Dokumentation 2011 - Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

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Max-Planck-Institut
für Intelligente Systeme
Heisenbergstraße 3
70569 Stuttgart
www.is.mpg.de
Tel.: +49-711/689-1933
Fax: +49-711/689-3002
Dokumentation 2011
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
Stuttgart / Tübingen
Dokumentation 2011
Herausgegeben vom
MAX-PLANCK-INSTITUT FÜR INTELLIGENTE SYSTEME
(ehemals Max-Planck-Institut für Metallforschung)
Abteilung Perzeptive Systeme, Dr. Black
Abteilung Theorie inhomogener kondensierter Materie, Prof. Dietrich
Abteilung Niederdimensionale und metastabile Materialien, Prof. Rühle
Abteilung Phasenumwandlungen, Thermodynamik und Kinetik, Prof. Mittemeijer
Abteilung Autonome Motorik, Prof. Schaal
Abteilung Empirische Inferenz, Prof. Schölkopf
Abteilung Moderne magnetische Systeme, Prof. Schütz
Abteilung Neue Materialien und Biosysteme, Prof. Spatz
Umschlagbild:
Datenspeicher im magnetischen Wirbel: Permalloy-Plättchen zeigen ein magnetisches
Phänomen. Die magnetischen Momente der Metallatome ordnen sich darin nicht parallel oder
antiparallel an, sondern bilden konzentrische Ringe, sogenannte Wirbel. In der Mitte drehen
sich die magnetischen Momente aus der Ebene heraus und bilden eine Magnetfeldnadel mit nur
etwa 20 Nanometern Durchmesser, einen sogenannten Vortextkern. Die nach oben oder unten
orientierte magnetische Nadel eines Vortextkerns kann die Null oder die Eins eines Datenbits
codieren.
Matthias Kammerer, Dr. Hermann Stoll; Abteilung Moderne magnetische Materialien (2011)
Hier aufgeführte Arbeiten aus dem Jahr 2010 lagen bei Redaktionsschluss des vergangenen
Berichts noch nicht vor.
Herausgeber: Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
Telefon 0711 689-1933
Telefax 0711 689-3002
E-Mail: klooz@is.mpg.de
http://www.is.mpg.de
Verantwortlich für den Inhalt:
Prof. Dr. rer. nat. Bernhard Schölkopf
Redaktion: Layout:
Druck:
Heide Klooz
Claudia Däfler
Druckerei Aickelin Druck und Medien, Leonberg
Stand:
Juni 2012
Inhaltsverzeichnis
Struktur und Gliederung des Instituts
4
Wissenschaftliche Veröffentlichungen
a)
Veröffentlichungen in Zeitschriften und Konferenzberichten
10
b)
Monographien und Beiträge zu Sammelwerken
33
c)
Herausgabe von Zeitschriften
34
Erfindungs- und Patentanmeldungen
36
Abgeschlossene Arbeiten
a)
Dissertationen
37
b)
Masterarbeiten
38
c) Diplomarbeiten
38
d)
Bachelorarbeiten
39
Doktoranden
40
Gastwissenschaftler
44
Sonstige Mitteilungen
a)
Ehrungen
47
b)
Berufungen / Ernennungen
48
c)
Ständige Mitgliedschaften
49
d)
Wissenschaftliche Veranstaltungen
50
e)
Weitere Veranstaltungen
53
Tätigkeitsberichte im Jahrbuch der Max-Planck-Gesellschaft 2011
Gehirn-Computer-Schnittstellen - eine neue Form der Kommunikation
Moritz Grosse-Wentrup
Von künstlichen Flagellen zu medizinischen Mikrobots - der Beginn einer „phantastischen Reise“
54
Peer Fischer
60
Dokumentation 2011
Struktur und Gliederung
(2011)
Kommissarischer Leiter
Prof. Dr. Joachim P. Spatz (bis 30.04.2011)
Geschäftsführender Direktor
Prof. Dr. Bernhard Schölkopf (ab 01.05.2011)
Wissenschaftliche Mitglieder
Dr. Michael J. Black
Prof. Dr. Siegfried Dietrich
Prof. Dr. Ir. Eric Jan Mittemeijer
Prof. Dr. Dr.-Ing. h.c. Manfred Rühle
Prof. Dr.-Ing. Stefan Schaal (ab 01.06.2011)
Prof. Dr. Bernhard Schölkopf
Prof. Dr. Gisela Schütz
Prof. Dr. Joachim P. Spatz
Leiter einer Forschungsgruppe
Dr. Christian Böhm (bis 31.03.2011)
Prof. Dr. Karsten Borgwardt
Dr. Peer Fischer (ab 01.10.2011)
Dr. Ana Garcia-Saez
Dr. Ulrike von Luxburg
Dr. Ralf Richter
Dr. Sylvie Roke
Max Planck Fellow
Prof. Dr. Clemens Bechinger
Emeritierte Wissenschaftliche Mitglieder
Prof. Dr. Fritz Aldinger
Prof. Dr. phil. Dr. h.c. Hellmut Fischmeister
Prof. Dr. Volkmar Gerold
Prof. Dr. Helmut Kronmüller
Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Günter Petzow
Prof. Dr. Dr. h.c. Alfred Seeger
Prof. Dr. Dr. h.c. Günther Tölg
Auswärtige Wissenschaftliche Mitglieder
Prof. Dr. Jacques Friedel, Paris, Frankreich
Prof. Dr. Arthur Heuer, Cleveland, Ohio, USA
Prof. Dr. Johannes Heydenreich, Halle (Saale), Deutschland
Prof. Dr. Frans A. Spaepen, Cambridge, MA, USA
4
Personelles
Dokumentation 2011
Personelles
Fachbeirat
Vorsitzender:
Prof. Dr. Itamar Willner, Jerusalem, Israel
Stellvertretender Vorsitzender:
Prof. Dr. Yves Bréchet, Grenoble, France
Prof. Dr. Friedrich G. Barth, Wien, Österreich
Prof. Dr. Daan Frenkel, Cambridge,United Kingdom
Prof. Dr. George C. Hadjipanayis, Newark, DE, USA
Prof. Dr. Jim M. Howe, Charlottesville, VA,USA
Prof. Dr. Paul Leiderer, Konstanz, Deutschland
Prof. Dr. Gabrielle Long, Argonne, IL, USA
Prof. Dr. Uri Sivan, Haifa, Israel
Prof. Dr. Marcel A. J. Somers, Lyngby, Dänemark
Kuratorium
Vorsitzender:
Prof. Dr. Winfried J. Huppmann, Eschen, Liechtenstein
Stellvertretender Vorsitzender:
Dr. Peter Grahle, Mössingen, Deutschland
Ehrenvorsitzender:
Prof. Dr. Karl Ganzhorn, Sindelfingen, Deutschland
Christoph Dahl, Stuttgart, Deutschland (seit Mai 2011)
Dr. Siegfried Dais, Gerlingen, Deutschland
Prof. Dr. Thomas Hirth, Stuttgart, Deutschland
MinDir Wolfgang Leidig, Stuttgart, Deutschland (seit September 2011)
Dr. Heinrich Lohstöter, Neumarkt, Deutschland
Dr. Alexander Mäder, Stuttgart, Deutschland (bis Oktober 2011)
MinDir. Dr. Gisela Meister-Scheufelen, Stuttgart, Deutschland (bis Mai 2011)
StS Klaus-Peter Murawski, Stuttgart, Deutschland (seit August 2011)
Prof. Dr.-Ing. Wolfram Ressel, Stuttgart, Deutschland
OB Dr. Wolfgang Schuster, Stuttgart, Deutschland
MinDir Dr. Simone Schwanitz, Stuttgart, Deutschland (seit Dezember 2011)
MinDir. Klaus Tappeser, Stuttgart, Deutschland (bis Mai 2011)
Prof. Dr. Eberhard Umbach, Karlsruhe, Deutschland
Prof. Dr. Hans-Joachim Werner, Stuttgart, Deutschland
StS Hubert Wicker, Stuttgart, Deutschland (bis Mai 2011)
Prof. Dr. Martin Winterkorn, Wolfsburg, Deutschland
5
Dokumentation 2011
Am Institut tätige Wissenschaftler (Stand 31. Dezember 2011)
Prof. Dr. Peter Antonie van Aken
Dr. Nadja Amsharov
Prof. Dr. Clemens Bechinger
Dr. Markus Bier
Dr. Ewald Bischoff
Dr. Wolf Daniel Blecher
Dr. Johannes Christian Bleibel
Dr. Stephanie Bleicken
Dr. Valentin Blickle
Dr. Christian Böhm
Dr. Heike Böhm
Prof. Dr. Karsten Borgwardt
Dr. habil. /VAK Ukraine Volodymyr Bugaev
Dr. Elisabetta Ada Cavalcanti-Adam
Dr. Melissa Delheusy
Dr. Petra Ditsche-Kuru
Dr. Fabian Dörfler
Dr. Mihaela Drumea-Mirancea
Prof. Dr. Manfred Fähnle
Dr. Peer Fischer
Dr. Roberto Fiammengo
Dr. Ana Garcia Saez
Dr. Fania Geiger
Priv.-Doz. Dr. habil. Eberhard Goering
Dr. Arthur Gretton
Dr. Corinne Grevent
Dr.-Ing. Moritz Grosse-Wentrup
Dr. Nina Christine Grunze
Dr. Tamas Haraszti
Dr. Stefan Harmeling
Philipp Hennig, Ph.D.
Dr. Michael Hirscher
Dr. Vera Catherine Hirschfeld-Warneken
Priv.-Doz. Dr. habil. Dominik Janzing
Dr. Ir. Lars P. H. Jeurgens
Priv. Doz. Dr. med. Dieter Kaufmann
6
Personelles
Dokumentation 2011
Personelles
Dr. Ralf Kemkemer
Priv.-Doz. Dr. habil. Michael Krech
Dr. Sebastian Kruss
Dr. Stefan Kudera
Dr. Cornelia Lee-Thedieck
Dr. Andreas Leineweber
Dr. Hans-Georg Libuda
Matthew Loper, M.Sc.
Dr. Ulrike von Luxburg
Anna Maria Maciolek, Ph.D., habil.
Priv.-Doz. Dr. habil. Günter Majer
Dr. Miguel Fernando Mantilla Montilla
Dr. Sai Ramudu Meka
Dr. Christoph Morhard
Dr. Claudia Pacholski
Dr. Nadine Perschmann
Prof. Dr. Jan Peters
Dr. Fritz Phillipp
Stefan Quint, M.Sc.
Eric Rachlin, Ph.D.
Dr. Behnaz Rahmati Kalkhoran
Dr. Markus Rauscher
Dr. Harald Reichert (abgeordnet)
Dr. Gunther Richter
Prof. Dr. Sylvie Roke
Dr. Lothar Schimmele
Dr.-Ing. Thomas Schultz
Dr. Richard William Moore Segar
Nino Shervashidze, M.Sc.
Dr. Wilfried Sigle
Ali Soleimani Dorcheh, M.Sc.
Dr. Vesna Srot
Dr. Hermann Stoll
Dr. Agnes Szökefalvi-Nagy
Dr. Mikola Tasinkevych
Dr. Zumin Wang, Ph.D./Univ. of Science and Technology of China, Hefei, P.R. China
Markus Weigand, Dipl. Phys.
Dr. Udo Welzel
7
Dokumentation 2011
Prof. Dr. Felix Wichmann
Dr. Peter Wochner
Dipl.-Math. Thorsten Oliver Zander
Monika Zelman-Femiak, Ph.D.
Kun Zhang, Ph.D./Chinese Univ. of Hongkong, P.R. China
Wissenschaftliche Mitarbeiter an der Universität Stuttgart,
Institut für Materialwissenschaft, Lehrstuhl I, Prof. Dr. E. J. Mittemeijer
(Stand: 31. Dezember 2011)
Mostafa Biglari, M.Sc.
Dipl.-Ing. Bastian Rheingans
Dr. Ralf Schacherl
Wissenschaftliche Mitarbeiter an der Universität Stuttgart,
Institut für Theoretische und Angewandte Physik
(Stand: 31. Dezember 2011)
Priv.-Doz. Dr. habil. Ludger Harnau
Dr. Felix Höfling
8
Personelles
Wissenschaftliche Abteilungen
Forschungsgruppen
Wissenschaftlicher Service
Wissenschaftliche
Arbeitsgruppe
Gemeinsame
Einrichtungen
mit FKF
Perzeptive
Systeme
Black
*****
Bibliothek
Tieftemperaturservice
Probenherstellung
ZWE
ANKA
Niederdimensionale
und metastabile
Materialien
Theorie
inhomogener
kondensierter
Materie
ZWE
EDV
Rühle/
Dosch *
Dietrich *
Fachbeirat
Kuratorium
Glastechnik
ZWE
Röntgenbeugung
Phasenumwandlungen,
Thermodynamik
und Kinetik
Mittemeijer *
Empirische
Inferenz
Schölkopf
****
Feinmechanische
Werkstatt
Dual Beam
Neue Materialien
und
Biosysteme
Spatz **
ZWE
Analytik
Max Planck
Fellow
Weiche Materie
(Bechinger)
Mikro-, Nanound Molekulare
Systeme
(Fischer)
9
****** Professur an der Universität von Südkalifornien (USA)
***** Honorarprofessuren an den Universitäten Brown, Stanford (USA)
**** Honorarprofessuren an den Universitäten Tübingen, Berlin, Stellenbosch (ZA)
*** Honorarprofessur an der Universität Stuttgart
** Professur an der Universität Heidelberg
StEM
ZWE
Dünnschichtlabor
N.N.
N.N
Komm. Leiter
Spatz
* Personalunion mit der Universität Stuttgart
ZWE
Biomaterialien
N.N.
N.N.
Komm. Leiter
Mittemeijer
Geschäftsstelle
Geschäftsführender Direktor
Membran Biophysik (Garcia)
Glykobiotechnologie (Richter)
Lichtdiffraktion an Biomat. (Roke)
Moderne
magnetische
Systeme
Schütz ***
Machine Learning & Computational
Biology (Borgwardt)
Machine Learning Theory
(von Luxburg)
Autonome
Motorik
Schaal
******
M. J. Black, S. Dietrich, E.J. Mittemeijer, M. Rühle,
S. Schaal, B. Schölkopf, G. Schütz, J. Spatz
Kollegium
Stand: 21. Oktober 2011
Dokumentation 2011
Organigramm
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Wissenschaftliche Veröffentlichungen (2011)
a) Veröffentlichungen in Zeitschriften und Konferenzberichten
Abel, M. P., S. R. Riese, O. Schlicker, N. V. Bukoreshtliev, H.-H. Gerdes, J. P. Spatz and A.
Rustom: Microstructured platforms to study nanotube-mediated long-distance cell-to-cell
connections. Biointerphases 6, 1, 22-31 (2011). DOI: 10.1116/1.3567416
Abou-Ras, D., J. Dietrich, J. Kavalakkatt, M. Nichterwitz, S. S. Schmidt, C. T. Koch, R.
Caballero, J. Klaer and T. Rissom: Analysis of Cu(In,Ga)(S,Se)2 thin-film solarcells by means
of electron microscopy. Solar Energy Materials and Solar Cells 95, 1452-1462 (2011). DOI:
10.1016.j.solarmat.2010.11.008
Achlioptas, P., B. Schölkopf and K. Borgwardt: Two-locus association mapping in subquadratic
time. In: 17th ACM SIGKKD Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD
2011). 2011, ACM Press, New York, NY, USA, 726-734. DOI: 10.1145/2020408.2020521
van Aken, P. A., N. Y. Jin-Phillipp, C. T. Koch, B. Ögüt, V. B. Özdöl, F. Phillipp, B. Rahmati,
W. Sigle and V. Srot: The Stuttgart Center for Electron Microscopy at the Max Planck Institute
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Alber, I., W. Sigle, S. Müller, R. Neumann, O. Picht, M. Rauber, P. A. van Aken and M. E. ToimilMolares: Visualization of multipolar longitudinal and transversal surface plasmon modes in
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Aufrecht, J., A. Leineweber and E. J. Mittemeijer: Polytypic transformations of the HfCr2 laves
phase – part II: kinetics of the polymorphic C14 → C15 transformation. Intermetallics 19, 14421447 (2011). DOI: 10.1016/j.intermet.2011.05.010
Aydin, D., V. C. Hirschfeld-Warneken, I. Louban and J. P. Spatz: Intelligent induction of active
biosystem responses at interfaces. International Journal of Materials Research 102, 7, 796-808
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10
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Bach, A., D. Fischer, X. K. Mu, W. Sigle, P. A. van Aken and M. Jansen: Structural evolution of
magnesium difluoride: from an amorphous deposit to a new polymorph. Inorganic Chemistry
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Baker, S., D. Scharstein, J. P. Lewis, S. Roth, M. J. Black and R. Szeliski: A database and
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Bakradze, G., L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: The different initial oxidation kinetics
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Bakradze, G., L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: Valence-band and chemical-state analyses
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Baranova, N. S., E. Nilebäck, F. M. Haller, D. C. Briggs, S. Svedhem, A. J. Day and R. P.
Richter: The inflammation-associated protein TSG-6 cross-links hyaluronan via hyaluronaninduced TSG-6 oligomers. Journal of Biological Chemistry 286, 25675-25686 (2011). DOI:
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Barnes, W. J. P., P. J. P. Goodwyn, M. Nokhbatolfoghahai and S. N. Gorb: Elastic modulus of
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Bauer, R., E. Bischoff and E. J. Mittemeijer: Precipitation of Co from supersaturated Au90Co10:
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11
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
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10.1080/14786435.2010.525541
Bauer, R., B. F. Rheingans and E. J. Mittemeijer: The kinetics of the precipitation of Co from
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Baumann, W., A. Leineweber and E. J. Mittemeijer: The kinetics of a polytypic Laves
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intermet.2010.11.027
Becker, C., J. Hagmann, J. Müller, D. Koenig, O. Stegle, K. Borgwardt and D. Weigel:
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Benckiser, E., M. W. Haverkort, S. Brück, E. Goering, S. Macke, A. Fraño, X. Yang, O. K.
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12
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Boris, A. V., Y. Matiks, E. Benckiser, A. Frano, P. Popovich, V. Hinkov, P. Wochner, M. CastroColin, E. Detemple, V. K. Malik, C. Bernhard, T. Prokscha, A. Suter, Z. Salman, M. Morenzoni,
C. Cristiani, H.-U. Habermeier and B. Keimer: Dimensionality control of electronic phase
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Boularias, A. and B. Chaib-Draa: Bootstrapping apprenticeship learning. In: Twenty-Fourth
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B. Baretzky: Amorphous grain boundary layers in the ferromagnetic nanograined ZnO films.
Thin Solid Films 520, 4 (2011) 1192-1194. DOI: 10.1016/j.tsf.2011.04.154
Straumal, B., A. Mazilkin, S. Protasova, A. Myatiev, P. Straumal, E. Goering and B. Baretzky:
Influence of texture on the ferromagnetic properties of nanograined ZnO films. Physica Status
Solidi B 248, 7, 1581-1586 (2011). DOI: 10.1002/pssb.201001182
Streichfuss, M., F. Erbs, K. Uhrig, R. Kurre, A. E.-M. Clemen, C. H. Böhm, T. Haraszti and
J. P. Spatz: Measuring forces between two single actin filaments during Bundle formation. Nano
Letters 11, 3676-3680 (2011). DOI: 10.1021/nl201630y
Streppel, B. and M. Hirscher: BET specific surface area and pore structure of MOFs determined
by hydrogen adsorption at 20 K. Physical Chemistry Chemical Physics 13, 8, 3220-3222 (2011).
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Stulp, F., J. Buchli, A. Ellmer, M. Mistry, E. Theodorou and S. Schaal: Reinforcement learning
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Development and Learning (IDCL), Vol. 2. IEEE, [Piscataway, N.J.] 2011, 6037312. DOI:
10.1109/DEVLRN.2011.6037312
Stulp, F. and S. Schaal: Hierarchical reinforcement learning with movement primitives. In:
11th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids) 2011. IEEE,
Piscataway, NJ 2011, 231-238. DOI: 10.1109/Humanoids.2011.6100841
Stulp, F., E. Theodorou, J. Buchli and S. Schaal: Learning to grasp under uncertainty. In: 2011
IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). IEEE, [Piscataway, N.J.]
2011, 5703-5708. DOI: 10.1109/ICRA.2011.5979644
Stulp, F., E. Theodorou, M. Kalakrishnan, P. Pastor, L. Righetti and S. Schaal: Learning
motion primitive goals for robust manipulation. In: 2011 IEEE/RSJ International Conference
on Intelligent Robots and Systems (IROS). IEEE, Piscataway, NJ, USA, 2011, 325-331. DOI:
10.1109/IROS.2011.6094877
29
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Subkow, S. and M. Fähnle: Electron theory of magnetoelectric effects in metallic ferromagnetic
nanostructures. Physical Review B 84, 054443 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevB.84.054443
Subkow, S. and M. Fähnle: Potential explanation of charge response of magnetization
in nanoporous systems. Physical Review B 84, 220409(R) (2011). DOI: 10.1103/
PhysRevB.84.220409
Szalai, I. and S. Dietrich: Magnetization of multicomponent ferrofluids. Journal of Physics:
Condensed Matter 23, 32, 326004 (2011). DOI: 10.1088/0953-8984/23/32/326004
Tamam, L., D. Pontoni, Z. Sapir, S. Yefet, E. Sloutskin, B. M. Ocko, H. Reichert and M. Deutsch:
Modification of deeply buried hydrophobic interfaces by ionic surfactants. In: Proceedings of
the National Academy of Sciences of the United States of America 108, 14, 5522-5525 (2011).
DOI: 10.1073/pnas.1014100108
Tavakoli, A., P. Gerstel, J. Golczewski and J. Bill: Kinetic effect of boron on the crystallization
of Si3 N4 in Si-B-C-N polymer-derived ceramics. Journal of Materials Research 26, 600-608
(2011). DOI: 10.1557/jmr.2010.53
Thakur, K. P., A. Raj, E. H. Brandt, J. Kvitkovic and S. Pamidi: Frequency-dependent critical
current and transport ac loss of superconductor strip and Roebel cable. Superconductor Science
& Technology 24, 6, 065024 (2011). DOI: 10.1088/0953-2048/24/6/065024
Thakur, K. P., A. Raj, E. H. Brandt and P. V. P. S. S. Sastry: Frequency dependent magnetization
of superconductor strip. Superconductor Science and Technology 24, 4, 045006 (2011). DOI:
10.1088/0953-2048/24/4/045006
Theodorou, E., F. Stulp, J. Buchli and S. Schaal: An iterative path integral stochastic optimal
control approach for learning robotic tasks. In: Proceedings of the 18th IFAC World Congress
International Federation of Automatic Control 2011, 11594-11601. DOI: 10.3182/20110828-6IT-1002.02249
Theodorou, E., F. Stulp, J. Buchli and S. Schaal: Path integral reinforcement learning. In:
Proceedings of the 15th Yale Workshop on Adaptive and Learning Systems. Yale University,
New Haven, CT, 2011, 1-8
Ting, J.-A., A. D’Souza and S. Schaal: Bayesian robot system identification with input and
output noise. Neural Networks 24, 99-108 (2011). DOI: 10.1016/j.neunet.2010.08.011
Todorova, V., A. Leineweber, L. Kienle, V. Duppel and M. Jansen: On AgRhO2, and the new
quaternary delafossites AgLi1/3Ms2/3O2, syntheses and analyses of real structures. Journal of
Solid State Chemistry 184, 1112-1119 (2011). DOI: 10.1016/j.jssc.2011.03.014
Treiber, S., C. Stahl, G. Schütz and J. Albrecht: Stability of the current-carrying state in
nonhomogeneous MgB2 films. Physical Review B 84, 094533 (2011). DOI: 10.1103/
PhysRevB.84.094533
Tröndle, M., O. Zvyagolskaya, A. Gambassi, D. Vogt, L. Harnau, C. Bechinger and S. Dietrich:
Trapping colloids near chemical stripes via critical Casimir forces. Molecular Physics 109,
1169-1185 (2011). DOI: 10.1080/00268976.2011.553639
Tsoli, A. and M. J. Black: Shape-and pose-invariant correspondences using probabilistic
geodesic surface embedding. In: Pattern Recognition. 33rd DAGM Symposium. Proceedings,
(Eds.) R. Mester, M. Felsberg. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 6835. Springer, Berlin,
Heidelberg 2011, 256-265
Turak, A., M. Nguyen, F. Maye, J. Heidkamp, P. Lienerth, J. Wrachtrup and H. Dosch:
Nanoscale engineering of exciton dissociating interfaces in organic photovoltaics. Journal of
Nano Research 14, 125-136 (2011). DOI: 10.4028/www.scientific.net/JNanoR.14.125
Uhl, M., K. Mellert, B. Striegl, M. Deibler, M. Lamla, J. P. Spatz, R. Kemkemer and D.
Kaufmann: Cyclic stretch increases splicing noise rate in cultured human fibroblasts. BMC
Research Notes 4, 470 (2011). DOI: 10.1186/1756-0500-4-470
30
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Vácha, R., S. W. Rick, P. Jungwirth, A. G. F. de Beer, H. B. de Aguiar, J.-S. Samson and S. Roke:
The orientation and charge of water at the hydrophobic oil droplet - water interface. Journal of
the American Chemical Society 133, 26, 10204-10210 (2011). DOI: 10.1021/ja202081x
Vasilyev, O., A. Maciolek and S. Dietrich: Critical Casimir forces for Ising films with variable
boundary fields. Physical Review E 84, 4, 041605 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevE.84.041605
Vogel, A., T. Kamionka, M. Martens, A. Drews, K.-W. Chou, T. Tyliszczak, H. Stoll, B. van
Waeyenberge and G. Meier: Coupled vortex oscillations in spatially separated permalloy
squares. Physical Review Letters 106, 137201 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.137201
Vogel, A., M. Martens, M. Weigand and G. Meier: Signal transfer in a chain of strayfield coupled ferromagnetic squares. Applied Physics Letters 99, 042506 (2011). DOI:
10.1063/1.3614551
Voigt, D., N. Hosoda, J. Schuppert and S. Gorb: On the laboratory rearing of green dock leaf
beetles Gastrophysa viridula (Coleoptera: Chrysomelidae). Insect Science 18, 3, 379-384
(2011). DOI: 10.1111/1744-7917.2010.01355.x
Volpe, G., L. Helden, T. Brettschneider, J. Wehr and C. Bechinger: Comment on “Influence of
Noise and Force Measurements” Reply. Physical Review Letters 107, 7, 078902 (2011). DOI:
doi/10.1103/PhysRevLett.107.078902
Volpe, G., G. Volpe and R. Quidant: Fractal plasmonics: subdiffraction focusing and broadband
spectral response by a Sierpinski nanocarpet. Optics Express 19, 4, 3612-3618 (2011). DOI:
10.1364/OE.19.003612
Volpe, G., I. Buttinoni, D. Vogt, H.-J. Kümmerer and C. Bechinger: Microswimmers in patterned
environments. Soft Matter 7, 8810-8815 (2011). DOI: 10.1039/c1sm05960b
Vorobiev, A., J. Major, H. Dosch, P. Mueller-Buschbaum, P. Falus, G. P. Felcher and
S. G. E. Te Velthuis: Phase and microphase separation of polymer thin films dewetted from
Silicon-A spin-echo resolved grazing incidence neutron scattering study. Journal of Physical
Chemistry B 115, 19, 5754-5765 (2011). DOI: 10.1021/jp1120756
Wagenknecht, G., E. Rota Kops, F. Mantlik, E. Fried, T. Pilz, H. Hautzel, L. Tellmann, B. J.
Pichler and H. Herzog: Attenuation correction in MR-BrainPET with segmented T1-weighted
MR images of the patient’s head: a comparative study with CT. In: IEEE Nuclear Science
Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2011). IEEE, Piscataway, NJ, USA,
2011, 2261-2266. DOI: 0.1109/NSSMIC.2011.6153858
Walter, N., T. Busch, T. Seufferlein and J. P. Spatz: Elastic moduli of living epithelial pancreatic
cancer cells and their skeletonized keratin intermediate filament network. Biointerphases 6, 2,
79-85 (2011). DOI: 10.1116/1.3601755
Walter, N., A. Micoulet, T. Seufferlein and J. P. Spatz: Direct assessment of living cell
mechanical responses during deformation inside microchannel restrictions. Nano Letters 6, 3,
117-125 (2011). DOI: 10.1116/1.3625258
Wang, Z., A. Boularias, K. Mülling and J. Peters: Balancing safety and exploitability in
opponent modeling. In: Twenty-Fifth AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2011)
2011, AAAI Press, Menlo Park, Ca, USA, 1515-1520
Wang, Z., L. Gu, J. Y. Phillipp, J. Y. Wang, L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: Metalcatalyzed growth of semiconductor nanostructures without solubility and diffusivity constraints.
Advanced Materials 23, 854-859 (2011). DOI: 10.1002/adma.201002997
Wang, Z., C. H. Lampert, K. Mülling, B. Schölkopf and J. Peters: Learning anticipation policies
for robot table tennis. In: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
(IROS 2011). IEEE, Piscataway, NJ, USA, 2011, 332-337. DOI: 10.1109/IROS.2011.6094892
31
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Wang, Z. M., L. Gu, L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: Thermal stability of Al/
nanocrystalline-Si bilayers investigated by in situ heating energy-filtered transmission electron
microscopy. Journal of Materials Science 46, 12, 4314-4317 (2011). DOI: 10.1007/s10853-0115299-9
Wang, Z. M., L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: Herstellung von hocheffizienten
Nanostrukturen aus kristallinem Silizium bei niedrigen Temperaturen, katalysiert durch Metall:
Die entscheidende Rolle der Grenzflächenthermodynamik. In: Annual Report Max Planck
Society, (o.S.) 2011
Weiss, A., D. Hirshberg and M. J. Black: Home 3D body scans from noisy image and range
data. In: 13th International Conference on Computer Vision (ICCV 2011), 2011, 1951-1958
Weiße, S., M. Heydt, T. Maier, S. Schulz, J. P. Spatz, M. Grunze, T. Haraszti and A. Rosenhahn:
Flow conditions in the vicinity of microstructured interfaces studied by holography and
implications for the assembly of artificial actin networks. Physical Chemistry Chemical Physics
13, 13395-13402 (2011). DOI: 10.1039/C1CP20153K
Welzel, U.: Breakthroughs in understanding elastic grain interaction and whisker formation
made possible by advances in X-ray powder diffraction. International Journal of Materials
Research 102, 846-860 (2011). DOI: 10.3139/146.110539
Welzel, U., J. Kümmel, E. Bischoff, S. Kurz and E. J. Mittemeijer: Nanoscale planar faulting
in nanocrystalline Ni-W thin films: grain growth, segregation, and residual stress. Journal of
Materials Research 26, 2558-2573 (2011). DOI: 10.1557/jmr.2011.238
Wochner, P., M. Castro-Colin, S. N. Bogle and V. N. Bugaev: Of fluctuations and crosscorrelations: finding order in disorder. International Journal of Materials Research 102, 7, 874888 (2011). DOI: 10.3139/146.110543
Woertche, E., M. Deibler, S. Schulz, T. Steinberg, R. Kemkemer and P. Tomakidi: Kinetic
fingerprint discriminates similar cell populations subjected to uniaxial cyclic tensile strain on
flexible substrates. Soft Matter 7, 8612-8618 (2011). DOI: 10.1039/c1sm05551h
Wohlschlögel, M., U. Welzel and E. J. Mittemeijer: Tailoring the stress-depth profile in
thin films; the case of γ’-Fe4N1-x. Thin Solid Films 520, 287-293 (2011). DOI: 10.1016/j.
tsf.2011.07.070
Wolff, M., P. Gutfreund, A. Rühm, B. Akgun and H. Zabel: Nanoscale discontinuities at the
boundary of flowing liquids: a look into structure. Journal of Physics: Condensed Matters 23,
184102 (2011). DOI: 10.1007/s10853-010-4961-y
Yeh, C.-H., L.-S. Chang and B. B. Straumal: Wetting transition of grain boundaries in the Snrich part of the Sn-Bi phase diagram. Journal of Materials Science 46, 5, 1557-1562 (2011).
DOI: 10.1007/s10853-010-4961-y
Yu, L., L. Gu, Y. Wang, P. X. Zhang and H.-U. Habermeier: Epitaxial layered cobaltite NaxCoO2
thin films grown on planar and vicinal cut substrates. Journal of Crystal Growth 328, 34-38
(2011). DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2011.06.033
Zafar, K., P. Audehm, G. Schütz, E. Goering, M. Pathak, K. B. Chetry, P. R. LeClair and A.
Gupta: Cr magnetization reversal at the CrO2/RuO2 interface: origin of the reduced GMR
effect. Physical Review B 84, 134412 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevB.84.134412
Zhang, K. and A. Hyvärinen: A general linear non-Gaussian state-space model: identifiability,
identification, and applications. In: 3rd Asian Conference on Machine Learning (ACML 2011).
MIT Press, Cambridge, MA, USA, 2011, 113-128
Zhang, K., J. Peters, D. Janzing and B. Schölkopf: Kernel-based conditional independence test
and application in causal discovery. In: 27th Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence
(UAI 2011). AUAI Press, Corvallis, OR, 2011, 804-813
32
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Zhang, Y., K. Miszta, S. Kudera, L. Manna, E. Di Fabrizio and R. Krahne: Spatially resolved
photoconductivity of thin films formed by colloidal octapod-shaped CdSe/CdS nanocrystals.
Nanoscale 3, 2964-2970 (2011). DOI: 10.1039/c1nr10251f
Zhang, Z., W. Sigle, C. Koch and M. Rühle: Dynamic behavior of nanometer-scale amorphous
intergranular film in silicon nitride by in situ high-resolution transmission electron
microscopy. Journal of the European Ceramic Society 31, 1835-1840 (2011). DOI: 10.1016/j.
jeurceramsoc.2011.03.016
Zscheischler, J., D. Janzing and K. Zhang: Testing whether linear equations are causal: a free
probability theory approach. In: 27th Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence (UAI
2011). AUAI Press, Corvallis, OR, 2011, 839-847
Zvyagolskaya, O., A. J. Archer and C. Bechinger: Criticality and phase separation in a twodimensional binary colloidal fluid induced by the solvent critical behavior. EPL 96, 2, 28005
(2011). DOI: 10.1209/0295-5075/96/28005
b) Monographien und Beiträge zu Sammelwerken
Andriluka, M., L. Sigal and M. J. Black: Benchmark datasets for pose estimation and tracking.
In: Visual Analysis of Humans: Looking at People. (Eds.) T. B. Moeslund, A. Hilton, V. Krüger,
L. Sigal. Springer, London 2011, 253-274. . DOI: 10.1007/978-0-85729-997-0_13
Borgwardt, K. M.: Kernel methods in bioinformatics. In: Handbook of Statistical
Bioinformatics. (Eds.) H. H.-S. Lu, B. Schölkopf, H. Zhao. Springer, Berlin 2011, 317-33. DOI:
10.1007/978-3-642-16345-6
Charpiat, G., I. Bezrukov, M. Hofmann, Y. Altun and B. Schölkopf: Machine learning methods
for automatic image colorization. In: Computational Photography: Methods andApplications.
(Ed.) R. Lukac. CRC Press, Boca Raton, FL, USA 2011, 395-418
Lu, H. H.-S., B. Schölkopf and H. Zhao (Eds.): Handbook of Statistical Bioinformatics.
Springer, Berlin 2011, IX,627 p. DOI: 10.1007/978-3-642-16345-6
von Luxburg, U. and B. Schölkopf: Statistical learning theory: models, concepts, and results. In:
Handbook of the History of Logic. Vol. 10: Inductive Logic. (Eds.) D. M. Gabbay, J. Woods,
S. Hartmann. Elsevier North Holland, Amsterdam 2011, 651-706
Peters, J., R. Tedrake, N. Roy and J. Morimoto: Robot learning. In: Encyclopedia of Machine
Learning. (Eds.) C. Sammut, G. I. Webb. Springer, New York, NY, USA 2011, 865-869
Roth, S. and M. J. Black: Field of experts. In: Markov Random Fields for Vision and Image
Processing. (Eds.) A. Blake, P. Kohli, C. Rother. MIT Press, Cambridge, Mass. [et al.] 2011,
297-310
Roth, S. and M. J. Black: Steerable random fields for image restoration and inpainting. In:
Markov Random Fields for Vision and Image Processing, (Eds.) A. Blake, P. Kohli, C. Rother.
MIT Press, Cambridge, Mass. [et al.] 2011, 377-387
Schmidt, M., D. Kim and S. Sra: Projected Newton-type methods in machine learning. In:
Optimization for Machine Learning. (Eds.) S. Sra, S. Nowozin, S. J. Wright. MIT Press,
Cambridge, MA, USA 2011, 305-330
Sra, S., S. Nowozin and S. J. Wright (Eds.): Optimization for Machine Learning. MIT Press,
Cambridge, MA, USA 2011, 494 p.
33
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Proceedings
Fuess, H., P. Scardi, U. Welzel (Eds.): Proceedings of the Twelfth European Powder Diffraction
Conference. (Twelfth European Powder Diffraction Conference (EPDIC 12). Zeitschrift für
Kristallographie Proceedings 1. Odenbourg Wissenschaftverlag, München 2011, 492 p.
Kakade, S. M., U. von Luxburg (Eds.): COLT 2011, 24th Annual Conference on Learning
Theory (COLT 2011). In: JMLR Workshop and Conference Proceedings, Vol. 19. MIT Press,
Cambridge, MA, USA, 2011, 834 p.
Technical Reports
Nikisch, H. and M. Seeger: Multiple Kernel Learning: A Unifying Probabilistic Viewpoint.
Tübingen 2011, 12 p.
Schuler, C. J., M. Hirsch, S. Harmeling and B. Schölkopf: Non-stationary Correction of Optical
Aberrations. Technical Report No. 1. Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Tübingen
2011, 8 p.
Seldin, Y., F. Laviolette, J. Shaw-Taylor, J. Peters and P. Auer: PAC-Bayesian Analysis of
Martingales and Multiarmed Bandits. Tübingen 2011, 13 p.
c) Herausgabe von Zeitschriften und Schriftenreihen
Borgwardt, K. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Machine Learning“
Dietrich, S., ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Molecular Physics“
Frank, W. ist Mitglied des Board of Editors der Zeitschrift „Applied Physics A“
Frank, W. ist Mitglied des Editorial Advisory Board der Zeitschrift „Materials Chemistry and
Physics“ einschließlich der „Materials Science Communications“
García-Sáez A. J. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Physics and Chemistry of
Lipids“
Hirscher, M. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Applied Physics A“
Hofmann, S. ist Mitglied des Advisory Editorial Board der Zeitschrift „Applied
Surface Science“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „CRC Critical Reviews in Solid
State and Materials Science“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial Advisory Board der Zeitschrift
„Surface and Interface Analysis“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial and Advisory Board des „Journal of Advanced Science
(Japan)“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial and Advisory Boards des „Journal of Surface Analysis
(Japan)“
Luxburg, U. von, ist Action Editor beim „Journal of Machine Learning Research“ (JMLR)
Mittemeijer, E. J., B. Scholtes und H. Altena sind Herausgeber der Zeitschrift „HTM Journal of
Heat Treatment and Materials“
34
Dokumentation 2011
Veröffentlichungen
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Advisory Board der „Zeitschrift für Kristallographie“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „International Materials
Reviews“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Board des „Journal of ASTM International“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Advisory Board der Zeitschrift „Materials Science
Forum“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Advisory Board des „Journal of Alloys and
Compounds“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Advisory Board des „Open Materials Science
Journal”
Peters, J. ist Associate Editor der „IEEE Transactions on Robotics“
Peters, J. ist Mitglied des Editorial Board des „Journal of Intelligent Learning Systems and
Applications“
Peters, J. ist Mitglied des Editorial Board der Open Access Enzyklopädie „Scholarpedia“
Petzow, G. ist Herausgeber der Zeitschrift „Praktische Metallographie – Practical
Metallography“
Petzow, G. ist Herausgeber der Schriftenreihe „Sonderbände der Praktischen Metallographie“
Rühle, M., Mittemeijer, E. J., G. Petzow und F. O. R. Fischer sind Managing Editors des
„International Journal of Materials Research“
Rühle, M. ist Mitglied des Editorial Board des „Journal of Ceramic Processing Research
(Korea)“
Rühle, M. ist Mitherausgeber des „Annual Review of Materials Research“
Rühle, M. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Materials Science and Engineering
A“
Rühle, M. ist Mitglied des Advisory Editorial Board der Zeitschrift „Ultramicroscopy“
Schölkopf, B. ist Mitglied des Advisory Board des „Journal of Machine Learning Research“
(JMLR)
Schölkopf, B. ist Mitglied des Editorial Board und Gründungsmitglied des „Foundations and
Trends in Machine Learning Journal“
Schölkopf, B. ist Mitglied des Editorial Board und Gründungsmitglied der Zeitschrift „SIAM
Journal on Imaging Scienes“ (SIIMS)
Schölkopf, B. ist Mitglied des Editorial Board des „International Journal of Computer Vision“
(IJCV)
Schölkopf, B. ist Associate Editor der Serie „Information Science and Statistics“ zusammen mit
M. Jordan und R. Nowak
Schölkopf, B. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Advances in Data Analysis and
Classification“ (ADAC)
Schölkopf, B. ist Mitglied des Advisory Board des „International Journal for Machine Learning
and Cybernetics“ (IJMLC)
Seeger, A. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Philosophical Magazine“
Seeger, A. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Philosophical Magazine Letters“
Seeger, A. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „physica status solidi a – applications
on materials sciences“
35
Dokumentation 2011
Ehrungen & Berufungen
Seeger, A. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „physica status solidi b - basic solid
state physics“
Spatz, J. P. ist Co-Editor der Zeitschrift „Biointerphases“
Spatz, J. P. ist Associate Editor der Zeitschrift „Nano Letters“
Wichmann, F. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Vision Research“
Wichmann, F. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Frontiers in Cognitive Science“
c) Herausgabe von Zeitschriftenheften
Bloeckel, H., Borgwardt, K. et al. (eds.): Special Issue on Inductive Logic Programming,
Mining and Learning in Graphs and Statistical Relational Learning. Machine Learning 83, 2,
133-164, (2011)
Habeck, M., Nilges, M. (eds.): Combining computational modeling with sparse and lowresolution data. Journal of Structural Biology 173, 3, 419-570 (2011)
Erfindungs- und Patentanmeldungen
Spatz, J. P. and S. Lechner: Darstellung temperaturstabiler Nanopartikel mittels Mizellarer
Block Copolymer Lithografie (BCML) für die katalytische Anwendung. MI 4405, EP 11006196
am 27.07.2011
Spatz, J. P., S. Ulrich and C. Morhard: Selbstorganisierende Nanosysteme. MI 4469.
Wang, Z.: Method for the production of semiconductor nanowires and nanowire networks, and
ultrathin porous membranes produced thereof. MI 4458
(MI: Max-Planck-Innovation GmbH
EP: Europäisches Patentamt)
36
Dokumentation 2011
a) Dissertationen
Aragüés Rioja, B.: Nano-patterned, mechano-tunable, ECM mimetic substrates for cell adhesion
studies under strain. Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
Bakradze, G.W: Initial oxidation of zirconium: oxide-film growth kinetics and mechanisms.
Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Bommer, L.: Magnetische und strukturelle Eigenschaften von NdFeB und Co Nanostrukturen
auf unterschiedlichen Zeitskalen. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
De Aguiar, H.: Vibrational sum-frequency scattering studies of oil-in-water emulsions. École
Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne 2011
Deibler, M.: Maintaining integrity: force-induced optimization responses in cells subjected to
cyclic tensile strain. Universität Heidelberg 2011
Jägle, E.: Microstructure developments during phase transformations: simulations and
experiments. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Jung, K. S.: Nitriding of iron-based ternary alloys: Fe-Cr-Ti and Fe-Cr-Al. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2011
Kalafat, M.: Biophysikalische Funktionen des Keratinnetzwerks in malignen Panc-1 Zellen.
Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
Krkljus, I.: Correlation between the microstructure of porous materials and the adsorption
properties of H2 and D2. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Kruss, S.: Nanostrukturierte biomimetische Modellsysteme. Universität Heidelberg,
Heidelberg 2011
Macke, S.: Mikromagnetismus der Wechselwirkung von Spinwellen mit Domänenwänden in
Ferromagneten. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Maye, F.: Morphological and structural study of ultrathin lithiumfluoride films on organic
molecular surfaces. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Mayer, M.: A new production method for Fresnel zone plates for high-resolution X-ray
microscopy and investigation of their imaging properties. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Meka, S. R.: Nitriding of iron-based binary and ternary alloys: microstructural development
during nitride precipitation. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Nguyen-Tuong, D.: Model learning in robot control. Albert-Ludwigs-Universität Freiburg,
Freiburg im Breisgau 2011
Özdöl, V. B.: Characterization of strained semiconductor structures using transmission electron
microscopy. Christian-Abrechts-Universität zu Kiel, Kiel, 2011
Plath, N.: Nano- und Mikronanostrukturen zur Untersuchung und nanotechnologischen
Anwendung von Motorproteinen. Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
Purwaningsih, L.: Fabrication of nanostructured materials and their applications. RWTH
Aachen, Aachen 2011
Quint, S.: Entwicklung und Charakterisierung eines kolloidalen Lithographieverfahrens zur
Herstellung plasmonischer Biosensoren. Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
37
Dokumentation 2011
Rolli, C.: Development of in vitro model systems to study single and collective cell migration.
Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
Sanyal, M.: In-situ study of real time structural evolution during polymer/fullerene bulk
heterojunction thin film formation. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Slizskaia-Boxermann, I.: Biofunktionalisierung von Gold-Nanostrukturen mit PlasmaFibronektin. Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
Streppel, B.: Hydrogen adsorption on metal-organic frameworks. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2011
Subkow, S.: Magnetoelektrischer Effekt in metallischen Nanostrukturen: Ab-initio
Elektronentheorie und atomistische Modellierung. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Wandner, A.-K.: Entwicklung eines Mikroarrays auf einer Gold nanostrukturierten Oberfläche
für verschiedene biologische Applikationen. Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
Zahn, J. T.: Age-dependent changes in cellular mechano-responses. Universität Heidelberg,
Heidelberg 2011
b) Masterarbeiten
Badr, E.: Piezo driven strain effects on magneto-crystalline anisotropy. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2011
Chen, Y.-C.: Ferromagnetism of ZnO influenced by physical and chemical treatment. Universität
Stuttgart, Stuttgart 2011
Lang, A.: Crowdsourcing for optimization of deconvolution methods via an iPhone application.
Fachhochschule Reutlingen 2011
Soleimani Dorcheh, A.: Study of krypton/xenon storage and separation in microporous
frameworks. Universität Darmstadt, Darmstadt 2011
Streckenbach, F.: Herstellung und Charakterisierung von ultradünnen, funktionellen CoFeB
Filmen. Hochschule Esslingen/Hochschule Aalen, Esslingen/Aalen 2011
c) Diplomarbeiten
Bernstein, I.: Compound layer formation upon nitriding of Fe-Mo alloys and maraging steel.
Hörth, R.: Gas nitriding of iron-tungsten alloys. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Janiesch, J.-W.: Synthese und physiko-chemische Charakterisierung von Fluoro-Surfactants
zum Einsatz in Tropfenmikrofluidiksystemen. Universität Heidelberg, Heidelberg 2011
Noah, M.: Interdiffusion in thin film systems. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Regnet, N.: Mechanismen der Phasenbildung beim Nitrieren/Nitrocarburieren von Eisenpulvern.
Rehm, S.: The role of silver in mitigation of whisker formation on tin coatings. Universität
Stuttgart, Stuttgart 2011
38
Dokumentation 2011
Renner, R.: Oxidation resistance of LiF-coated Al surfaces. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Rohm, M.: Golddekoration von CdSe/CdS Hetero-Nanostrukturen - Synthese und
elektronenmikroskopische Untersuchungen. Technische Universität Darmstadt, Darmstadt 2011
Stahl, C.: Magnetooptische Untersuchungen an granularen und beschichteten MgB2 Filmen.
Thoma, C.: Interaction of carbon and nitrogen in the austenite phase of iron and steels.
Weller, K.: Crystallization of amorphous layers on Mg-B basis. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2011
d) Bachelorarbeiten
Altrock, E.: Untersuchung von Lipid Rafts in hämatopoetischen Stammzellen auf
nanostrukturierten Biomaterialien. Hochschule Esslingen, Esslingen 2010
Breyer, F.: Herstellung und Qualifizierung gesputterter Magnesiumdiboridschichten. Hochschule
Aalen, Aalen 2011
Dannenmann, O.: Struktur dichter ionischer Flüssigkeiten. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Kiefer, D.: Mikrostruktur und Eigenschaften nanokristalliner Schichten mit planaren Defekten.
Kopp, M.: Parallelisierung Stokesscher Dynamik für Graphikprozessoren zur Simulation
kolloidaler Suspensionen. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Markel, I.: Nitriding of a binary Ni-Ti alloy. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Müller, J.: Diffusion in Wandnähe. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Sanwald, P.: Nitrierverhalten binärer Fe-Mo-Pulver. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
Single, F.: Simulation einer fast kritischen binären Flüssigkeit in einem Temperaturgradienten.
Tineo, C. C.: Whiskerwachstum auf Sn-Schichten auf Cu(Zn)-Substraten. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2011
Widmaier, M.: Einkristalline Silizium-windows für transmissions- elektronenmikroskopische
Untersuchungen von epitaktischen Metallschichten. Universität Stuttgart, Stuttgart 2011
39
Dokumentation 2011
Doktoranden
Doktoranden
a) Inland (Stand: 31.12.2011) *
Patrick Chalil Audehm, Universität Stuttgart, 4. Physikalisches Institut / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Thomas Bohlein, Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Experimentalphysik V
Thomas Bublat, Universität Stuttgart, 4. Physikalisches Institut
Christopher Burger, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland, LANOS - Laboratory of Nonlinear Systems / NEC Labs America, Princeton, NJ, USA
Catharina Cadmus, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Janosch Deeg, Albert Ludwigs Universität Freiburg i Br./ Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / Max-Planck-Institut für Metallforschung
Martin Deibler, Universität Konstanz, Bioimaging Center / Universität Konstanz, Center for
Applied Photonics
Eric Detemple, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe
Frank Dietermann, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik /
Max-Planck-Institut für Metallforschung
Christian Eberhardt, Universität Konstanz, Fachbereich Physik
David Flötotto, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut für
Intelligente Systeme
Christian Gojak, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Sabine Haag, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Valentin Hagel, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Physikalisches Institut / Max-PlanckInstitut für Metallforschung
Michael Hirsch, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Theoretische Physik III
Lisa Katharina Hofacker, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-PlanckInstitut für Metallforschung
Tobias Hofmann, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie, Fakultät für
Physik und Astronomie
Christian Michael Illg, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik /
Max-Planck-Institut für Metallforschung
Stefanie Jegelka, Eberhard Karls Universität Tübingen, Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik / MPI für biologische Kybernetik
Patrick Jüllig, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Matthias Kammerer, Universität Ulm, Institut für Theoretische Physik / Max-Planck-Institut für
Plasmaphysik, Garching
*Wissenschaftliche Institution, an der zuvor die Diplom- oder Masterarbeit erstellt wurde.
40
Dokumentation 2011
Doktoranden
Christian Kappel, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut
für Metallforschung
Martin Kiefel, Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, Fakultät für Informatik, Institut
für Anthropomatik, Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme (ISAS).
Katharina Klein, Technische Universität Kaiserslautern, Biophysik und medizinische Physik
Jens Kober, Universität Stuttgart, Fakultät 7: Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik, Institut für Angewandte und Experimentelle Mechanik / Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen
Rolf Köhler, Universität Tübingen, Fachbereich Stochastik, Mathematisches Institut / MPI für
biologische Kybernetik in Tübingen
Silke Kurz, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut für Metallforschung
Sebastian Lechner, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Timo Maier, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Timm Meyer, Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Mathematik und Informatik
Thomas Mohry, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Katharina Mülling, Eberhard Karls Universität Tübingen, Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik / MPI für biologische Kybernetik
Tabea Mundinger, Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg / RuprechtKarls-Universität Heidelberg, Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie
Christine Anna Muth, Universität zu Köln, Köln, Fachbereich Biologie / Universitätsklinikum
Köln, Innere Medizin I. Labor für molekulare Tumorbiologie und Tumorimmunologie
Daniela Nolle, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Matthias Noske, Universität Ulm, Abteilung Festkörperphysik
Jonas Peters, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Fakultät für Mathematik und Informatik
Theresa Pohl, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / Max-PlanckInstitut für Metallforschung
Sabri Rahmouni, Universität Stuttgart, 2. Physikalisches Institut
Sebastian Rausch, Universität Stuttgart, 2. Physikalisches Institut
Bastian Rheingans, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut
Melanie Rohm, Technische Universität Darmstadt
Claudio Gavino Rolli, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Intelligente Systeme
Debora Schamel, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut
Sebastian Scheeler, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Braunschweig, Institut für Technische Chemie / Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Stuttgart
Rüdiger Scheu, Universität Konstanz, Fachbereich Physik
Maurice Ulrich Schlichtenmayer, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, HelmholtzInstitut für Strahlen- und Kernphysik
Mathias Schmidt, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
41
Dokumentation 2011
Doktoranden
Manuel Schneckenburger, Technische Universität München, Physik Dept. / Max-Planck-Institut
für Biochemie, Martinsried, Dept. Membran-und Neurophysik
Christian Schuler, Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, Institut für Theoretische Festkörperphysik
Benjamin Schwarz, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut
Holger Selg, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Markus Sproll, Universität Ulm, Institut für Festkörperphysik
Claudia Stahl, Universität Stuttgart / Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
Jendrik Stein, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft/ Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Nina Stitz, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft
Sergej Subkow, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Julia Sonja Teufel, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut
Thomas Tietze, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Sebastian Treiber, Universität Stuttgart, 2. Physikalisches Institut / Max-Planck-Institut für Metallforschung
Matthias Tröndle, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Simon Ullrich, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Metallforschung, Stuttgart
Katharina Weller, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut
für Intelligente Systeme
Frank Louis Wirner, Universität Karlsruhe, Physikalisches Institut
Thomas Wöhrle, Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft / Max-Planck-Institut
Jonas Wulff, RWTH Aachen, Lehrstuhl für Bildverarbeitung / Sinha Lab for Vision Research
am Center for Brain and Cognitive Science, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, USA
Jakob Zscheischler, Institut für Mathematik, Humboldt Unversität zu Berlin, Berlin
Maria Zvyagolskaya, Universität Stuttgart, 2. Physikalisches Institut
b) Ausland (Stand: 31.12.2011)
Mahdieh Aghamohammadi, Institut de Ciència de Materials de Barcelona (CMAB), Universitat
Autònoma de Barcelona, Spain,
Moteza Alamgir, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
Seetharamaiah Attili, KTH-Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden / Eidgenössische
Technische Hochschule, Zürich, Schweiz
Matej Fonovic, University of Rieka, Croatia
42
Dokumentation 2011
Doktoranden
Katarzyna Maria Gadomska, AGH University of Science and Technology, Cracow, Poland
Ajay Gangwar, Universität Regensburg, Regensburg, Deutschland
Manuel Gomez Rodriguez, Stanford University, Stanford, Calif., USA
Ingrid Ibagon Pardo, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizone, Brasil
Paul Johannes Joubert, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universiteit Leiden,
Leiden, Netherlands
Theofanis Karaletsos, Technische Universität München, München
Ta-Chao Kao, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen
Kahraman Keskinbora, Anadolu University, Eskisehir, Turkey
Margret Koker, University of Illinois, Urbana-Champaign, ILL., USA
Alexander Loktyushin, Universität Osnabrück, Osnabrück, Deutschland
Daivd Lopez Paz, Escuela Politécnica Superior, Universitat Autònoma de Barcelona, Spain
Yazhu Ma, School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xian, P.R.China
Jovana Matic, University of Belgrade, Faculty of Chemistry, Serbia
Xiaoke Mu, University of Sheffield, UK
Krikamol Muandet, University College, London, UK
Burcu Ögüt, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel, Institut für Metallkunde,
Deutschland
Cigdem Özsoy Keskinbora, Dept. of Materials Science and Engineering, Anadolu University,
Eskisehir, Turkey
Hyunchul Oh, Friedrich-Alexander Universität Erlangen – Nürnberg, Institute of Materials for
Electronics and Energy Technology (I-MEET), Deutschland
Miki Otsuki, Tohoku University, Biomolecular Science-Laboratory of Molecular Cell Biology,
Japan
Gayatri Koyar Rane, Goa University, Dept. of Chemistry, Goa, India
Raquel Salvador-Gallego, University of Zaragoza, Zaragoza, Spain
Eleni Sgouritsa, Dept. of Computer Science, University of Houston, TX., USA
Kwangho Son, Materials Analysis Laboratory, Dept. of Physics, Kookmin University, Seoul,
Rep. of Korea
Kepeng Song, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences (CAS), Shenyang,
P. R. China
Yamuna Devi Subburaj, The American College, Dept. of Zoology, Madurai, Tamilnadu, India
Aggeliki Tsoli, Brown University, Providence, RI, USA
Dmitry Tyutyunnikov, Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Physik, Experimentalphysik,
Duisburg, Deutschland
Zhikun Wang, Dept. of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing, P.R.
China
Jing Zhou, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Deutschland
43
Dokumentation 2011
Gastwissenschaftler
Gastwissenschaftler
Prof. Dr. Douglas Abraham, Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Oxford, UK,
Dr. Edward Prabu Amaladass, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Borja Aragües Rioja, Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Stuttgart, Deutschland
Dr. Markus Axmann, Johannes Kepler Universität, Linz, Institut für Biophysik, Österreich
Dr. David Balduzzi, University of Wisconsin, USA
Dr. Hilton Barbosa de Aguiar, Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Stuttgart,
Deutschland
Prof. Mohammed Benaissa, Centre National pour la Recherche Scientifique et Technique,
CNRST, Rabat, Morocco
Dr. Abdeslam Boularias, Laval University, Ste-Foy, Canada
Dr. Miguel Castro-Colin, University of Houston, Houston, TX, USA
Dr. Lawrence Allen Cayton, University of California, San Diego (UCSD), San Diego, CA, USA
Dr. Claire Cobley, Washington University, St. Louis, MO, USA
Dr. Michael Curcic, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr. Daniel Marinov Dantchev, Institute of Mechanics, Bulgarian Academy of Sciences,
Sofia, Bulgaria
Dr. Tamal Das, Institut du Cancer de Montréal, Centre Hospitalier de l’Université de Montréal,
(CHUM), Montréal (Québec), Canada
Dr. Francesco Dinuzzo, Dept. of Mathematics, University of Pavia, Pavia, Italy
Prof. Dr. Victor Dotesenko, Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée, Université Paris VI, Paris, France
Dr. Filip Dutka, Faculty of Physics, University of Warsaw, Poland
Prof. Ernesto Estevez-Rams, Institute for Materials and Reagents, Universidad de la Habana,
Habana, Cuba
Prof. Kenji Fukumizu, Institute for Statistical Mathematics, Research Organization of Information and Systems, Tokyo, Japan
Dr. Andrea Gambassi, SISSA – International School for Advanced Studies, Trieste, Italy
Dr. Shai Garty, University of Washington Engineered Biomaterials & University of Washington
Medical Center, Seattle, WA, USA
Dr. John Gardner Gibbs, Dept. of Physics and Astronomy, University of Georgia, Athens, GA,
USA
Dr. Thiago Gomes de Mattos, Universidade Federal Fluminense, Niterói, Brazil
Dr. Juan Ruben Gomez Solano, Laboratoire de Physique, École Normale Supérieure de Lyon,
UMR, CNRS 5672, Lyon, France
Dr. Nikolaos Gomopoulos, Greek Military R&D Department – Sector of Coatings, Greece
Dr. Judit Guasch, Institut de Ciència de Materials de Barcelona, Dept. of Molecular Nanoscience and Organic Materials, Cerdanyola del Vallès, Spain
Dr. Philipp Hennig, Cavendish Laboratory, Robinson College, University of Cambridge, Cambridge, UK
Jose Luis Hernandez Rivera, Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. (CIMAV),
Chihuahua, México
44
Dokumentation 2011
Gastwissenschaftler
Dr. Kailash Chandra Jena, Dept. of Chemistry, University of Victoria, Victoria, BC, Canada
Dr. Neng Yun Jin-Phillipp, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Eunhye Kim, University of Suwon, South Korea
Dr. Samory Kpotufe, Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen, Deutschland
Dr. Mikhail Langovoy, EURANDOM / Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, Netherlands
Dr. Adam Law, University of Hull, Cottingham, East Yorkshire, UK
Dr. Tung-Chun Lee, Meville Laboratory for Polymer Synthesis, Dept. of Chemistry, University
of Cambridge, Cambridge, UK
Dr. Raquel Martin, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Elena Martínez Benitez, Institut für Biochemie, Fakultät Chemie, Universität Stuttgart,
Stuttgart, Deutschland
Dr. Andrey Mazilkin, Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences, Russian
Federation
Kristen Lynn Mills, Ph.D./Univ. of Michigan, Nann Arbor, MI, USA
Dr. Joris Mooij, Department of Biophysics, Radboud University, Nijmegen, Netherlands
Prof. Dr. Grygoriy Mykytyk. B. Verkin Institute for Low Temperature Physics & Engineering,
National Ukrainian Academy of Sciences, Kharkov, Ukraine
Prof. Dr. Marek Napiorkowski, University of Warsaw, Faculty of Physics, Warsaw, Poland
Dr. Hannes Nikisch, Technische Universität Berlin, Berlin, Deutschland
Dr. Burak Özdöl, Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr. Gleb Oshanin. Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée, Université Pierre et Marie Curie, et du CNRS, Paris, France
Dr. Diego Andres Pallarola, Instituto de Investigaciones Fisicoquimicas Teóricas y Aplicadas
(INIFTA) CONICET – Universidad Nacional de La Plata, La Plata, Argentina
Dr. Claudio Persello, Remote Sensing Laboratory, Dept. of Information Engineering and Computer Science, University of Trento, Italy
Dr. Yilia Plazman, Technion – Israel Institute of Technology, Haifa, Israel
Dr. Svetlana Protasova, Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russian Federation
Dr. Lindarti Puwaningsih, Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Stuttgart, Deutschland
Dr. Mariya Rasshchupkyna, Zaporizhzhya National Technical University, Dept. of Micro- and
Nanoelectronics, Ukraine
Dr. Ludovic Righetti, Computational Learning and Motor Control Lab, University of Southern
California, USA
Dr. Jean-Sebastien Samson, Ruhr-Universität Bochum, Physikalische Chemie II, Deutschland
Dr. Yevgeny Seldin, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel
Dr. Anupam Kumar Sharma, Katholike Universiteit Leuven, Leuven, Belgium
Dr. Survit Sra, University of Texas at Austin, Austin Texas, USA
Dr. Garrett Stanley, Coulter Dept. of Biomedical Engineering, Georgia Tech & Emory
University, Atlanta, GA, USA
Prof. Dr. Istvan Szalai, Institute of Physics, University of Pannonia, Veszprem, Hungary
Dr. Nahid Sarvari Talebi, Photonics Research Laboratory, Center of Excellence for Applied
Electromagnetic Systems, School of Electrical and Computer Engineering, University of
Tehran, Tehran, Iran
45
Dokumentation 2011
Gastwissenschaftler
Gamze Tan, Hacettepe University, Dept. of Biology, Ankara, Turkey
Dr. Oleg Vasiliev, Landau Institute for Theoretical Physics, Chernogolovka, Russian Federation
Dr. Regis Vert, MASA Group, Paris France
Dr. Giovanni Volpe, Institut de Ciències Fotòniques, Castelldefels (Barcelona), Spain
Alex Weiss, Brown University Dept. of Computer Science, Providence, RI, USA
Kun Zhang, Dept. of Computer Science & Helsinki Institute for Information Technology, University of Helsinki, Finland
46
Dokumentation 2011
Ehrungen, Berufungen
Sonstige Mitteilungen
a) Ehrungen
C. Böhm
H. C. Burger,
S. Harmeling
G. Camps-Valls,
J. Mooij,
B. Schölkopf
C. Eberhard
M. GrosseWentrup,
B. Schölkopf
S. Kurz
X. Mu
P. Nolte
J. Peters
M. Rauscher
C. Rolli
2. Preis beim Science2Start Ideenwettbewerb der BioRegio STERN.
BioRegio STERN Management GmbH ist eine interkommunale
Wirtschaftsförderung. STERN steht für Stuttgart, Tübingen, Esslingen,
Reutlingen und Neckar-Alb.
DAGM 2011 Preis der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Mustererkennung e.V.
für „Improving Denoising Algorithms via a Multi-Scale Meta-Procedure“,
veröffentlicht in DAGM’11. Proceedings of the 33rd International
Conference on Pattern Recognition, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg,
2011, 206-215
IEEE Geoscience and Remote Sensing Society 2011 Letters’ Prize Paper
Award für „Remote Sensing Feature Selection by Kernel Dependence
Measures”, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 7,
(3) July 2010, 587-591
(IEEE = Institute of Electrical and Electronics Engineers)
3. Preis in der Kategorie „Bild“ beim Max Planck Award for Science in
the Public Eye 2011 für sein Bild „Der Ursprung des Lebens in einem
anderen Licht“
BCI Research Award 2011,
verliehen auf der 5th International Brain-Computer Interface Conference
2011 für das Projekt „What are the neurophysiological causes of
performance variations in brain-computer interfacing?”
Artur-Fischer-Preis 2011
für ihre Diplomarbeit „Thermal stress evolution in epitaxial metal films“
im Studiengang Materialwissenschaft der Universität Stuttgart
Preis für das beste Poster auf der von der Deutschen Gesellschaft für
Elektronenmikroskopie veranstalteten „Microscopy Conference 2011“ in
Kiel
belegte mit seiner Dissertation einen 2. Platz beim Nanowissenschaftspreis 2011.
Der Preis wird von der Arbeitsgemeinschaft der NanotechnologieKompetenzzentren in Deutschland verliehen.
„Dick Volz Award Best 2007 US Ph.D. Thesis Award”, (verliehen in
2011).
Der Preis wird vergeben für die beiden besten amerikanischen
Doktorarbeiten im Gebiet Robotik und Automatisierungstechnik.
Günter Petzow Preis 2011 des Max-Planck-Institutes für Intelligente
Systeme
in Würdigung seiner wissenschaftlichen Arbeiten zur Theorie der
Nanofluidik und der Benetzbarkeit sowie zur Rheologie im Nanobereich
1. Preis in der Kategorie „Video / Animation“ beim Max Planck Award
for Science in the Public Eye 2011 für seinen Videoclip „Capturing
Minerva´s face with living cells“
47
Dokumentation 2011
S. Schaal
B. Schölkopf
S. Sra
S. Sra
T. Zander
Ehrungen & Berufungen
„Overall Best Paper Award“ der größten Robotics Konferenz im Jahr
2011 „IROS11“ (Online movement adaptation based on previous sensor
experiences von P. Pastor, L. Righetti, M. Kalakrishnan and S. Schaal als
Bestes von 2500 eingereichten Papers.
wurde der Max-Planck-Forschungspreis 2011 verliehen. Ebenfalls den
Max-Planck-Forschungspreis erhielt Sebastian Thrun von der Stanford
University.
Die Alexander von Humboldt-Stiftung und die Max-Planck-Gesellschaft
ehrten damit zwei hervorragende Wissenschaftler, die ein Forschungsfeld,
das an der Schnittstelle zu unterschiedlichen Disziplinen liegt,
maßgeblich vorangebracht haben.
„Best Paper Runner-up Award” im Bereich „Data Mining”, ECML
Conference 2011
für seine Veröffentlichung „Fast Projections onto L1,q-Norm Balls for
Grouped Feature Selection“
ECML = European Conference on Machine Learning
erhält als Co-Autor einen von drei „2011 SIAM Outstanding Paper
Prizes“ für die Veröffentlichung „The Metric Nearness Problem“.
Willumeit Preis für seine Dissertation „Utilizing Brain-Computer
Interfaces for Human-Machine Systems“:
Die Willumeit Stiftung ist eine Stiftung zur Förderung herausragender
wissenschaftlicher Arbeiten auf dem Gebiet der Mensch-MaschineSystemtechnik
b) Berufungen/Ernennungen
C. Bechinger
Absage des Rufs auf die W3-Professur für Materialwissenschaftliche
Kristallographie an der Universität Leipzig
Ab 1.1.2012: Mitglied im Fachkollegium „Statistische Physik, Weiche
Materie, Biologische Physik, Nichtlineare Dynamik“ der Deutschen
Forschungsgemeinschaft (DFG)
Mitglied des Liquid Matter Board der European Physical Society (EPS)
M. J. Black
Seit 1.1.2011 Direktor am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
M. J. Black
M. J. Black
Visiting Professor, Stanford University, CA, USA
Adjunct Professor (Research), Brown University, Providence, RI, USA
Ernennung zum Professor der Eberhard Karls Universität Tübingen im
Fach „Data mining in den Lebenwissenschaften“. Er ist zudem Leiter der
Forschungsgruppe „Maschinelles Lernen und Bioinformatik“ am MPI für
Intelligente Systeme, Tübingen und am MPI für Entwicklungsbiologie,
Tübingen
Carl Zeiss W3-Professur am Institut für Experimentelle Physik an der
Universität Ulm
W3-Professur für Intelligente Autonome Systeme am Computer
Science Department der Technischen Universität Darmstadt sowie
„adjunct senior research scientist“ am MPI für Intelligente Systeme,
wo er die abteilungsübergreifende Robot Learning Group zwischen den
Abteilungen von Prof. Schölkopf und Prof. Schaal leitet.
P. A. van Aken
C. Bechinger
K. M. Borgwardt
C. T. Koch
J. Peters
48
Dokumentation 2011
R. P. Richter
S. Schaal
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
Ehrungen, Berufungen
Excellence Chair der Nanosciences Foundation in Grenoble (Frankreich)
für den Zeitraum 2012-2014
im Nebenamt, ab 1.12.2012 im Hauptamt
Außerordentlicher Professor (Professor Extraordinary), Department of
Mathematical Science, Mathematics Division, Stellenbosch University,
Südafrika, 1.11.2010 - 31.10.2012
und seit 1.5.2011 Geschäftsführender Direktor
„SAB Member in Computer Science” an der École Normale Supérieure
Paris
Wissenschaftliches Mitglied der Chemisch-Physikalisch-Technischen
Sektion der Max-Planck-Gesellschaft und Gastmitglied der BiologischMedizinischen Sektion der Max-Planck-Gesellschaft
Steering Committee Member des „3rd International Workshop on
Cognitive Information Processing Workshop, CIP 2012”, 28. - 30. Mai,
2012 Parador de Baiona (Pontevedra, Spanien)
Vizepräsident der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Mustererkennung
e.V. (DAGM) (2009-2012)
Mitglied des Boards der International Machine Learning Society (seit
2006, wiedergewählt 2011)
Ernennung zum General Chair der „Fifteenth International Conference on
Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS)” , 21. - 23. April 2012, La
Palma, Spanien
c) Ständige Mitgliedschaften der Wissenschaftlichen Mitglieder
M. J. Black
M. J. Black
M. J. Black
M. J. Black
M. J. Black
S. Dietrich
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
Member, Society for Neuroscience
Mitglied des Bernstein Center for Computational Neuroscience, Tübingen
Senior Member, Institute for Electrical and Electronics Engineers
Associate, Canadian Institute for Advanced Research
Member, Brain Science Program, Brown University
Fellow of the IOP, Institute of Physics, London seit 2002
Fellow of the American Society of Materials
Elected Member of the International Center of Diffraction Data
Honorary Member of the Netherlands Society of Metals
Honorary President of the Dutch-Belgian Society of Heat Treatment
Speaker International Max Planck Research School for Advanced
Materials
Vertreter des MPI für Intelligente Systeme im World Materials Research
Institute Forum (WMRIF)
Vertreter des MPI für Intelligente Systeme im Forschungscampus
Stuttgart
Studiendekan für den Studiengang Materials Science (B.Sc./M.Sc.),
Universität Stuttgart
49
Dokumentation 2011 E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
E.J. Mittemeijer
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
B. Schölkopf
G. Schütz
J. P. Spatz
J. P. Spatz
J. P. Spatz
J. P. Spatz
Veranstaltungen
Mitglied im Senatsausschuss für Forschung und Technologie der
Universität Stuttgart
Vertreter des MPI für Intelligente Systeme in der Bundesvereinigung
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik e.V. (BV MatWerk)
Vorsitzender der Studienkommission des Studiengangs Materials Science
der Universität Stuttgart
Vertreter der Universität Stuttgart beim Studientag Materialwissenschaft
und Werkstofftechnik e.V.
Advisory Board Member der Neural Information Processing Systems
Foundation
Mitglied des Kernel-Machines.Org Board (seit 2000)
Board Member of the Snowbird Learning Workshop (seit 2004)
Board Member of the Summer Schools on Machine Learning (CoFounder in 2005)
Korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften
Göttingen (seit 1997)
Forschungsausschuss der Ludwig-Maximilians-Universität München
Wissenschaftlicher Beirat des Physikzentrums Bad Honnef
Heidelberger Akademie der Wissenschaften
Vorsitzender des Beirats des Reimund-Stadler-Minerva-Zentrums an der
Ben Gurion Universität, Israel
d) Wissenschaftliche Veranstaltungen
B. Keimer,
28. Feb.
MPI-FKF u.
- 2. März
E.J. Mittemeijer
2.-5.
März
27. März
- 1. Apr.
27. März
- 1. Apr.
S. Dietrich,
M. Rauscher
B. Keimer,
MPI-FKF u.
E.J. Mittemeijer
J. Peters et al.
3
M. J. Black,
B. Schölkopf,
J. P. Spatz
3
B. Schölkopf1,
3.-4. Mai
M. Hirsch2, et al.
B. Schölkopf1,
4.-5. Mai
M. Hirsch2, et al.
9.-13.
E.J. Mittemeijer
Mai
et al.
10.-12.
Apr.
50
organisierten das IMPRS-AM Status Seminar in
Freudenstadt.
IMPRS-AM = International Max Planck Research School
for Advanced Materials
Organisatoren des Workshops „Soft Matter at Interfaces“ auf
Schloss Ringberg, Rottach-Egern
organisierten in Zusammenarbeit mit der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne die IMPRS-AM Winter School
„Quantum Nanoscience“ in Crans Montana, Schweiz.
Organisation des Dagstuhl-Seminars „Exploration and
Curiosity in Robot Learning and Inference“, DagstuhlLeibniz-Zentrum für Informatik GmbH, Wadern,
Deutschland
Symposium „Intelligent Systems”, MPI für Intelligente
Systeme, Stuttgart und Tübingen
Organisation des „Cosmology Meets Machine Learning
Workshop”, University College London, UK
Organisation des „ GREAT10 PASCAL Challenge
Workshop”, University College London, UK
organisierten das E-MRS-Symposium „Size-dependent
properties of nanomaterials“ in Nizza, Frankreich.
Dokumentation 2011
23.-25.
Juni
2. Juli
3.-6. Juli
7./8. Juli
M. Tasinkevych
et al.
3
A. Boularias,
J. Peters et al.
3
J. P. Spatz (chair),
H. Böhm,
A.J. García-Sáez;
A. CalvalcantiAdam (co-chairs)
MPI-IS,
Universität Stuttgart:
Institut für Materialwissenschaft, Institut
für Theoretische und
Angewandte Physik
14.-17.
Juli
B. Schölkopf
27.-29.
Juli
P. A. van Aken
7.-11.
Aug.
P. A. van Aken
16.-17.
Aug.
24.-30.
Aug.
M. J. Black,
S. Schaal,
B. Schölkopf,
J. P. Spatz ,
J. P. Spatz (chair),
H. Böhm,
A.J. García-Sáez;
A: CalvalcantiAdam (co-chairs)
28. Aug.
- 2. Sept.
P. A. van Aken
29. Aug.
- 1. Sept.
B. Keimer,
MPI-FKF u.
E. J. Mittemeijer
2. Sept.
3
14.-15.
Sept.
R. P. Richter
11. Okt.
J. P. Spatz,
U. Welzel
O. Stegle et al.
Veranstaltungen
organisierten den “Workshop on Interfacial Phenomena in
Complex Fluids” in Brookhaven, USA
Organisation des Workshops: „New Developments in
Imitation Learning” auf der „28th International Conference
on Machine Learning (ICML) ”, 2011, Bellevue,
Washington, USA
Research Conference „Cellular Nano-Sciences” in
Heidelberg anläßlich des 625. Jubiläums der RuprechtKarls-Universität Heidelberg
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, ehemals Max
Planck-Institut für Metallforschung: Jubiläumsfestakt „90
Jahre Exzellenz in der Materialforschung 1921 - 2011“ und
10. Paul-Peter Ewald Kolloquium mit Preisverleihung des
Günter Petzow Preises 2011
Senior Program Committee Member der „27th Conference
on Uncertainty in Artificial Intelligence (UAI 2011)”,
Barcelona, Spanien
Organisation des Internationalen Workshops „Advanced
Transmission Electron Microscopy Techniques – Plasmonics
and Tomography“ auf Schloss Ringberg, Rottach Egern
Organisation des Internationalen Symposiums “ Advances
in EELS and EFTEM“ bei der Konferenz Microscopy &
Microanalysis 2011 in Nashville, USA
Symposium „Intelligent Systems”, MPI für Intelligente
Systeme, Stuttgart und Tübingen
International Summer School „Cellular Systems“ in
Heidelberg anläßlich des 625. Jubiläums der RuprechtKarls-Universität Heidelberg
Organisation des Internationalen Symposiums „Materials for
Energy Technology“ bei der Konferenz MC2011 in Kiel
organisierten in Zusammenarbeit mit der University of
British Columbia, Kanada, die IMPRS-AM „International
School on Surfaces and Interfaces in Correlated Oxides“, in
Vancouver, Kanada.
12th International Conference on Systems Biology (ICSB)
Heidelberg. Workshop 7. System genetics: from statistical
genetics to mechanistic models in systems biology.
Chair der QCM-D World Tour. Bensheim. Workshop zu
Anwendungen der QCM-D Technik
organisierten für das MPI-IS, das Institut für Materialwissenschaft und das Institut für Theoretische und
Angewandte Physik ein ganztägiges Sonderkolloquium
“Intelligente Systeme“
51
Dokumentation 2011 14. Okt.
23. Nov.
8.-10.
Dez.
MPI-IS
16. Dez.
16. Dez.
16. Dez.
16. Dez.
16. Dez.
17. Dez.
17. Dez.
17. Dez.
Max Planck Lecture 2011. Prof. Dr. Martin Nowak, Harvard
University, sprach zum Thema „Evolution of cooperation”
Festkolloquium anlässlich des 80. Geburtstages von
Prof. Dr. H. Kronmüller
MPI-IS,
Abt. Schütz
B. Schölkopf, Y.
Empirical Inference Symposium 2011, Tübingen
Seldin, K. Muandet
M. Hirsch,
B. Schölkopf,
S. Harmeling et al.
3
16. Dez.
Veranstaltungen
25th Annual Conference on Neural Information Processing
Systems (NIPS). Spain.
NIPS-Workshop: Cosmology meets machine learning,
25th Annual Conference on NIPS. Spain.
3
K. Borgwardt,
NIPS-Workshop: From statistical genetics to predictive
O. Stegle et al.
models in personalized medicine
3
S. Sra et al.
NIPS-Workshop: Optimization for machine learning
3
Y. Seldin et al.
NIPS-Workshop: New frontiers in model order selection
3
U. von Luxburg
NIPS-Workshop: Relations between machine learning
et al.
problems – an approach to unify the field
3
M. GrosseNIPS-Workshop: Machine learning and interpretation in
Wentrup et al.
neuroimaging (MLINI-2011)
3
B. Schölkopf et al.
NIPS-Workshop: Philosophy and machine learning
3
S. Jegelka et al.
NIPS-Workshop: Discrete optimization in machine learning
(DISCML): Uncertainty, generalization and feedback
3
M. Hirsch,
NIPS-Workshop: Machine learning meets computational
S. Harmeling et al.
photography
1
2
Mitglied des Scientific Organising Committee
Mitglied des Scientific Organising Committee und des Local Organising Committee
3
Hier sind nur beteiligte MPI-IS-Organisatoren aufgeführt
e) Weitere Veranstaltungen
2. Apr.
MPI- IS, MPI-FKF
14. Apr.
MPI-FKF, MPI-IS
Tag der Offenen Tür in Stuttgart unter dem Motto
„Grundlagenforschung – Materialien und Technologien für
die Zukunft“ mit 25 Stationen für rund 3000 Besucher
Girls‘ Day: Mädchen-Zukunftstag 2011. 40 Mädchen
erhielten Einblick in verschiedene Berufe in Forschung und
Technik
Zwei öffentliche Vorträge anlässlich der Kuratoriumssitzung
des Max-Planck-Institutes für Intelligente Systeme.
27. Sept.
MPI-IS
15. Okt.
MPI-IS, Tübingen
MPI-EP, MPI-BK,
52
Dipl.-Phys. Matthias Tröndle: „Wie man mit Fluktuationen
Nanoteilchen fängt – der kritische Casimir Effekt“, Herr Dr.
Stefan Harmeling: „Funkelnde Sterne, verwackelte
Bilder und Röntgenmikroskopie“
Max Planck Campus Day – Tag der Offenen Tür in
Tübingen
Dokumentation 2011
Jahrbuch der MPG (2011)
Grosse-Wentrup, Moritz | Gehirn-Computer-Schnittstellen – eine ... Jahrbuch 2011/2012
Gehirn-Computer-Schnittstellen – eine neue Form der
Kommunikation
Grosse-Wentrup, Moritz
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Standort Tübingen, Tübingen
Korrespondierender Autor
Email: moritz.grosse-wentrup@tuebingen.mpg.de
Zusammenfassung
Gehirn-Computer-Schnittstellen stellen eine neue Art der Kommunikation dar, die, im
Gegensatz
zu
Muskelkontrolle
gewöhnlichen
erfordert.
Kommunikationsformen
Dies
könnte
Patienten,
wie
die
Sprache
auf
Grund
oder
einer
Gestik,
keine
amyotrophen
Lateralsklerose (ALS) in ihrem Körper eingeschlossen werden, ermöglichen, weiterhin mit ihrer
Umwelt zu interagieren. Gehirn-Computer-Schnittstellen finden darüber hinaus zunehmend
Verwendung in der Schlaganfall-Rehabilitation. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über den
aktuellen Stand der Forschung und stellt aktuelle Forschungsthemen vor.
Abstract
Brain-computer interfaces (BCIs) provide a new means of communication that does not rely on
volitional muscle control. This may provide the capability to locked-in patients, e.g., those
suffering from amyotrophic lateral sclerosis, to maintain interactions with their environment.
Besides providing communication capabilities to locked-in patients, BCIs may further prove to
have a beneficial impact on stroke rehabilitation. In this article, the state-of-the-art of BCIs is
reviewed and current research questions are discussed.
Kommunikation erfordert Feinmotorik
Wir sind gewohnt, ohne Anstrengung mit unserer Umwelt kommunizieren zu können, sei es
durch Sprache, Gestik und Mimik, oder durch neue Kommunikationsformen wie E-Mail,
Facebook und Twitter. Selten ist uns bewusst, welche anspruchsvollen Aufgaben unser Gehirn
dabei bewältigt. Insbesondere erscheint uns die komplexe Koordination unserer Muskeln, die
© 2012 Max-Planck-Gesellschaft
www.mpg.de
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53
Dokumentation 2011
benötigt wird, um ein Wort richtig auszusprechen, ein Gefühl mimisch auszudrücken oder eine
SMS zu schreiben, als selbstverständlich. Erst wenn unsere Muskelkontrolle durch einen Unfall
oder eine Krankheit, wie z. B. einen Schlaganfall, in Mitleidenschaft gezogen wird, erkennen
wir, dass jegliche Art von Kommunikation ein hohes Maß an Feinmotorik erfordert.
Gehirn-Computer-Schnittstellen – eine alternativer Kommunikationskanal?
Seit ca. zwei Jahrzehnten arbeiten Wissenschaftler daran, diese Einschränkung unserer
Kommunikationsfähigkeit zu überwinden und eine direkte Verbindung zwischen dem Gehirn
und einem Computer herzustellen [1]. Angetrieben werden sie dabei von der Motivation,
Patienten
mit
beeinträchtigter
Motorik
eine
alternative
Form
der
Kommunikation
zu
ermöglichen. Hierzu zählen z. B. Patienten mit amyotropher Lateralsklerose (ALS). Diese
neurodegenerative Erkrankung, für die bisher keine Heilung möglich ist, schädigt das periphere
Nervensystem und führt zum vollständigen Verlust der Fähigkeit, Muskeln gezielt zu bewegen.
Dieser Zustand, in dem ein Patient nicht mehr mit seiner Umwelt interagieren kann, wird als
locked-in bezeichnet. Nur ein kleiner Prozentsatz der ALS-Patienten erreicht jedoch diesen
Zustand. Eine Mehrheit entschließt sich gegen eine künstliche Beatmung, die in der Regel vor
dem locked-in Zustand zum Weiterleben notwendig wird. Gehirn-Computer-Schnittstellen
könnten diesen Patienten die Möglichkeit eröffnen, selbst im fortgeschrittenen KrankheitsStadium weiter an ihrer Umwelt teil zu haben. Dies kann maßgeblich dazu beitragen, ob sich
ein Patient für oder gegen ein Weiterleben entscheidet.
Was kann eine Gehirn-Computer-Schnittstelle – und was nicht?
Gehirn-Computer-Schnittstellen, im Englischen bekannt als Brain-Computer Interfaces (BCIs),
basieren auf der Erkenntnis, dass das Gehirn elektrische Felder erzeugt. Diese Felder können
auf der Kopfhaut gemessen werden und stellen ein Abbild unserer Gedanken dar. Da
bestimmte Gedanken mit charakteristischen Mustern einhergehen, kann man Computer lernen
lassen, aus diesen Mustern Rückschlüsse auf unsere Gedanken zu ziehen. Dabei ist es jedoch
ausgeschlossen, Gedanken zu lesen, die der Benutzer nicht an den Computer kommunizieren
will. Die erfolgreiche Benutzung einer Gehirn-Computer-Schnittstelle erfordert, dass der
Benutzer dem Computer in einer Trainingsphase vor-denkt, welche Absichten zu welchen
Gehirn-Mustern führen. Zudem ist es bisher nur gelungen, verschiedene Arten von Gedanken
zu erkennen, nicht aber deren genauen Inhalt. So ist z. B. erkennbar, ob der Benutzer des
BCIs gerade an ein Musikstück oder an eine Bewegung denkt – nicht aber, welches Musikstück
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Dokumentation 2011
er im Geiste hört oder wie die vorgestellte Bewegung aussieht. Dennoch kann dies zur
Kommunikation verwendet werden, in dem sich der Benutzer und der Computer auf eine
gemeinsame Zuordnung von Gedanken und Absichten einigen. So kann zum Beispiel der
Gedanke an ein Tennisspiel für ein „Ja“ stehen, und der Gedanke an ein Musikstück für ein
„Nein“. Während dies den Anschein macht, eine sehr umständliche Form der Kommunikation
zu sein, hilft hier die beeindruckende Lernfähigkeit des menschlichen Gehirns. Nach einer
Trainingsphase von ein paar Tagen können viele Menschen ihre Absichten dem Computer
kommunizieren, ohne explizit an verschiedene Tätigkeiten denken zu müssen. Ähnlich wie
beim Fahrradfahren, das nach einer kurzen Trainingszeit automatisiert abläuft, reicht die
Intention aus, um das gewünschte Ziel zu erreichen.
Wer kann eine Gehirn-Computer-Schnittstelle verwenden – und warum?
Die Tatsache, dass mittlerweile BCI-Systeme für Videospiele kommerziell erhältlich sind,
erweckt den Eindruck, dass die Vision einer direkten Verbindung zwischen Gehirn und
Computer längst Realität ist. Leider basieren diese kommerziellen Systeme häufig nicht auf
elektrischen Feldern des Gehirns, sondern auf Feldern, die von Muskeln unterhalb der Kopfhaut
erzeugt werden. Was als direkte Verbindung zwischen Gehirn und Computer erscheint, basiert
tatsächlich auf Muskelkontrolle. Da diese bei ALS-Patienten nicht gegeben ist, sind solche
Systeme im klinischen Bereich nicht einsetzbar. Jedoch sind auch professionelle Systeme bisher
im klinischen Bereich nur eingeschränkt nutzbar. Die Fähigkeit, eine Gehirn-ComputerSchnittstelle zu bedienen, variiert von Patient zu Patient. Während manche Nutzer nach einer
Trainingsphase von wenigen Minuten mit einer hohen Zuverlässigkeit ihre Absicht dem System
mitteilen können, erreichen andere selbst durch intensives Training keine zuverlässige
Kommunikation. Erschwerend kommt hinzu, dass mit fortschreitendem Verlauf der ALS die
Fähigkeit, eine Gehirn-Computer-Schnittstelle zu bedienen, abnimmt. Bis heute hat kein
Patient erfolgreich aus einem locked-in Zustand heraus mit Hilfe einer Gehirn-ComputerSchnittstelle kommuniziert. Die Ursachen hierfür zu erforschen ist das primäre Interesse der
BCI-Gruppe am Max Planck Institut für intelligente Systeme.
Die Bedeutung von γ-Oszillationen für Gehirn-Computer-Schnittstellen
Die Mehrzahl der in der Forschung verwendeten Gehirn-Computer-Schnittstellen basiert auf
dem sensomotorischen Rhythmus (SMR). Dies ist eine Komponente des elektrischen Feldes des
Gehirns, die eng mit motorischen Prozessen verknüpft ist. Da die Stärke des SMR gezielt durch
www.mpg.de
3/6
55
Dokumentation 2011
die Vorstellung verschiedener Bewegungen moduliert werden kann, und dies zudem leicht
erlernbar ist, stellt die Bewegungsvorstellung das am häufigsten eingesetzte Paradigma dar.
Die Frage, warum manche Menschen eine Gehirn-Computer-Schnittstelle verwenden können
und andere nicht, lässt sich bei diesem Paradigma auf die Frage zurückführen, wieso die Stärke
des SMR von Mensch zu Mensch variiert [2].
In einer Studie mit gesunden Probanden konnte gezeigt werden, dass die Modulierbarkeit des
SMR mit der Stärke von sogenannten γ-Oszillationen korreliert [3]. Dies sind hochfrequente
Oszillationen (> 40 Hz) des elektrischen Feldes, denen eine wichtige Rolle in der lokalen
Informationsverarbeitung des Gehirns zugeschrieben wird. Um jedoch eine zufriedenstellende
Erklärung für die Variation des SMR zu bieten, ist es notwendig zu zeigen, dass diese γOszillationen nicht nur mit dem SMR korrelieren, sondern dass sie einen kausalen Einfluss auf
diesen ausüben. Mit Hilfe mathematischer Methoden zur kausalen Inferenz konnte in der Tat
ein solcher Zusammenhang aufgezeigt werden [3].
Diese Erkenntnis wirft neue Fragen auf. Welche Gemütszustände sind mit den γ-Oszillationen
assoziiert, die zu einem starken SMR führen? Wie entwickeln sich diese Oszillationen über den
Krankheitsverlauf bei ALS-Patienten? Ist es möglich, durch Neurofeedback-Verfahren ALSPatienten in fortgeschrittenen Krankheitsstadien zu lehren eine Gehirn-Computer-Schnittstelle
zu bedienen? Erste Untersuchungen deuten darauf hin, dass gesunde Probanden lernen
können, γ-Oszillationen bewusst zu beeinflussen [4]. Es bleibt abzuwarten, ob diese neuen
Einsichten Patienten ermöglichen werden, mit Hilfe einer Gehirn-Computer-Schnittstelle aus
dem locked-in Zustand heraus zu kommunizieren.
56
www.mpg.de
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Dokumentation 2011
Abb. 1: Gehirn-Computer-Schnittstellen in der Schlaganfall-Rehabilitation.
© MPI für Intelligente Systeme, Tübingen
Ausblick
Während dieser Beitrag hauptsächlich auf die Möglichkeit der Kommunikation mit GehirnComputer-Schnittstellen eingeht, soll abschließend erwähnt werden, dass Gehirn-ComputerSchnittstellen zunehmend auch Verwendung in der Rehabilitation finden. Insbesondere die
Kombination
von
Gehirn-Computer-Schnittstellen
www.mpg.de
mit
Rehabilitations-Robotern
scheint
5/6
57
Dokumentation 2011
vielversprechend. Die hierbei zu Grunde liegende Idee ist, dass bei Schlaganfall-Patienten mit
motorischen Defiziten eine Bewegungsabsicht nicht zu der gewünschten Ausführung der
Bewegung führt. Gehirn-Computer-Schnittstellen können dagegen die beabsichtigte Bewegung
erkennen und die betroffenen Gliedmaßen des Patienten mit Hilfe eines Roboters der Absicht
des
Patienten
entsprechend
bewegen
(Abb.
1).
Diese
Zusammenführung
der
Bewegungsintention mit der Bewegungsausführung könnte die Restrukturierung des Gehirns,
die als Reaktion auf einen Schlaganfall eintritt, positiv beeinflussen. Die sich hierbei stellenden
Herausforderungen unterscheiden sich deutlich von denen, die bei der Kommunikation von
einer Gehirn-Computer-Schnittstelle gefordert werden. Es konnte jedoch schon gezeigt
werden, dass die Kombination von Gehirn-Computer-Schnittstellen mit RehabilitationsRobotern nicht nur möglich ist, sondern sogar positive Veränderungen im elektrischen Feld des
Gehirns bewirkt [5].
Literaturhinweise
[1] Wolpaw, J. R.; Birbaumer, N.; McFarland, D. J.; Pfurtscheller, G.; Vaughan, T.
Brain-computer interfaces for communication and control
Clinical Neurophysiology 113 (6), 767-791 (2002)
[2] Blankertz, B.; Sannelli, C.; Halder, S.; Hammer, E. M.; Kübler, A.; Müller, K.-R.; Curio, G.;
Dickhaus, T.
Neurophysiological Predictor of SMR-based BCI performance
Clinical Neurophysiology 113 (6), 767-791 (2002)
[3] Grosse-Wentrup, M.; Schölkopf, B.; Hill, J.
Causal influence of gamma oscillations on the sensorimotor-rhythm
NeuroImage 56 (2), 837-842 (2011)
[4] Grosse-Wentrup, M.
Neurofeedback of fronto-parietal gamma-oscillations
Proceedings of the 5th International BCI Conference 2011, 172-175 (2011)
[5] Gomez-Rodriguez, M.; Peters, J.; Hill, J.; Schölkopf, B.; Gharabaghi, A.; Grosse-Wentrup,
M.
Closing the sensorimotor loop: haptic feedback facilitates decoding of motor-imagery
Journal of Neural Engineering 8 (3), 036005 (2011)
58
www.mpg.de
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Dokumentation 2011
Fischer, Peer | <b><b>Von künstlichen Flagellen ...
Jahrbuch 2011/2012
Von künstlichen Flagellen zu medizinischen Mikrobots – der
Beginn einer „phantastischen Reise“
Fischer, Peer
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Standort Stuttgart, Stuttgart
Korrespondierender Autor
Email: fischer@is.mpg.de
Zusammenfassung
In
wissenschaftlichen
und
populärwissenschaftlichen
Artikeln
wird
oft
spekuliert,
ob
ferngesteuerte Mikroroboter (Microbots) durch den menschlichen Körper geschickt werden
können.
Dies
würde
mikrometergroßen,
die
(Mikro-)Medizin
chiral-kolloidalen
revolutionieren.
Schraubenpropellern
Wir
auf
bringen
einem
Milliarden
Wafer
auf.
von
Dann
magnetisieren wir sie und lassen sie mit Hilfe von computergesteuerten Magnetfeldern durch
Lösungen fahren. Ähnlich künstlichen Flagellen, sind sie bis jetzt die einzigen Microbots, die in
Flüssigkeiten mit Mikrometerpräzision gesteuert werden können.
Abstract
From scientific publications to the popular media, there have been numerous speculations
about wirelessly controlled microrobots (microbots) navigating the human body. They would
revolutionize medicinal aspects. Using physical vapor deposition we grow billions of micronsized colloidal screw-propellers on a wafer. These chiral mesoscopic screws can be magnetized
and moved through solution under computer control. The screw-propellers resemble artificial
flagella and are the only ‘microbots’ to date that can be fully controlled in solution at micron
length scales.
Leben
basiert
auf
komplexen
Makromolekülen,
die
sich
selbst
zu
dreidimensionalen,
funktionierenden Strukturen zusammenbauen können. Der Flagellenmotor eines Bakteriums ist
ein solches Beispiel, wo die Natur es geschafft hat, auf 45 nm einen Rotationsmotor samt
Rotationsachse, Lager und Antriebsmechanismus zu konstruieren [1]. Dieser Motor dreht sich
mit einer höheren Drehzahl als die eines Automotors und treibt Rotationsgeißeln (Flagellen) an,
die es einer Bakterienzelle ermöglichen, sich durch flüssige Medien mit einer Geschwindigkeit
www.mpg.de
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Dokumentation 2011
Jahrbuch 2011/2012
von 20 Körperlängen (ca. 40 µm) pro Sekunde zu bewegen. Dies entspräche einer
Schwimmgeschwindigkeit von 120 km/h bei einem Menschen. Der Bau einer solch komplexen
Maschine auf diesen Längenskalen mit Hilfe von chemischer Synthese und Nanotechnologie ist
derzeit allerdings noch nicht denkbar. Zwar ermöglicht es die Nanotechnologie, auf definierten
Oberflächen im Vakuum einzelne Moleküle zu bewegen, aber die Herstellung, Fortbewegung
und präzise Steuerung von kleinen Strukturen in Flüssigkeiten stellen eine ganz besondere
Herausforderung dar.
Warum gibt es noch keine Nano-U-Boote? Schließlich hat der mit einem Oskar für
Spezialeffekte ausgezeichnete Science-Fiction-Film The phantastic voyage schon 1966 ein
Gefährt vorgestellt, mit dem eine minimalinvasive Reise ins Gehirn unternommen wird. Andere
Zukunftsvisionen spekulieren auf ähnliche Vehikel, die sich in menschlichen Blutgefäßen
bewegen und dort dem Arzt der Zukunft bei der Diagnose und Therapie assistieren sollen. Es
stellen sich eine Vielzahl spannender Fragen: Sind auf der Mikroskala andere physikalischen
Kräfte von Bedeutung und erklärt dies die besondere technische Herausforderung? Was sind
geeignete Bauteile für solche Kleinstmaschinen und wie kann man die herstellen? Warum ist es
bislang
kaum
möglich,
auf
diesen
kleinen
Längenskalen
verschiedenste
Materialien
dreidimensional zu strukturieren? Woher kommen die Antriebskraft und das Steuervermögen?
Wie könnten solche Systeme der Menschheit dienen? Das Labor für Mikro-, Nano- und
Molekulare Systeme am MPI für Intelligente Systeme in Stuttgart möchte sich mit einem
interdisziplinären Team an Physikern, Chemikern, und Mikro- und Bio-Ingenieuren diesen
Aufgaben stellen.
In seinem Vortrag zum Leben auf kleinen Skalen (life at low Reynolds number) ist der HarvardPhysiker Ed Purcell dieser Frage nachgegangen: Wie schwimmt ein Mikroorganismus? [2].
Abbildung 1 zeigt schematisch, welche physikalische Größe von Bedeutung ist. Abgebildet ist
die Reynoldszahl Re für einen schwimmenden Menschen, einen Fisch und eine Bakterienzelle.
Diese dimensionslose Größe der Fluiddynamik beschreibt, wie sich die Trägheitskraft relativ zur
Widerstandskraft (Viskosität) verhält. Man sieht, wie die Reynoldszahl mit der Größe des
Objektes abnimmt. Die Zähigkeitskraft für eine Bakterienzelle ist somit etwa hundert Millionen
Mal größer als die für einen Menschen. Sie ist auf kleinen Skalen so dominierend, dass eine
Schwimmbewegung, die uns vorantreibt, ein Bakterium nicht bewegen könnte. Wasser ist für
Mikroorganismen wie ein zäher Sirup und erfordert einen zeitlich nicht umkehrbaren
Geißelschlag beim Spermium, und das Bakterium „schraubt“ sich buchstäblich durch das
Wasser. Damit ist auch klar, dass ein Nano-U-Boot für eine phantastische Reise einen anderen
Antriebspropeller benötigt als eine herkömmliche Schiffschraube.
60
www.mpg.de
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Dokumentation 2011
Jahrbuch 2011/2012
Abb. 1: Skizze von Purcell [2]. Reynoldszahlen (links) und rechts zwei der nicht-reziproken
Bewegungsmechanismen von Mikroorganismen: Geißelschlag der Zilie (oben) und rotierendes Flagellum des
Bakteriums (unten).
© Copyright 1977 American Association of Physics Teachers
Soll nun eine Flagellenschraube nachgebaut werden, bedarf es einer dreidimensionalen
Nanostrukturierung. Obwohl Computerchips schon mit 22-Nanometer-Technologie gefertigt
werden, sind dies jedoch stets planar geordnete Strukturen.
Die Herstellung von
artifiziellen Flagellen erfordert deshalb besondere Methoden.
Noch am Rowland Institute der Harvard University hat sich der Autor deshalb zusammen mit
seinem damaligen Post-Doc Ambarish Ghosh für eine Schattenaufdampfmethode entschieden,
die es erlaubt, eine Vielzahl von geometrischen Formen zu nanostrukturieren und zwar in 3D.
Wie in Abbildung 2 schematisch dargestellt, wird ein Material auf ein stark gewinkeltes
Substrat
aufgedampft.
Durch
einen
geometrischen
Schattenwurf
wird
das
Wachstum
lokalisiert. Eine Computersteuerung lässt das Substrat während des Wachstumsprozesses sich
ausrichten und drehen. Auf diese Weise sind die Glasschrauben entstanden, die in Abbildung 2
zu sehen sind. Gegenüber herkömmlicher Zweiphotonen- oder Elektronenstrahllithografie
können mit diesem Verfahren eine Vielzahl von Materialen auf großen Flächen (> 50 cm 2)
bearbeitet werden. Silizium, Oxide, magnetische Materialien, Metalle und Legierungen lassen
sich gezielt nanostrukturieren.
www.mpg.de
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Dokumentation 2011
Jahrbuch 2011/2012
Abb. 2: Schattenaufdampfmethode mit computergesteuertem Substratmanipulator (links). Glasschrauben auf
dem Substrat mit einer Dichte von einer Milliarde Schrauben pro Quadratzentimeter.
© MPI für Intelligente Systeme/Peer Fischer
Wie steuert man einen Nanopropeller? Wie ist es möglich, solche kleinen Objekte durch
Flüssigkeiten zu bewegen? Eine elegante Lösung wäre eine chemische Reaktion in Wasser mit
biologischen Molekülen als Kraftstoff. Bisher ist dies allerdings nur in sehr starken Säuren
durch zersetzende Reaktionen möglich gewesen. Selbst chemische Schwimmer bedürfen
externer Felder, um sich steuern zu lassen. Es bietet sich deshalb an, den Antrieb und die
Steuerung zugleich mit einem Magnetfeld zu bewerkstelligen. Indem die Glasschrauben von
Abbildung 2 magnetisiert werden, lassen sie sich mit einem kleinen Magnetfeld drehen und
lenken. In der Praxis bedarf dies computergesteuerter Magnetspulen, die die Nanopropeller auf
kleinstem Raum präzise fahren lassen, wie dies in Abbildung 3 gezeigt wird.
Abb. 3: Ein einzelner Glas-Nanopropeller (links). Trajektorien von Nanopropellern in Wasser, die gesteuert
wurden, um einen Notenschlüssel zu schreiben (rechts). Alle vier Notenschlüssel nehmen so wenig Raum ein,
dass sie mehrmals in die Querschnittsfläche eines menschlichen Haares passen würden.
© MPI für Intelligente Systeme/Peer Fischer
Wohin geht die Reise? Neben faszinierenden fundamentalen Fragen, die sich für jegliches
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Dokumentation 2011
Jahrbuch 2011/2012
„Leben in niederen Reynoldszahlen“ stellen, ist es von großem Interesse, weitere 3DFabrikationsmethoden zu entwickeln, die es ermöglichen sollen, komplexe Objekte auf
kleinsten Skalen zu realisieren. Idealerweise sollte dies mit biologisch-kompatiblen Werkstoffen
möglich sein. Dies würde es z. B. erlauben, kolloidale Moleküle und komplexe Bauteile
herzustellen, die nicht chemisch synthetisiert werden können. Ob damit „intelligente“
Mikrosysteme gebaut werden können, die autonom Reaktionen beeinflussen, sich bewegen,
ihre Umgebung erkunden, kommunizieren und minimal invasiv uns zu Nutze kommen, soll
erforscht werden. Die phantastische Reise dieses Forschungsgebiets hat erst begonnen.
Literaturhinweise
[1] Berg, H. C.
The rotary motor of bacterial flagella
Annual Review of Biochemistry 72, 19-54 (2003)
[2] Purcell, E. M.
Life at low Reynolds number
American Journal of Physics 45, 3-11 (1977)
[3] Fischer, P.; Gosh, A.
Magnetically actuated propulsion at low Reynolds numbers: towards nanoscale control
Nanoscale 3, 557-563 (2010)
[4] Ghosh, A.; Fischer, P.
Controlled Propulsion of Artificial Magnetic Nanostructured Propellers
Nano Letters 9, 2243-2245 (2009)
www.mpg.de
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Dokumentation 2011
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Dokumentation 2011 - Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

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