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Sie forschen an der Universität Luxemburg – Teil 12: Der Übersetzer
Stéphane Bordas löst Probleme, die scheinbar nichts miteinander zu tun haben.

Sie forschen an der Universität Luxemburg – Teil 12: Der Übersetzer

Foto: Michel Brumat/Universität Luxemburg
Stéphane Bordas löst Probleme, die scheinbar nichts miteinander zu tun haben.
Panorama 3 Min. 12.05.2016

Sie forschen an der Universität Luxemburg – Teil 12: Der Übersetzer

Cheryl CADAMURO
Cheryl CADAMURO
Stéphane Bordas ist eine Art Übersetzer, der in seiner Arbeit die Wirklichkeit in mathematischen Formeln abbildet. Er gilt als einer der weltweit bedeutendsten Wissenschaftler in der Informationstechnologie.

Von Barbara Fischer-Fürwentsches

Die Bandbreite der Probleme, die sich in Algorithmen übersetzen lassen, ist groß: Als Student der Ingenieurswissenschaften berechnete Stéphane Bordas die Statik von Tunneln und Brücken. Als Doktorand kalkulierte der Franzose, wie sich Bakterienfilme auf Wasseroberflächen ausbreiten und welche Belastungen auf Flugzeugteile einwirken. Später untersuchte er in einem Projekt für die Industriegruppe Bosch die Lebensdauer von Lötstellen auf Leiterplatten, und heute simuliert er die Mechanik bei chirurgischen Eingriffen.

In allen Fällen geht es um die Frage, wie sich Materialien unter wechselnden äußeren Bedingungen verhalten und wann Strukturen reißen, bersten oder brechen. „Mathematisch gesehen, benutzt man ähnliche Methoden, um diese Probleme zu lösen, die scheinbar nichts miteinander zu tun haben“, sagt Bordas, der den Lehrstuhl für „Computational Mechanics“ an der Universität Luxemburg hält.

Stéphane Bordas ist der Kopf des internationalen „Legato Teams“, das hauptsächlich aus Forschern der Universitäten in Luxemburg und Cardiff besteht. Das Team arbeitet daran, Probleme aus der realen Welt mit einer fast unendlichen Zahl unbekannter Faktoren so weit zu vereinfachen, dass sie sich als mathematisches Modell darstellen lassen.

Dieses Modell übertragen Programmierer in einen Computercode, und ein Hochleistungsrechner berechnet verschiedene Szenarien. Diese Simulationstechniken können Wissenschaftler oder auch Unternehmen benutzen, um Materialeigenschaften zu testen, Konstruktionsfehler zu finden oder Produktionsverfahren zu verbessern. Die Methode hilft Kosten zu sparen, weil die Berechnung am Computer billiger ist als aufwendige Versuchsreihen in Laboren.

Menschliche Organe modellieren

In einem aktuellen Forschungsprojekt entwickeln Bordas und sein Team eine Methode, um menschliche Organe zu modellieren. Die Modelle bestehen aus zwei Hauptkomponenten: zum einen aus der Geometrie des Organs, also äußere Form sowie innere Strukturen wie Blutgefäße und zum anderen aus Materialeigenschaften des Gewebes.

Um die Modelle zu erstellen, nutzen die Wissenschaftler Daten aus der Literatur sowie von bildgebenden Verfahren wie Ultraschall, Röntgen oder MRT. Da die Organe jedes Menschen unterschiedlich beschaffen sind, wollen Bordas und seine Kollegen langfristig personalisierte Modelle entwickeln, die die individuellen Eigenschaften einzelner Patienten abbilden. So ließe sich der wahrscheinliche Verlauf von Operationen vorhersagen und Chirurgen könnten bestimmte Eingriffe wie das Entfernen eines Tumors üben, ohne Patienten zu gefährden.

Um in so unterschiedlichen Themengebieten forschen zu können, ist Bordas auf die Mitarbeit einer Vielzahl von Experten aus unterschiedlichen Bereichen wie der Biologie, Medizin, Physik oder Materialwissenschaft angewiesen. „Ich finde es besonders spannend, dass man Probleme in ganz unterschiedlichen Bereichen angehen kann, wenn man nur die mathematischen Grundlagen gut genug kennt.

Das ist fantastisch, weil ich sehr neugierig bin“, sagt Bordas, der seit 2013 in Luxembourg forscht. Diese Neugier und der Wunsch nach Abwechslung waren für ihn der wichtigste Grund, Wissenschaftler zu werden. „Hundertmal die gleichen Berechnungen zu machen, wäre mir zu langweilig. Forschung im Bereich ‚Engineering’ ist immer vielfältig und erfordert, dass man ständig Neues lernt“, so der Vater von vier Kindern.

Sieben Millionen Euro Fördermittel

Dass Bordas Arbeit auch enormes Potential birgt, wird inzwischen von vielen Seiten anerkannt. So gelang es ihm und seinen Kollegen im Rahmen der „Computational Engineering“ Gruppe der Universität, Fördermittel in Höhe von insgesamt über sieben Millionen Euro einzuwerben, darunter eine Finanzierung vom luxemburgischen „Fonds National de la Recherche“ und die angesehene European Research Council (ERC) Starting Grant der EU.

Eine weitere besondere Auszeichnung wurde Bordas vor kurzem zuteil, als der Informationsdienst Thomson Reuters ihn in die Liste der 108 einflussreichsten Wissenschaftler der Welt im Bereich der Computerwissenschaften aufnahm, weil seine Arbeiten besonders häufig von anderen Forschern zitiert werden. Dabei ist Bordas eigentlich gar kein Informatiker, wie er betont. Aber ausschlaggebend war hier vermutlich seine Rolle als Übersetzer der analogen Welt in die digitale Sprache.

Ein Beitrag der Universität Luxemburg


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