Masterarbeit: Bayesian Neural Networks für die semantische Schüttgutinspektion

Fraunhofer ICT Group; Karlsruhe; Hybrid; EUR 16,000 - 20,000; Full time

Job summary

Die Fraunhofer-Gesellschaft IOSB in Karlsruhe sucht eine Masterarbeit im Bereich KI-gestützte Bildauswertung. Sie fokussiert die semantische Segmentierung von Schüttgütern und die Entwicklung von Bayesian Neural Networks für robuste Anwendungen.

Im Zentrum steht die Shift-Detektion, um Data/Concept Shifts im laufenden Anlagenbetrieb zuverlässig zu erkennen. Du kannst deine eigenen Ideen einbringen und arbeitest praxisnah mit realen Sensordaten.

Qualifications

• Du bist immatrikuliert und studierst Informatik, Mathematik, Physik, Elektrotechnik oder Informationstechnik.
• Du besitzt gute Programmierkenntnisse in Python und idealerweise erste Erfahrungen mit Deep-Learning-Frameworks (z. B. PyTorch).
• Du hast Interesse an Computer Vision, Machine Learning und industrieller Bildauswertung.
• Du bringst Lernbereitschaft und Teamfähigkeit mit.

Responsibilities

• Du analysierst aktuelle Forschungslage zu Bayesian Neural Networks, Unsicherheitsabschätzung und semantischer Segmentierung.
• Du entwickelst und trainierst BNN-basierte Modelle für die Segmentierung industrieller Schüttgüter.
• Du konzipierst Methoden zur Data/Concept-Shift-Erkennung während des laufenden Anlagenbetriebs.
• Du testest und validierst Ansätze an realen Sensordaten aus industriellen Demonstratoren.
• Du bringst eigene Ideen ein und gestaltest die fachliche Ausrichtung der Arbeit mit.

Skills

Python

PyTorch

BNNs

Computer Vision

Uncertainty Quantification

Education

Informatik

Mathematik

Physik

Informationstechnik

Tools

PyTorch

Job description

Wählen Sie aus, wie oft (in Tagen) Sie eine Benachrichtigung erhalten möchten:

Masterarbeit: Bayesian Neural Networks für die semantische Schüttgutinspektion

Die Fraunhofer-Gesellschaft ( www.fraunhofer.de ) ist eine der weltweit führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. 74Institute entwickeln wegweisende Technologien für unsere Wirtschaft und Gesellschaft – genauer: 30000 Menschen aus Technik, Wissenschaft, Verwaltung und IT. Sie wissen: Wer zu Fraunhofer kommt, will und kann etwas verändern. Für sich, für uns und die Märkte von heute und morgen.

Am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB machen wir aus neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen technische Innovationen – und leisten so unseren Beitrag zur Gestaltung der Zukunft.

Für unsere Abteilung Sichtprüfsysteme (SPR) suchen wir aktuell Verstärkung für die Forschungsgruppe „Sensorgestützte Sortiersysteme“. Du unterstützt unser Team im Bereich der KI-basierten Bildauswertung und arbeitest an praxisnahen Projekten an der Schnittstelle zwischen maschinellem Lernen und industrieller Bildverarbeitung. Beim Einsatz in sensorgestützten Sortieranlagen entstehen höchste Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit und Robustheit von Signalauswerteverfahren. In deiner Masterarbeit widmest du dich daher der Erforschung von Bayesian Neural Networks (BNNs) für die semantische Segmentierung von Schüttgütern. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Shift-Detektion, um Veränderungen in den Daten (Data/Concept Shifts) im laufenden Betrieb industrieller Anlagen zuverlässig und sicher zu erkennen.

In unserer Forschungsgruppe greifen wir auf komplexe Versuchsaufbauten und industrielle Demonstratoren zurück. Dabei hast du die Möglichkeit, deine trainierten Modelle und theoretischen Konzepte direkt in die Praxis zu übertragen und unter realitätsnahen Schüttgut-Bedingungen zu evaluieren.

Hier sorgst Du für Veränderung

• State-of-the‑Art analysieren: Du arbeitest dich in den aktuellen Forschungsstand zu Bayesian Neural Networks (BNNs), Unsicherheitsschätzung (Uncertainty Quantification) und semantischer Segmentierung ein.
• KI-Modelle entwickeln: Du implementierst und trainierst BNN-basierte Modelle für die semantische Segmentierung von industriellen Schüttgütern.
• Shift-Detektion konzipieren: Du entwickelst Methoden, um Daten- und Konzeptverschiebungen (Data/Concept Shifts) während des laufenden Anlagenbetriebs zuverlässig zu erkennen.
• Praxisnah evaluieren: Du testest und validierst deine entwickelten Ansätze nicht nur in der Theorie, sondern direkt an realen Sensordaten aus unseren industriellen Schüttgut-Demonstratoren.
• Individueller Fokus: Du bringst deine eigenen Ideen ein – die genaue fachliche Ausrichtung der Arbeit stimmen wir gemeinsam anhand deiner Interessen ab.

Hiermit bringst Du Dich ein

• Du bist immatrikuliert (Uni / FH) und studierst Informatik, Mathematik, Physik, Elektrotechnik und Informationstechnik oder eine vergleichbare Fachrichtung
• Du besitzt gute Programmierkenntnisse in Python und hast idealerweise erste Erfahrungen mit gängigen Deep-Learning-Frameworks (z. B. PyTorch).
• Du hast großes Interesse an Themen wie Computer Vision, Machine Learning und der industriellen Bildauswertung
• Freude am Programmieren und du eignest dir gerne neues Wissen an
• Du bringst wissenschaftliche Neugier mit und hast Lust auf fachliche Diskussionen und Austausch im Team.

Was wir für Dich bereithalten

• Zentrale Lage: Nur wenige Minuten Fußweg vom KIT-Campus Süd und sehr gute Anbindung an den ÖPNV.
• Flexibles Arbeiten: Kombination aus mobiler Arbeit und Arbeit vor Ort: In Absprache mit deine*r Betreuer*in - die Arbeit findet aber auch vor Ort am Institut statt.
• Individuelle Betreuung: Profitiere von unserer professionellen Begleitung und einem offenen, kommunikativen Austausch im Team.
• Spannende Aufgaben und Freiraum für Ideen: Hohes Maß an Eigenverantwortung und die Möglichkeit, aktiv eigene Ideen einzubringen.

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Bei Fragen melde dich gerne bei:

Felix Kronenwett

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB