Wie kann man spezielle magnetische Materialien besser berechnen und vorhersagen? Dieser Frage widmete sich ein Team der Universitäten Paderborn und Siegen beim internationalen Wettbewerb „IEEE PELS MagNet Challenge 2“. Fünf Doktoranden und Studierende entwickelten ein ganzes Jahr lang ein möglichst optimales mathematisches Modell. Damit traten sie gegen mehr als 30 hochkarätige Konkurrenten aus Asien, Europa, Australien und Amerika an, darunter auch Spitzenuniversitäten wie die University of Cambridge aus England oder die Princeton University aus den USA. Das Modell aus Ost- und Südwestfalen überzeugte auf ganzer Linie und landete auf Platz eins.
Bei dem Modell geht es um die Vorhersage des Verhaltens magnetischer Materialien, die in vielen technischen Geräten stecken, zum Beispiel in Ladegeräten für Smartphones, Stromversorgungen für Rechenzentren und elektrischen Antrieben. Diese Materialien reagieren unterschiedlich, je nachdem, wie stark oder wie schnell Strom durch sie fließt.
Genau dieses Verhalten ist oft schwer vorherzusagen, aber wichtig für Simulationen und softwaregetriebene Entwicklungswerkzeuge. Viele sehr genaue Modelle sind langsam und brauchen viel Rechenleistung. Das Besondere an der Lösung aus Westfalen: Sie ist nicht nur präzise, sondern auch besonders schnell und schlank. Das Modell liefert also hervorragende Ergebnisse, ohne riesige Rechenkapazitäten zu brauchen. Das ist wichtig, damit Unternehmen solche Modelle später in ihrer Praxis einsetzen können. Das prämierte Modell steht mittlerweile als Open Source Lösung für alle Interessenten offen zur Verfügung, damit möglichst viele Unternehmen kostenfrei davon profitieren können.
„Die Auszeichnung unterstreicht die Stärke der standortübergreifenden Zusammenarbeit. Gemeinsam ist es gelungen, einen allgemein einsetzbaren und zugleich sehr effizienten Modellierungsansatz für ein zentrales Problem der modernen Leistungselektronik zu entwickeln“, sagt Prof. Dr. Jakub Kucka von der Professur für Leistungselektronik und Elektrische Antriebssysteme der Universität Paderborn. Sein Siegener Kollege Prof. Dr.-Ing. Oliver Wallscheid von der Professur für „Interconnected Automation Systems“ ergänzt: „Der Erfolg in der MagNet Challenge 2 zeigt, dass exzellente Grundlagenforschung und anwendungsnahe KI-Methoden zusammen neue Maßstäbe setzen können. Dass unser gemeinsames Team mit einer so kompakten und zugleich leistungsstarken Lösung überzeugen konnte, ist ein starkes Signal für die Forschung an beiden Universitäten.“
Der Wettbewerb wurde in diesem Jahr zum zweiten Mal ausgerichtet. Das Siegerteam erhält ein Preisgeld in Höhe von 10.000 Dollar. Ausrichter ist die IEEE Power Electronics Society, die seit über 35 Jahren Forschende und Praktiker*innen aus dem Bereich der Leistungselektronik zusammenbringt.
