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A Diffusion Maps workflow enabled by Neural Networks and Equation-free calculations for multi scale material and process modelling

Projektbeschreibung

Künstliche neuronale Netzwerke und maschinelles Lernen als Grundlage neuer Prozessmodelle

Mathematische Modelle sind in zahlreichen Gebieten von der grundlegenden Wissenschaft und Werkstoffentwicklung bis hin zur industriellen Verarbeitung unerlässlich. Dabei hilft die Integration grundlegender theoretischer und experimenteller Daten den Anwenderinnen und Anwendern, die Ergebnisse vorherzusagen, die mit Änderungen an bestimmten Parametern in der realen Welt einhergehen, was im Vergleich zu einem Vorgehen nach dem Prinzip Versuch und Irrtum erhebliche Mengen an Zeit, Geld und Ressourcen einspart. Das EU-finanzierte Projekt DataProMat entwickelt neuartige mathematische Methoden, die es Ingenieurinnen und Ingenieuren ermöglicht, Veränderungen bei den Prozessparametern und Bedingungen auf der Makroebene mit deren Auswirkungen auf die Eigenschaften komplexer Werkstoffe in Verbindung zu bringen. Diese Modelle werden nicht nur die Effizienz und Nachhaltigkeit der Prozesse verbessern, sondern auch Unternehmen dabei unterstützen, Verarbeitungsverfahren zu entwickeln, die sich leichter vom Labor auf die Massenproduktion hochskalieren lassen.

Ziel

The ambition of this fellowship, hosted by Professor S.P.A. Bordas (UL), is to propose a nonlinear manifold learning framework, in particular to implement the Diffusion Maps methodology, enabled by “equation-free” calculations and Artificial Neural Networks, in the context of multi-scale materials and process modeling and design. The goal is to push the boundaries of the “Digital Twins” paradigm beyond the current-state-of-the-art and to establish a methodological framework that links macro-scale process parameters and conditions to properties of complex materials, in an effort to meet the current market-driven demands for efficiency, scalability, safety, sustainability and innovation. The proposed approach is based on the current trends in materials and process modeling, on which the host is in the best possible position to advise as a world leading expert. Effectively, the fellowship sets the stage for interdisciplinary integration: Starting from the requirement for a specific set of properties, we must be able to predict the appropriate material structure, its capabilities and limitations and to propose ideal processing steps that will enable large-scale production. In this context, machine learning in the form of Diffusion Maps will be implemented for dimensionality reduction aiming to the reach the maximum possible size compression. The equation-free approach will be integrated with Diffusion Maps, in order to efficiently explore the, typically large, parameter space and Artificial Neural Networks will be applied as a means of leveraging the abundantly available digitized images to “learn” the long-term dynamics of the material behavior.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2019

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Koordinator

UNIVERSITE DU LUXEMBOURG
Netto-EU-Beitrag
€ 178 320,00
Adresse
2 PLACE DE L'UNIVERSITE
4365 ESCH-SUR-ALZETTE
Luxemburg
Region
Luxembourg Luxembourg Luxembourg
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 178 320,00