SS 2025

https://www.iiit.kit.edu/english/SignalProcessingwithNonlinearFourierTransformsandKoopmanOperators.php

In den letzten Jahren wurden im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) bemerkenswerte Fortschritte erzielt. Maschinelles Lernen (ML) ist eine Teildisziplin der KI, welche versucht, Techniken zu entwickeln, die Computer in die Lage versetzen, aus Daten zu lernen. Ziel von ML-Methoden ist es, das zugrunde liegende Modell für bestimmte Aufgaben zuverlässig zu abstrahieren. In dieser Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen sowie die grundlegenden Konzepte und Techniken des maschinellen Lernens behandelt, wobei der Fokus jedoch auf Problemlösung und praktischer Anwendung liegt. Die Vorlesung bietet die Möglichkeit, verschiedene ML-Algorithmen und ihre Anwendungen in verschiedenen Bereichen zu erkunden, darunter Computer Vision, Natural Language Processing und Data Mining. Während der Vorlesung bekommen Sie die Möglichkeit, an verschiedenen Anwendungsaufgaben und einem Gruppenprojekt zu arbeiten, in dem Sie die erlernten Konzepte auf reale Datensätze anwenden. Sie lernen, wie Sie gängige Bibliotheken und Tools für ML wie Scikit-Learn, TensorFlow und Keras verwenden und auf reale Datensätze anwenden. Sie lernen auch, wie Sie die Leistung Ihrer Modelle bewerten und ihre Ergebnisse interpretieren können. Der Vorlesungsstil wird eine Mischung aus Theorie und praktischen Anwendungen sein, wobei der Schwerpunkt auf Problemlösung und praktischem Experimentieren liegt. Der theoretische Teil der Vorlesung wird als Blockveranstaltung zu Beginn des Semesters (Anfang/Mitte April) angeboten. Anschließend haben die Studierenden die Möglichkeit, während des Semesters allein oder in Kleingruppen eine Fragestellung aus dem Bereich des ML zu bearbeiten und ihre Ergebnisse in Form eines wissenschaftlichen Aufsatzes zu präsentieren. Die Qualitätssicherung des Aufsatzes erfolgt durch einen gegenseitigen Peer-Review-Prozess, bei dem die Studierenden vom wechselseitigen Feedback sowohl in fachlicher Hinsicht als auch hinsichtlich der inhaltlichen Darstellung profitieren. Das Modul behandelt die Grundlagen und Konzepte des Machine Learning. Es werden u.a. folgende Themen behandelt: --> Einführung in maschinelles Lernen und seine Anwendungen. --> Datenvorverarbeitung und Techniken der Feature-Engineering. --> Überwachte und unüberwachte Lernalgorithmen. --> Deep-Learning-Techniken wie Convolutional Neural Networks und Recurrent Neural Networks. --> Transfer-Learning und Tiny ML. --> Probabilistisches ML. --> Evaluationsmetriken für ML-Modelle. --> Hyperparameter-Tuning und Modellauswahltechniken. --> Interpretation der Ergebnisse von ML-Modellen. --> … weitere interessante Themen.

Software bildet einen maßgeblichen Innovationsfaktor in allen Lebensbereichen. Insbesondere in der Entwicklung technischer Systeme bilden Algorithmen zur Steuerung, Regelung, Optimierung, Kommunikation und Datenanalyse das Herzstück. In der Vorlesung Informationstechnik/Automatisierungstechnik lernen die Studierenden die Grundlagen der Entwicklung von Software-Systemen.

Die Automatisierung von Gebäuden ist einer der innovativsten und modernsten Bereiche in der weitreichenden Smart Systems Domäne. In dieser Vorlesung erlernen Sie die Grundlagen der GA basierend auf Technologien, Methoden und Anwendungen, beginnend von der klassischen Elektroinstallation bis hin zu modernen plattformgestützten Web-Technologien.

This module teaches you the aspects of cyber-physical systems and their modeling in the form of digital twins. The content you can expect during the semester includes the basics of the Industrial Internet of Things, information and meta models, industrial data formats, IoT communication in the form of MQTT and OPC UA, cyber security, equation-based modeling with Modelica and robotic architectures.

FOR MIT1 and MIT2 please read below. For requesting the membership, motivate your choice. This is a basic course on Medical Imaging Technology, including image formation and clinical applications. Attention will be given to general imaging characteristics, X-ray based modalities, Nuclear Imaging, Ultrasounds and MRI. The course is taught in English and is open to international students. Attendance to the lessons is highly recommended. Lecture halls: 30.34 Lichttechnik-Hörsaal (LTI) on Wednesday 11.30-13.00 30.33 Messtechnik-Hörsaal (MIT) on Thursday 11.30-13.00 For students who have to attend only 1 part (previous MIT1 and MIT2). MIT1: Lectures from 23/4 to 5/6 MIT2: Lectures from 18/6 to 30/7 plus 23/4 and 24/4 as introductory lectures

Health Physics is the application of scientific principles to the protection of people from the hazards of radiation. The lectures (3 ECTS, 2 SWS) cover the basics of radiation protection (for ionizing radiation) and provide an overview of the subject.

Gesamtes Modul Angewandte Medizintechnik

Präsenzvorlesung mit Inhalten: Ultraschallanwendungen in der Medizin: 3D/4D Ultraschall, Doppler, Tissue Harmonic Imaging, Compounding, Elastographie, Ultrafast US-Imaging, SAFT, Ultraschallkontrastmittel, und Ultraschalltherapie. Jeweils mit Funktionsprinzip, physikalischen Grundlagen, technischer Umsetzung und medizinischen Anwendungen.

In diesem Seminar erarbeiten wir die Antworten auf folgende Fragen: Wie funktioniert die wissenschaftliche Methode? Wie formuliere ich eine wissenschaftliche Fragestellung? Wie formuliere ich eine Hypothese? Was ist der Unterschied zwischen Ergebnis und Erkenntnis? Wie erstelle ich das wissenschaftliche Design für eine Abschlussarbeit oder für eine Publikation?

In this seminar we will work out the answers to the following questions: How does the scientific method work? How do I formulate a scientific question? How do I formulate a hypothesis? What is the difference between result and finding? How do I create the scientific design for a thesis or for a publication?

The lecture will take place in english on Fridays from 2:00 p.m. to 5:15 p.m. in the IEH seminar room, room 011, building 30.36 The following dates are planned: Friday, April 25, 2025 Friday, May 16, 2025 Friday, May 30, 2025 Friday, June 20, 2025 Friday, July 4, 2025 Friday, July 18, 2025 Alternative dates: Friday, May 23, 2025 Friday, June 6, 2025 Friday, July 25, 2025 Please register for the corresponding Ilias course.

The lecture covers aspects of spaceborne radar systems as well as an overview of new technologies and future developments.

The lecture and lab “Modern VLSI Technology” hold by Prof. Jasmin Aghassi-Hagmann will involve newest Intel technology (FINFET 16nm).

The course provides an introduction to remote sensing based on microwave radiometry. As a purely passive sensing method in the microwave range, it offers a variety of applications such as Earth observation with satellites. Besides basic physics, relevant imaging principles and many other applications are presented.

Gegenstand der Vorlesung: 1. Grundlegende Kenntnisse der Wahrscheinlichkeitstheorie, Statistik sowie der algorithmischen „Erzeugung“ von Zufallsvariablen 2. Einführung in die wesentlichen Bausteine einer Simulation, ihre Verbindung zur „echten Welt“ und welche Daten für eine Simulation betrachtet werden. 3. Einführung in den Modellierungsprozess, d.h. die Übertragung der für die Problemstellung interessanten Daten und Prozesse in ein Modell, welches als Grundlage für die Durchführung der Simulation dient. 4. Methoden: Einführung in Modellierung von „Zeit“, von diskreten Eventsimulationen (DES) sowie kontinuierlichen Simulationen (CTS). DES sind weit verbreitet bei der Simulation von Prozessen, die als zeitdiskrete Abfolge von Aktivitäten dargestellt werden können (z.B. Kommunikationssysteme) während CTS v.a. bei der Analyse von zeitkontinuierlichen Prozessen genutzt wird, die z.B. mit Hilfe von Differentialgleichungen formuliert werden können (z.B. in elektrischen Netzen). 5. Durchführung von Simulationen einschl. Implementierung, Parallelisierung, Auswertung von Ergebnissen. 6. Visualisierung von Daten und Ergebnissen sowie Validierung von Ergebnissen. Im Laufe der Vorlesung werden unterschiedliche Simulationssysteme wie Matlab, Modellica und Omnet vorgestellt sowie unterschiedliche Programmiersprachen vorgestellt (z.B. Python). Die Vorlesung soll neben den grundlegenden theoretischen Kenntnissen auch detaillierte praktische Beispiele bieten, um selbständig eigene Simulationsprojekte zu bearbeiten.

Bei Fragen können Sie sich an pse@itiv.kit.edu wenden

Simulation of simple optical elements and optical systems, evaluation of imaging quality of optical systems, computer-aided optimization of optical systems, ...

The following topics will be covered in the lectures: circuit design using the hardware description language Verilog; combinational and sequential CMOS digital circuits; digital transmitter/receiver (transceiver), oscillators, PLLs, volatile and non-volatile integrated memory cells. In the exercises, digital design will be carried out using Cadence software tools. Circuits will be designed and simulated using Verilog. A netlist will be generated with a synthesis tool, and the chip layout will be created using a place & route tool. Lectures will be held both in person and via Zoom. Slides and lecture notes will be uploaded. If you have any questions regarding the lectures or exercises, please contact ivan.peric@kit.edu and richard.leys@kit.edu.

The course is planned to be held in attendance. Handouts and slides will be provided via ILIAS. First, we will cover the basics of superconductivity relevant for magnet technology. Practical wires will be discussed and relevant properties and issues will be addressed. We will look at relevant magnet and coil applications in healthcare, medicine, high-energy physics, energy technology and industry. A detailed design process will be used to touch the diffent construction and component details of a cryogen-free, high-temperature superconductor (HTS) based magnet operated in persistent mode. This process is used as a practical guide and anchor for the learning goals. Therefore we will start with simple basic design approaches (sometimes as simple as back-of-an-envelope) via EXCEL approximations to more sophisticated PYTHON scripts (some FEM). There is no need for prerequisites or in-advance knowledge. The lecture will be followed by an exercise to deepen the learnings in specific examples. The lectures on the HTS-magnet are a mixture of lecture and exercise due to the interplaying design process. The (oral) exam of this course „Supercponducting Magnet Technology" is a dedicated oral exam. ***Language of the course is English exclusively***

Bitte nutzt den Inhaltsgleichen Kurs Nanotechnologie zur Anmeldung | Please use the course Nanotechnology for registration. It has the same content.

How does the EU energy efficiency class rainbow get on the packaging? How do I measure the spectrum of my lamp correctly? It sounds easy, but it's not if you want to be precise. You will learn this here in the lecture on the basics of optoelectronic measurement technology. --- Wie kommt der Regenbogen der EU-Effizienzklasse auf die Verpackung? Wie messe ich das Spektrum meiner Lampe richtig? Klingt einfach ist es aber nicht wenn es exakt werden soll. Das lernt ihr hier in der Vorlesung zu den Grundlagen der optoelektronischen Messtechnik.

Unterlagen zur Vorlesung

********* Anmeldeveranstaltung / Registration Event Mi / Wed, 07.05.2025, 11:30h - 12:15h, Building: 30.34 Room: SR LTI ******* ----- This module is designed to teach students the theoretical and practical aspects of laboratory work in the field of Printed and Flexible Electronics by means of guided and independently conducted practical experiments. In the four experiments, the student will learn to handle real measurement and fabrication technology on the scientific equipment of the institute such as various printers, probe stations, characterization methods and formulation of inks. The module also teaches the competence to write a scientific report, as well as the rules to visualize data sets in a meaningful way. The working titles of the experiments are: 1) Ink formulation and characterization of Functional Inks 2) Printing optimization of an Inkjet Printer for functional Electronics 3) Fabrication and characterization of a printed sensor device. 4) Fabrication of a printed thin film transistor device with subsequent electrical characterization IMPORTANT: - The lab is limited to a number of 6 participants due to capacity reasons. If necessary, a selection procedure will be carried out. Places will be allocated taking into account the students' academic progress. Details will be announced on the lecture website. - The Lab course will take place in the clean room Facilities of InnovationLab in Heidelberg. Speyerer str. 4, 69115 Heidelberg where the research laboratories of Prof. Hernandez-Sosa are located. - The 4 th experiment will take place at KIT Campus North, Institute of Nanotechnology, in the research unit and laboratories of Prof. Jasmin Aghassi-Hagmann.

This seminar course is for students curious about the latest research developments on devices, materials, and applications of novel flexible, stretchable wearable, and 3D optoelectronic devices.

ILIAS room for course 2310546 – Channel Coding: Algebraic Methods for Communications and Storage (Summer Term 2025)

Elektrische Netze, Leistungselektronik und elektrische Antriebe gewinnen im Zuge des Ausbaus der regenerativen Enegrien sowie der Elektrifizierung vieler Anwendungen zunehmend an Bedeutung. In dieser Grundlagenvorlesung wird zunächst die Struktur des elektrischen Energieversorgungssystems und die Grundlagen der Übertragung elektrischer Energie mit Gleich- und Wechselstrom sowie die dafür erforderlichen Betiebsmittel behandelt. Im Anchluss daran wird im Teil zur Antriebstechnik und Leistungselektronik zunächst die Wirkungsweise und das Betriebsverhalten der wichtigsten elektrischen Maschinen sowie die für Anwendungen in der Energie- und Antriebstechnik (einschließlich Elektromobilität) wesentlichen Stromrichterschaltungen vorgestellt.

Vorlesung für den Bachelor-Studiengang Materialwissenschaften und Werkstofftechnik

ILIAS-Raum zu Kurs 2310400 – Grundlagen der Datenübertragung

ILIAS room for course 2310560 – Machine Learning and Optimization in Communications (Summer Term 2025)

Power electronics is playing an increasingly important role in the future energy landscape. The energy transition and the flexibilization of future transmission and distribution grids lead to new applications for power electronics. The course teaches the fundamentals of power electronics with the most important power semiconductors and basic circuit topologies as well as application-oriented aspects for the design, modulation and control of power electronic systems.