Regelungen, Roboter und Software, die funktioniert: Antrittsvorlesungen in der Elektrotechnik und Informatik

Steinfurt (9. November 2022). Einblicke in aktuelle Lehr- und Forschungsgebiete der Elektrotechnik und Informatik - das boten Prof. Dr. Sven Bodenburg und Prof. Dr. Moritz Sinn in ihren öffentlichen Antrittsvorlesungen auf dem Steinfurter Campus. Unser Dekan Prof. Dr. Reinhart Job hieß die beiden 2021 und 2022 Neuberufenen noch einmal offiziell willkommen an unserem Fachbereich.

Prof. Dr. Sven Bodenburg startete seinen Vortrag "Von Regelungen und Robotern - Systeme verstehen und verändern" mit einem anschaulichen Beispiel. "Wenn wir Fahrradfahren, ist das ein geschlossener Regelkreis. Warum? Das möchte ich gemeinsam mit Ihnen aufdröseln." Er erklärte dem Publikum im Folgenden, wie das Gehirn als Schaltzentrale mit den Muskeln und den Augen zusammenarbeitet, um das übergeordnete Ziel zu erreichen: nicht umkippen. "Wenn Sie nun zum Beispiel die Augen schließen, ist Ihr Regelkreis offen und Sie verlieren das Gleichgewicht", betonte er. "Der Ist-Wert kann dem Soll-Wert nicht mehr angeglichen werden. Die Regelabweichung steigt. Wir fallen um." Als Beispiel aus der Technik und damit überleitend zu seinem Lehr- und Forschungsthema nannte er die Robotik. Passend dazu hatte er einen Roboterarm im Hörsaal aufgebaut und erläuterte dessen Funktionsweise. Dabei stellte er klar heraus: "Die Regelungstechnik und Robotik gehören unweigerlich zusammen." Als Leiter des Labors für Robotik und Regelungstechnik möchte Bodenburg die modernen und klassischen Aspekte beider Teilgebiete zusammenbringen und darüber hinaus mit weiteren Disziplinen kombinieren. In der Lehre bietet der Elektroingenieur aktuell die Bachelormodule Einführung in die Robotik und Regelungstechnik 1 und 2 sowie die Mastermodule Theoretische Elektrotechnik, Robuste Regelung und Methoden der Robotik an. Um Roboter jenseits der klassischen Lehrformate besser kennenzulernen, plant Bodenburg zwei Projekte für Studierende. Die für ihn wichtige Bedeutung der Interdisziplinarität hob er noch einmal in der abschließenden Fragerunde hervor: "Meine Veranstaltungen sind für alle Studierenden unseres Fachbereichs offen, also auch für Informatikerinnen und Informatikern. Das Modul 'Methoden der Robotik' ist sogar für campusweit geöffnet. Aktuell nehmen Studierende der Fachbereiche Chemieingenieurwesen und Maschinenbau teil. Diese unterschiedliche Perspektiven sind sehr bereichernd und bieten einen großen Mehrwert für alle."

Prof. Dr. Moritz Sinn zeigte zum Einstieg in seinen Vortrag "Software, die funktioniert: wie man Zeit und Nerven schont" ein Bild, das den meisten Microsoft-Windows-Nutzer*innen bekannt sein sollte: Ein Bluescreen mit einem traurigen Emoticon und dem Hinweis, dass der Computer aufgrund eines Fehlers neu gestartet werden muss. "Die Treibersoftware von Microsoft Windows hatte in früheren Versionen einen Bug, der für häufige Abstürze sorgte", erläuterte der Informatiker. Wie man diese Fehler im Programmcode findet und Software zuverlässiger macht, ist der Schwerpunkt seines Labors für Softwareverifikation. Das traditionelle Testing sei eine mögliche Vorgehensweise. Effizienter sei hingegen die eher unbekannte formale Methode, bei der mithilfe angewandter Mathematik Systeme zur Modellierung und Analyse erstellt werden. Einen anschaulichen Einblick in dieses komplexe Thema brachte Sinn dem Publikum anhand der imaginären Personen Alice und Bob näher, die sich über das Internet verschlüsselte Nachrichten schreiben möchten. Schritt für Schritt stellte er so die Funktionsweise des 1978 entwickelten Needham-Schroeder-Protokolls sowie dessen Schwachstelle vor. Es dauerte 17 Jahre, bis der britische Informatikprofessor Gavin Lowe den Fehler durch eine computergeführte Analyse aufdecken konnte. Sinns folgende Demonstration eines Tools für die Analyse von Softwaremodellen machte zugleich einen der größten Nachteile dieser mächtigen Werkzeuge deutlich: "Die Benutzerschnittstelle solcher Tools muss zugänglicher werden, beispielsweise für die Anwendung in der Industrie. Seit über 30 Jahren werden solche Systeme entwickelt, aber bedienen können sie nach wie vor nur Profis." Damit schloss sich auch die Klammer zu seinem Vortragsthema. "Damit Software zuverlässig funktioniert, brauchen wir einerseits Expertenwissen, das wir Studierenden in Lehrveranstaltungen vermitteln, und anderseits handliche Tools für die Praxis, die aus Forschungsprojekten hervorgehen. So können wir im Umgang mit Software letztendlich Zeit, Nerven und Geld sparen."