Kontakt

Porträt Dr. Bussmann, Michael; FWKT

Dr. Michael Bussmann

Cen­ter for Advanced Systems Understanding
Laser-Teilchenbeschleuni­gung
m.bussmannAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2616

Inken Köhler

CASUS Assistentin des Leiters
i.koehlerAthzdr.de

Eye catcher

CASUS - Center for Advanced Systems Understanding

Stellenausschreibungen 

CASUS Pressesprecher und Verantwortlicher für Öffentlichkeitsarbeit, Online Redaktion, Social Media und Marketing (m/w/d)

Vision

Das Verständnis komplexer, vernetzter Systeme wird in Zukunft entscheidend dazu beitragen, die wichtigen Herausforderungen der Gesellschaft zu meistern. Zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte haben wir durch neuartige digitale Methoden die Möglichkeit, diese Komplexität zu verstehen und durch die Vernetzung verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen zu meistern.

Mission

CASUS ist als das Zentrum für digitale interdisziplinäre Systemforschung in Deutschland geplant und soll international einen Spitzenplatz in diesem aufstrebenden Forschungsfeld einnehmen.

Die digitale interdisziplinären Systemforschung erforscht und entwickelt die neuesten und innovativen Methoden aus Mathematik, Modellierung, Simulation, Daten- und Computerwissenschaft zur Lösung von Fragen aus so unterschiedlichen Bereichen der Systemforschung wie der Erdsystemforschung, der Systembiologie oder der Materialforschung.

CASUS will die besten Wissenschaftler aus diesen Gebieten an einem gemeinsamen Institut zusammenbringen, um in interdisziplinären Teams visionäre Ideen zu entwickeln, wie die komplexen Herausforderungen der Zukunft mit digitalen Methoden zu meistern sind.

Zusammenfassung

CASUS soll das Zentrum für digitale interdisziplinäre Systemforschung in Deutschland werden. CASUS will digitale, dynamische „Weltbilder“ komplexer Systeme erschaffen, die große Mengen an Daten über diese Systeme in Verbindung bringen mit neuartigen Methoden der Modellierung solcher Systeme, um ein digitales Abbild der komplexen Wirklichkeit aufgrund von Systemen und ihrer Wechselwirkung zu erschaffen und so Vorhersagen treffen zu können. Das Verständnis und die Vorhersagbarkeit der Entwicklung komplexer Systeme wird in den nächsten Jahren immens an Bedeutung gewinnen, z.B. zum besseren Verständnis der Entwicklung komplexer Organismen, der langfristigen Entwicklung des Systems Erde und der Entwicklung neuartiger Materialien und somit immer wichtiger werden für die Forschung sowie für Wirtschaft und Entscheidungsträger.

Die CASUS zugrundeliegende Annahme ist, dass in Zukunft dieses Wissen und Verständnis der Komplexität und Vielfalt der Welt durch den Einsatz neuartiger digitaler Methoden aus Big Data und großskaligen Simulationen einen disruptiven Wandel erleben wird. Die Systemforschung wird dabei eine zentrale Rolle spielen, um über wissenschaftliche Disziplinen hinweg gemeinsame Methodenforschung zu betreiben. In CASUS soll der Einsatz modernster Technologien und Methoden neu gedacht werden. Diese sollen die vorhandenen Technologien möglichst optimal nutzen, mit neuartigen Algorithmen entscheidend die Systemforschung voranbringen und diese Methoden so gestalten, dass sie ohne Spezialwissen einem möglichst breiten Kreis an Wissenschaftlern zur Verfügung stehen.

Ein Institut mit dieser Ausrichtung gibt es bisher nicht, daher soll CASUS ein attraktiver Ort für international führende Experten werden, die aus den verschiedenen Disziplinen der Systemforschung und deren Anwendungen, der Methodenforschung zu Modellierung und Datenanalyse sowie der Mathematik kommen und in interdisziplinären Teams zusammenarbeiten. CASUS will die besten Köpfe für Spitzenforschung in der digitalen Systemwissenschaft an einem Ort zusammenbringen. Dabei wird hoher Wert auf innovative und unorthodoxe Forschungsansätze gelegt, um historisch gewachsene Strukturen einzelner Disziplinen zu überwinden und interdisziplinäre Lösungen zu fördern. Wesentlicher Teil des CASUS-Konzepts ist ein attraktives internationales Fellowship- und Workshop-Programm für internationale Spitzenwissenschaftler.

Schwerpunkt: Materie unter extremen Bedingungen 

Zwei Zellen der DFT-MD-Simulationen aus Aluminium, die eine auf der Rückseite ist für fcc-Aluminium bei T=300K in einem perfekten fcc-Gitter. Die vordere Darstellung zeigt Flüssigaluminium oberhalb des Schmelzpunktes. Eine ähnliche Situation kann bei der Laserstoß-Kompression von Materie auftreten. Die blauen (roten) Kugeln stellen die Position der Aluminiumkerne dar, die blauen (roten) Oberflächen sind Isoflächen der elektronischen Dichte. Weitere Informationen unter: www.hzdr.de/db/Cms?pOid=45635&pNid=2097&pLang=de ©Copyright: Vorberger, Jan

An CASUS untersuchen Wissenschaftler das Nichtgleichgewichtsverhalten von Materie unter dem Einfluss extremer elektromagnetischer Felder, Temperaturen und Drücke. Die Erforschung dieser exotischen Materiezustände wird dazu beitragen:

  • Das grundlegende Verständnis von stark korrelierten Quantensystemen zu verbessern

  • Unsere Kenntnisse über den Aufbau von Planeten und Sternen zu erweitern,

  • Extreme astrophysikalische Prozesse studieren zu können

  • Kompakte plasmabasierte Teilchenbeschleuniger für Anwendungen wie z.B. die Bestrahlung von Tumoren oder kompakte Röntgenlichtquellen weiterzuentwickeln.

Schwerpunkt: Erdsystemforschung

Erdsystemforschung ©Copyright: UFZ

An CASUS werden daten- und rechenintensive Computermodelle entwickelt, die es ermöglichen, ökologische, hydrologische und sozioökonomische Auswirkungen des globalen Wandels in bisher unerreichter räumlicher und zeitlicher Auflösung und in ihren komplexen Wechselwirkungen zu untersuchen. CASUS wird Prognosen für ganze Ökosysteme und ihre Ökosystemfunktionen für die nächsten 50 bis 100 Jahre liefern, einschließlich ihrer:

  • biogeochemischen Kreisläufe

  • Wasserqualität und -quantität

  • Biomasseproduktion und landwirtschaftlichen Erträge

  • Biodiversität

Schwerpunkt: Systembiologie

Systembiologie ©Copyright: MPI-CBG

CASUS erweitert unser Verständnis des Lebens und die Organisation der lebenden Materie. Zukünftige Durchbrüche in den Lebenswissenschaften werden durch algorithmische Entwicklungen gefördert. CASUS betreibt Grundlagenforschung, um die zukünftige Biologie, die personalisierte Medizin und das mechanistische Verständnis und die Kontrolle lebender Systeme zu ermöglichen. Dazu gehören:

  • virtuelle und erweiterte Realität für das Labor der Zukunft
  • rechnerische Vorhersage und Kontrolle biologischer Prozesse
  • Lernen und Inferenz von berechenbaren Modellen aus Mikroskopiedaten
  • biomedizinische Datenwissenschaft und KI

Schwerpunkt: Autonome Fahrzeuge

Autonome Fahrzeuge ©Copyright: Uni Wroclaw

Automatische Entscheidungen autonomer Fahrzeuge werden in der Zukunft die Vernetzung mit der umgebenden Infrastruktur sowie anderen Verkehrsteilnehmern nötig machen. An CASUS entwickelte Methoden des maschinellen Lernens mit Verhaltensmodellen und sensorischen Daten werden ein digitales Abbild der aktuellen Umgebungssituation liefern, um:

  • Das Fahrzeug zu steuern

  • Entscheidungen über das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer zu treffen

  • mit anderen Verkehrsteilnehmern und der umgebenden Infrastruktur zu kommunizieren

  • den Verbrauch des Fahrzeugs zu optimieren

CASUS Partner:

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG)

Technische Universität Dresden und Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH)

Uniwersytet Wrocławski

                            

Förderquellen:

Logo Bundesministerium für Bildung und Forschung ©Copyright: von Haymerle, Philipp

   

   








  Das Zentrum wird mitfinanziert durch Steuermittel auf Grundlage des von den Abgeordneten des Sächsischen Landtages beschlossenen Haushaltes.


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