Die Arbeitsgruppe Technomathematik deckt ein breites Feld von Forschung und Anwendungen aus den Bereichen der Lebens- und Ingenieurswissenschaften ab. Der Fokus der mathematischen Forschung liegt auf
Die wichtigsten Anwendungsfelder sind hierbei die bildgebende Massenspektrometrie (MALDI Imaging), Zerspanprozesse in der Werkstoffentwicklung, sowie die Magnetpartikelbildgebung (Magnetic Particle Imaging MPI).
Invertible residual networks
Zentraler Fokus der Forschung liegt im Bereich des Deep Learning. Im Rahmen vielfältiger Forschungsprojekte werden grundlegende Themen wie die Verknüpfung von Deep Learning und Inversen Problemen oder invertierbare Neuronale Netze untersucht. Ein Highlight dieser Aktivitäten war z.B. die Ausrichtung der Autumn School on Deep Learning and Inverse Problems (www.zetem.uni-bremen.de/dlip19). Anwendungen finden die aktuellen Forschungergebnisse u.a. in der medizinischen Bildgebung, z.B. in daten-basierten Verfahren von Rekonstruktionsverfahren in der Computertomographie, oder in der Tumorklassifikation basiererend auf MALDI Imaging. Dieser Transfer neuartiger mathematischer Methoden des Deep Learnings in industrielle Anwendungen wird u.a. durch Veranstaltungen wie dem Deep Learning Forum Bremen (www.zetem.uni-bremen.de/romsocdl/dlforum) unterstützt.
Vereinfachte Darstellung der MALDI-Imaging Technologie
Die Analyse massenspektrometrischer Daten gehört bereits seit 2007 zu den Forschungsgebieten der AG Technomathematik. In der interdisziplinären Gruppe Bioinformatik werden insbesondere Anwendungen des MALDI Imaging entwickelt, einer räumlich auflösenden massenspektrometrischen Analysemethode zur Untersuchung biologischer Gewebeproben (siehe Projekte).
Neben Anwendungen in der Mikrobiologie, Pflanzenforschung und Pharmakologie beschäftigt sich die Bioinformatik-Gruppe mit der Nutzung des MALDI Imaging in der pathologischen Diagnostik (MaDiPath Projekt). Die Gruppe arbeitet eng mit Partnern in der klinischen Pathologie und der biomedizinischen Forschung zusammen, mit der Bremer Firma Bruker Daltonik, dem Weltmarktführer für MALDI-Imaging-Massenspektrometer, sowie mit der Softwarefirma SCiLS, die 2013 als Ausgründung des ZeTeM entstanden ist und inzwischen eine Zweigniederlassung von Bruker ist.
MPI² Logo
Seit 2016 befasst sich die AG Technomathematik außerdem mit den mathematischen Herausforderungen in der Magnetpartikelbildgebung und erweitert somit ihre angewandte, interdisziplinäre Forschung im Bereich der Medizin. Mittels des tomographischen Verfahrens der Magnetpartikelbildgebung ist es möglich, Eisenoxidpartikel strahlungsfrei im menschlichen Körper zu verfolgen und somit Rückschlüsse auf z.B. kardiovaskuläre Erkrankungen zu erhalten (siehe Projekte).
Im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts MPI² sollen diese Herausforderungen mittels mathematischer Forschung zusammen mit industriell-medizinischen Kooperationspartnern bewältigt werden und so der Grundstein für einen klinischen Einsatz dieser Technologie gelegt werden.
Die AG Technomathematik (2016)
Invertible residual networks
MPI² Logo