Sommersemester 2025

Vorlesung mit Übung Programmieren in C

Bachelor Angewandte Informatik
Bachelor Software Engineering

Prof. Dr. Gregor Schiele (Vorlesung)
Lukas Einhaus (Übung)

Deutsch

Sommersemester
09. April 2025

Mittwoch 10:00 - 12:00 (Vorlesung)
Dienstag 12:00 - 14:00 (Übung)
LC 137 (Vorlesung und Übung)
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Vorlesung mit Übung Internet of Things: Protocols and System Software

Master Angewandte Informatik
Master Cyber Physical Systems
Master Computer Engineering (ISE)
Master Medizintechnik
Master Embedded Systems Engineering

Prof. Dr. Gregor Schiele (Vorlesung)
Chao Qian (Übung)
Englisch

Sommersemester
8. April 2025

Dienstag 16:00 - 18:00 (Vorlesung)
Mittwoch 14:00 - 16:00 (Übung)

LE 105 (Vorlesung)
LC137 (Übung)

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Seminar Eingebettetes Maschinelles Lernen

Bachelor Angewandte Informatik
Prof. Dr. Gregor Schiele
Deutsch

Sommersemester
8. April 2025

12:00 - 14:00
BC 013
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Praxisprojekt KI-basierte Neurosignalverarbeitung

Bachelor Angewandte Informatik
Bachelor Elektro- & Informationstechnik
Bachelor Medizintechnik
Master Angewandte Informatik
Master Elektro- & Informationstechnik
Master Cyber Physical Systems
Dr.-Ing. Andreas Erbslöh
Lukas Einhaus
Christopher Ringhofer
Deutsch

Sommersemester
Kickoff: 8. April

10:00 Uhr
BC 013 
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Praktikum CPS-Laborpraktikum

Master Cyber Physical Systems
Prof. Dr. Gregor Schiele / Chao Qian
Prof. Dr. Torben Weis / Peter Zdankin
Deutsch

Sommersemester
steht noch nicht fest

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Vorlesung mit ÜbungProgrammieren in C

Studiengang

Bachelor Angewandte Informatik
Bachelor Software Engineering

Dozent(en): Prof. Dr. Gregor Schiele (Vorlesung)
Lukas Einhaus (Übung)
Sprache: Deutsch
Turnus: Sommersemester
Zeit: Mittwoch 10:00 - 12:00 (Vorlesung)
Dienstag 12:00 - 14:00 (Übung)
Ort: LC 137 (Vorlesung und Übung)
Beginn: 9. April 2025

Diese Bachelor-Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Programmierung in der Programmiersprache C. Trotz seiner langen Geschichte ist C auch heute noch einer der verbreitetsten und wichtigsten Programmiersprachen überhaupt, besonders für systemnahe Programmierung. Sie ist einfach zu lernen, aber schwer zu meistern, da sie nur wenige Schlüsselwörter und Konzepte enthält, mit diesen aber viele moderne Programmiertechniken nachgebildet werden können.

Im Einzelnen werden behandelt: Allgemeine Konzepte von Programmiersprachen, Variablen und Typen in C, Operatoren und Ausdrücke, Kontrollstrukturen und Funktionen, der Präprozessor, Zeiger, statische und dynamische Speicherverwaltung, Fehlerbehandlung, Bitmanipulationen, Module und abstrakte Datentypen, Unit-Tests und Test-Driven-Development in C.

Bitte beachten Sie, dass es sich nicht um eine Vorlesung zu den Grundlagen der Programmierung handelt. Die Vorlesung baut auf den Veranstaltungen „Grundlegende Programmiertechniken“ und „Fortgeschrittene Programmiertechniken“ auf, d.h. grundlegende Programmierkenntnisse (z.B. Variablen und Typen, Schleifen, Unterprogramme und Rekursion) und Basiswissen über Datenstrukturen und Algorithmen werden vorausgesetzt. 

Vorlesung mit ÜbungInternet of Things: Protocols and System Software

Studiengänge

Master Angewandte Informatik
Master Cyber Physical Systems
Master Computer Engineering (ISE)
Master Medizintechnik
Master Embedded Systems Engineering (ISE)

Dozent(en): Prof. Dr. Gregor Schiele (Vorlesung)
Chao Qian (Übung)
Sprache: Englisch
Turnus: Sommersemester
Zeit: Dienstag 16:00 - 18:00 (Vorlesung)
Mittwoch 14:00 - 16:00 (Übung)
Ort: LE 105 (Vorlesung)
LC 137 (Übung)
Beginn: 8. April 2025

Diese Master-Vorlesung vermittelt eine Einführung in das Themengebiet des „Internet der Dinge“ (IoT), in dem Milliarden eingebetteter Systeme (Sensoren, Aktuatoren) in Echtzeit kontinuierlich Daten über die reale Welt im Internet verfügbar machen.

Behandelte Themen sind insbesondere: IoT-Systemarchitekturen (Cloud vs Edge vs Mesh), Kommunikationsprotokolle (IEEE 802.15.4, NbIoT, 6LoWPAN, MQTT), Updateprotokolle, Datenmodellierung, Datenzugriff (Stream Processing, Complex Event Processing), und Datenverarbeitung mit maschinellen Lernverfahren für IoT Geräte (Pruning, Quantization). Neben theoretischem Wissen wird in der Übung auch die praktische Programmierung von IoT-Systemen vermittelt, z.B. mit Arduino-Geräten, Sensoren, Raspberry Pis und frei wählbaren Cloud-basierten IoT-Plattformen.

 

SeminarEingebettetes Maschinelles Lernen

Studiengänge

Bachelor Angewandte Informatik

Dozent(en): Prof. Dr. Gregor Schiele 
Sprache: Deutsch
Turnus: Sommersemester
Zeit: Dienstag 12:00 - 14:00 
Ort: Kick-Off im BC 013
Beginn: 8. April 2025

Im Seminar "Eingebettetes Deep Learning" werden die Teilnehmenden in die Welt des maschinellen Lernens im Kontext von eingebetteten Systemen eingeführt. Durch eine Kombination aus theoretischen Grundlagen und praktischen Anwendungen lernen die Teilnehmenden, wie sie Deep-Learning-Algorithmen auf Ressourcen-beschränkten Geräten wie Mikrocontrollern oder FPGAs implementieren. Das Seminar deckt Themen wie die Auswahl geeigneter Ziel-Hardware, die Optimierung von neuronalen Netzen für eingebettete Systeme, die Verwendung von Frameworks wie TensorFlow Lite sowie die Anwendung von eingebetteten Deep Learning Systemen in verschiedenen Zieldomänen ab.

Ziel des Seminars ist es zum einen, die Teilnehmenden auf die Herausforderungen und Chancen von eingebettetem Deep Learning vorzubereiten. Zum anderen sollen ihnen die notwendigen Kenntnisse und Fähigkeiten vermittelt werden um sich in wissenschaftliche Themenbereiche einzuarbeiten und diese mündlich und schriftlich zu präsentieren.

Mögliche Themenblöcke (ggf. können mehrere Themen pro Block vergeben werden):

  1. Introduction (edge AI vs tinyML vs HW-SW-codesign for ML) (Motivation, brief overview) (→ Gregor Schiele)
  2. Target Hardware for Deep Learning (MCU vs embGPU vs FPGA vs TPU)
  3. Manual Network Design (R-CNN, early exit, YOLO, depthwise separable conv, MobileNet, SqueezeNet, EfficientNet)
  4. Network Compression Techniques (e.g., quantisation, pruning, knowlegde distillation)
  5. Automated Network Design (e.g., HW-aware NAS)
  6. On Device Learning (e.g. fully quantized training)
  7. Deep Learning Frameworks for Embedded Systems (e.g. TensorFlow Lite for Microcontrollers)
  8. Application Use Cases (Computer Vision, Voice assistants, autonomous systems, medical wearables)
  9. Outlook & Future Topics (e.g., neuromorphic computing, security, sustainability)

PraxisprojektKI-basierte Neurosignalverarbeitung

Studiengänge

Bachelor Angewandte Informatik
Bachelor Elektro- & Informationstechnik
Bachelor Medizintechnik
Master Angewandte Informatik
Master Elektro- & Informationstechnik
Master Cyber Physical Systems

Dozenten:

Dr.-Ing. Andreas Erbslöh
Lukas Einhaus
Christopher Ringhofer

Sprache: Deutsch
Turnus: Sommersemester
Zeit: wöchentlich
Ort: BC 013
Kickoff: 8. April, 10:00 Uhr

In vorherigen Projekten wurde eine Verarbeitungspipeline für EEG-Daten (Elektroenzephalografie) entwickelt, welche die MentaLab Explore+ EEG-Kappe nutzt und es einem Anwender ermöglicht, mittels Gedanken einen Computerspiel-Avatar zu steuern.

Es wurden EEG-Daten erhoben, gelabelt und mittels künstlicher Intelligenz zu Gamecontroller-Kommandos interpretiert. Ebenfalls wurde ein Pacman-basierendes Videospiel mit einer Client-Server-Architektur in Python implementiert. Parallel wurde an einer Verbesserung der EEG-Aufnahmehardware gearbeitet.

Diese Pipeline soll nun evaluiert und optimiert werden. Ziele dieses Semesters sind u.a. folgende Punkte:

  • Software:
    • Ende-zu-Ende-Integration von EEG-Datenerhebung bis zum Game-Server
    • Evaluation der Vorhersagegenauigkeit und -latenz, wie auch deren Auswirkungen auf die Immersion im Spiel
    • Optimierungen bzgl. dieser Punkte, wie z.B. Verbesserungen der Datenerhebung und -verarbeitung mittels KI
  • Hardware:
    • Auslesen der Rohdaten des MentaLab Explore+ mit unserer eigenen ElasticAI.hardware und C-Runtime
    • Verwendung von neuartigen "Flower"-Elektroden der TU Ilmenau mit aktiver Schirmung

In den nächsten Semestern soll das KI-Modell auf unsere ElasticAI.hardware transferiert werden, die dann als Gamecontroller fungiert.

Organisation:

Die Teilnahme am Kickoff-Meeting ist für die Teilnahme an diesem Projekt verpflichtend.

PraktikumCPS-Laborpraktikum

Studiengang Master Cyber Physical Systems
Dozenten:

Prof. Dr. Gregor Schiele / Chao Qian
Prof. Dr. Torben Weis / Peter Zdankin

Sprache: Deutsch
Turnus: Sommersemester
Zeit: steht noch nicht fest
Ort: steht noch nicht fest
Kickoff: steht noch nicht fest

Dieses Lab wird exklusiv für Studierende des Masterstudiengangs „Cyber Physical Systems“ in Kooperation mit den Gruppen von Prof. Weis und Prof. Pauli angeboten.