ab dem 4. Fachsemseter, gewinnen die Themen Modellierung, Simulation und Regelung sowie Systemdynamik an Bedeutung. Ihren Neigungen entsprechend können Sie in sogenannten „Anwendungsfächern“ fundierte Kenntnisse aus einem möglichen Anwendungsgebiet der Technischen Kybernetik erhalten. Insgesamt stehen 13 Fächer zur Wahl mit natur- oder ingenieurwissenschaftlichem Profil bis hin zu sozio-technischen Themen und Technikphilosophie.
Interviews mit Studierenden
Besonderheiten der Technische Kybernethik an der Uni Stuttgart
- Methodenorientiert
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Im Gegensatz zu anderen Ingenieursstudiengängen liegt der Schwerpunkt der Technischen Kybernetik von Anfang an auf der Höheren Mathematik. Durch die Mathematik können technische Prozesse formal beschrieben werden. Diese Abstraktion ermöglicht die Anwendung der gleichen Werkzeuge zur Analyse, Regelung und Simulation, unabhängig von der ursprünglichen Problemstellung.
- Interdisziplinär
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Das methodenorientierte Studium wird ergänzt durch vielfältige Wahlmöglichkeiten – u.a. durch die Spezialisierung in einem Anwendungsfach. Dies bedeutet jedoch keineswegs eine Einschränkung der späteren Tätigkeitsfelder auf diese Anwendung. Im Gegenteil: Gepaart mit der allgemeinen Grundlagenausbildung und dem methodischen Profil der Kybernetik ist eine schnelle Einarbeitung in komplett neue Anwendungsgebiete möglich.
- Vernetzt
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Neben den eigentlichen Lehrveranstaltungen zeichnet sich die Technische Kybernetik durch eine „familiäre“ Atmosphäre innerhalb des Studiengangs aus. Freizeitaktivitäten im Studium – wie Kybernetikerwochenenden, Weihnachtsfeiern und vieles mehr – erhöhen den Vernetzungsgrad. Dieser bleibt hoch, selbst über das Studium hinaus. Das liegt auch an der guten Integration des Studiengangs in die örtliche Infrastruktur, beispielsweise mit der Max-Planck-Gesellschaft, mit führenden Unternehmen der Region und im Rahmen der Cyber Valley Forschungskooperation.
International studieren
- Sie haben die Möglichkeit Vorlesungen auf Englisch zu hören.
- Bereits im Bachelor ist es möglich, einen Teil des Studiums im Ausland zu verbringen. Ein Auslandsaufenthalt bietet sich besonders in den höheren Semestern an (5./6. Semester). Die Anerkennung von im Ausland erbrachten Studienleistungen erfolgt in der Regel problemlos, wenn dies mit den fachlich verantwortlichen Hochschullehrern vorher abgesprochen wird.
- Sie profitieren neben den Universitätspartnerschaften und -programmen (z.B. Fulbright) von einer Vielzahl an Partnerschaften und Kontakten, die exklusiv der Technischen Kybernetik zur Verfügung stehen.
- Im Rahmen der ERASMUS Programme besteht die Möglichkeit, einen Teil des Studiums im europäischen Ausland zu verbringen. Darüber hinaus gibt es unter anderem auch Programme mit Spitzenuniversitäten und -instituten in den USA, Kanada, Mexiko und Japan.
Interviews mit Lehrenden
Beispiele aus unserer Forschung
Aufgrund der interdisziplinären Ausrichtung der Kybernetik stammen unsere Forschungsthemen aus den unterschiedlichsten Bereichen.
Hinter dem Namen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1244 „Adaptive Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von morgen“ steckt ein einzigartiger Ansatz für mehr Umweltschutz. Statt wie bisher Baukonstruktionen auf Spitzenbeanspruchung auszulegen, werden unter Prof. Sawodny, Leiter des Instituts für Systemdynamik (ISYS), adaptive Strukturen entwickelt: Das Gebäude soll sich an seine aktuelle Umgebungssituation anpassen und optimales Verhalten bezüglich Lastaufnahme und Energieeinsatz erreichen. Zusätzlich wird das Gebäudegewicht reduziert. Dadurch kann mit weniger Materialien ressourcenschonender gebaut werden. Und durch den verminderten Einsatz von Baustoffen wird eine bessere Recyclebarkeit sichergestellt. Das Projekt leistet damit einen wichtigen Beitrag zur CO2-Reduzierung.
Am Institut für Technische und Numerische Mechanik (ITM) werden sogenannte „heterogene Robotersysteme“ entwickelt. In einem solchen System arbeiten verschiedenartige Roboter in einem Schwarm zusammen. Da jeder Roboter über unterschiedliche Fortbewegungs-, Wahrnehmungs- und Manipulationsmöglichkeiten verfügt, ist ein heterogenes Robotersystem sehr robust und bietet große Flexibilität; gerade im Vergleich zu einem einzelnen, traditionellen Roboter. Beispielweise muss in der industriellen Fertigung normalerweise die Arbeit unterbrochen werden, wenn ein Roboter im System kaputt geht. In einem heterogenen Robotersystem kann hingegen dank Schwarmintelligenz weiterproduziert werden. Andere Roboter übernehmen einfach die Tätigkeit des kaputten Roboters. Denn das System kann selbst entscheiden, wie die Aufgaben innerhalb des Schwarms optimal zu verteilen sind.