Anticipating the Digital Age of Mathematics
Computergestützte Beweisassistenten haben heute ein Niveau erreicht, das die Formalisierung, Verifizierung und digitale Weiterverarbeitung weiter Teile unseres mathematischen Kenntnisstandes in greifbare Nähe rücken lässt. Das Ende 2020 vom Fields-Medallisten Peter Scholze initiierte Liquid Tensor Experiment hat gezeigt, dass es inzwischen möglich ist, selbst neueste Forschungsergebnisse mit vertretbarem Aufwand digital abzubilden und zu verifizieren. Wir müssen davon ausgehen, dass für die nächste Generation Mathematikerinnen Beweisassistenten zu einem zentralen Werkzeug avancieren werden. Das Projekt ADAM möchte einen Beitrag leisten, sie für diesen Wandel zu wappnen.
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Hybride Bausteine für immersive Lehrlabore
Lehrlabore sind ein elementarer Bestandteil in natur- und ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen. Die Studierenden verbinden dort ihre theoretischen Kenntnisse mit praktischen Fähigkeiten. Herausforderungen im Studienalltag sind die enge Taktung, die Vorbereitung ohne Laborumgebung sowie die beschränkte Wiederholbarkeit. Dazu verlangen Studierende oder Dozierende mit längerfristigen Erkrankungen und der steigende Bedarf an berufsbegleitender Weiterbildung nach digitalen Lösungen. Bisher existieren jedoch kaum didaktische und technische Konzepte, die ähnliche Lern-, Erfolgs- und Interaktionserlebnisse in digitaler Form ermöglichen. Im Projekt "Hybricks" sollen erstmals Bausteine auf Basis moderner KI-Technologie entwickelt und bereitgestellt werden, die immersive, digitale Zwillinge neuer und vorhandener Lehrlabore erlauben. Mittels neuer KI-Verfahren wie Neural Radiance Fields (NeRF) oder Gaussian Splattings im Zusammenspiel mit frei verfügbaren 3D-Engines werden soziale und technische Interaktionsmethoden sowie Hardware- und Softwaretools entwickelt und bereitgestellt, die eine realitätstreue Umsetzung von online- und hybriden Laborversuchen erlauben. Die Bausteine werden am Beispiel eines vorhandenen und eines neu zu konzipierenden Medizintechnik-Labors entwickelt. Zur Validierung und Evaluation erfolgt ein Vergleich mit dem Präsenzlabor. Methoden und Werkzeuge werden als Open Source veröffentlicht.
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