Wiss. Mitarbeiter*in (d/m/w)

Das Forschungsvorhaben ist im interdisziplinären Sonderforschungsbereich SFB 1743 „MY­CO BUILD: Biotechnologische Herstellung, Charakterisierung und Nachhaltigkeitsbewertung pilzbasierter Baumaterialien" angesiedelt. Ziel des Teilprojekts A08 ist die Entwicklung, Analyse und Anwendung mathematischer Modelle sowie regelungstechnischer Methoden zur Beschreibung, Vorhersage und gezielten Beeinflussung von biologischen und biotechnologischen Herstellungsprozessen pilzbasierter Materialien. Dies umfasst insbesondere die Entwicklung und Kalibrierung
(Parameteridentifikation) dynamischer (nichtlinearer) Prozessmodelle sowie die Entwicklung modellbasierter Zustandsschätzung (Softsensorik) und Regelungstechnik (NMPC).

Die/Der Stelleninhaber*in beschäftigt sich mit der multiskaligen Modellierung, Simulation und Regelung komplexer biologischer Prozesse entlang der gesamten Prozesskette von der Mikro- bis zur Makroskala. Die Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit den experimentellen Teilprojekten des SFB und beinhalten die Kopplung datenbasierter und physikalisch motivierter Modellansätze sowie die Nutzung numerischer Simulationen zur Unterstützung eines zielgerichteten Materialdesigns. Ein Schwerpunkt liegt auf der modellgestützten Verknüpfung biologischer Prozessgrößen (z.B. Wachstum/Kinetik) in Bezug auf technologischen Prozessbedingungen und Materialeigenschaften sowie auf der Unsicherheitsbeschreibung der Modell- und Softsensorvorhersagen.

Zu den Aufgaben gehören:

• Aufbau, Implementierung und Validierung dynamischer (kinetischer) Modelle entlang der Prozesskette inkl. Analyse von Beobachtbarkeit/Identifizierbarkeit
• Struktur- und Parameteridentifikation (z.B. Maximum-Likelihood) aus eigenen und externen Experimenten
• Entwicklung und Evaluation nichtlinearer Softsensoren (z.B. EKF/UKF) zur Online­Schätzung nicht direkt messbarer Prozessgrößen (inkl. Unsicherheitsbeschreibung)
• Konzeption und Implementierung modellprädiktiver Regelungs- und Optimierungsverfahren (z.B. NMPC) zur gezielten Prozessführung und Verbesserung der Reproduzierbarkeit
• Enge Abstimmung mit Biotechnologie/Mikrobiologie-Projektpartnern (Protokolle, Stämme, Analytik), gemeinsame Interpretation der Ergebnisse und Mitwirkung an Publikationen, Vorträgen und Projektberichten

Zum Sonderforschungsbereich SFB 1743 MY-CO BUILD
Der Sonderforschungsbereich ,,MY-CO BUILD: Biotechnologische Herstellung, Charakterisierung und Nachhaltigkeitsbewertung pilzbasierter Baumaterialien" entwickelt in zukunftsweisender Grundlagenforschung aus nachwachsenden Rohstoffen der Agrar- und Forstwirtschaft eine neue Klasse pilzbasierter Materialien, die biologisch hergestellt und biologisch abbaubar sind. Für die Erforschung und Entwicklung dieser Materialien werden die Potenziale der Pilzbiotechnologie ausgenutzt mit dem Ziel, die wissenschaftlichen Grundlagen für definierte Herstellungsprozesse und reproduzierbare Eigenschaftsprofile von pilzbasierten Materialien zu legen. Hierzu gehört die systematische Etablierung einer Prozesskette, die alle biologischen und technologischen Aspekte im Herstellungsverfahren auf der Nano- bis zur Makroskala berücksichtigt und somit Ableitungen für ein zielgerichtetes Materialdesign zulässt.

Der SFB führt erstmalig in einem interdisziplinären Verbund verschiedene Fachdisziplinen zusammen, die die biologischen, mechanischen, physikalischen, chemischen, thermischen, akustischen und architektonischen Eigenschaftsprofile pilzbasierter Materialien in Abhängigkeit von der genetischen Ausstattung des verwendeten pilzlichen Produktionsorganismus, den Eigenschaften der agrar- und forstwirtschaftlichen Substrate sowie den Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen untersuchen·. Um hierbei multiskalige Wechselwirkungen beschreiben, verstehen und vorhersagen zu können, werden neue, durch numerische Simulationen unterstützte, mathematische Modelle entwickelt, die damit ein maßgeschneidertes Design der Materialeigenschaften ermöglichen.

Neben diesem grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge zwischen den hierarchischen Strukturelementen und den Eigenschaften der pilzbasierten Materialien, werden systematische, entwicklungsbegleitende Stabilitäts- und Alterungsuntersuchungen sowie KI-basierte Nachhaltigkeitsvorhersagen implementiert. Mit den hier entwickelten Prozessen und Verfahren möchte der SFB neue inter- und transdisziplinäre Wege für die Entwicklung und Etablierung biogener und nachhaltiger Materialien beschreiten, die mit den bisherigen so nicht möglich sind.

• Erfolgreich abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Diplom, Master oder Äquivalent) in Regelungstechnik, Automatisierungstechnik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Technomathematik, Physik oder einem vergleichbaren Fachgebiet
• Starkes Interesse an mathematischer Modellierung, Simulation und Analyse dynamischer Systeme (ist erwünscht)
• Motivation zur interdisziplinären Forschung im Umfeld biologischer und biotechnologischer Prozesse (ist erwünscht)
• Sehr gute Grundlagen in nichtlinearer Systemmodellierung und Zustandsschätzung (z.B. EKF/UKF)
• Interesse oder Erfahrungen in nichtlinearer Regelungstechnik (NMPC)
• Bereitschaft zur engen fachlichen Kommunikation mit Biotechnologie und Mikrobiologie für Diskussionen von Kultivierungsbedingungen, Stämmen, Analytik und Ergebnissen
• Sehr gute Programmierpraxis und wissenschaftliches Arbeiten (z.B. MATLAB, Python)
• Gute Deutsch- und/oder Englischkenntnisse erforderlich; Bereitschaft, die jeweils fehlenden Sprachkenntnisse zu erwerben
• Erfahrung mit Prozessanalytik/PAT, insbesondere inline Spektroskopie (z.B. Raman) (ist erwünscht)
• Erfahrung mit nichtlinearer Optimierung (ist erwünscht)
• Kenntnisse zu Sensitivitätsanalysen und optimaler Versuchsplanung (ist erwünscht)
• Praktische Erfahrung im biotechnologischen Umfeld (Bioreaktor und at-line Analytik) (ist erwünscht)
• Erfahrung mit Datenmanagement (z.B. Datenbanken, Schnittstellen) (ist erwünscht)

Bitte senden Sie Ihre Bewerbung unter Angabe der Kennziffer mit den üblichen Unterlagen, vorzugsweise als einzelne zusammengefasste PDF-Datei, per E-Mail an: ctrl-­TB-sekretariat@win.tu-berlin.de.

Mit der Abgabe einer Onlinebewerbung geben Sie als Bewerber*in Ihr Einverständnis, dass Ihre Daten elektronisch verarbeitet und gespeichert werden. Wir weisen darauf hin, dass bei ungeschützter Übersendung Ihrer Bewerbung auf elektronischem Wege keine Gewähr für die Sicherheit übermittelter persönlicher Daten übernommen werden kann. Datenschutzrechtliche Hinweise zur Verarbeitung Ihrer Daten gem. DSGVO finden Sie auf der Webseite der Personalabteilung: https://www.abt2-t.tu-berlin.de/menue/themen_a_z/datenschutzerklaerung/ .

Zur Wahrung der Chancengleichheit zwischen Frauen und Männern sind Bewerbungen von Frauen mit der jeweiligen Qualifikation ausdrücklich erwünscht. Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt. Die TU Berlin schätzt die Vielfalt ihrer Mitglieder und verfolgt die Ziele der Chancengleichheit. Bewerbungen von Menschen aller Nationalitäten und mit Migrationshintergrund sind herzlich willkommen.