Unterwegs

Optimale Bedingungen in Brisbane

Brisbane Skyline Quelle: Markus Hainy

Noch während meines Doktoratsstudiums wurde ich auf eine Gruppe an der Queensland University of Technology (QUT) aufmerksam, die ungefähr zeitgleich mit unserer Gruppe in Linz an simulationsbasierter statistischer Versuchsplanung für schwierig zu evaluierende Modelle forschte.

Nach dem Motto „besser miteinander als gegeneinander“ nahmen wir daher Kontakt mit Christopher Drovandi und James McGree von der QUT auf, um die Möglichkeit einer Zusammenarbeit zu eruieren. Dabei kam auch die Idee auf, dass ein Schrödinger-Stipendium ideal wäre, um diese Zusammenarbeit zu intensivieren. Nachdem wir beide Forscher zu Kurzbesuchen an die Uni Linz eingeladen hatten, war für mich klar, dass ich das machen möchte. Glücklicherweise wurde dann das Schrödinger-Stipendium auch bewilligt.

Optimale Versuchsplanung

Bei statistischer Versuchsplanung geht es im Allgemeinen darum, die kontrollierbaren Faktoren eines Experiments im Vorhinein so festzulegen, dass der erwartete Erkenntnisgewinn über den zugrunde liegenden Prozess so hoch wie möglich ist. Viele statistische Modelle sind aber so kompliziert, dass keine mathematisch-analytische Optimierung möglich ist. Unsere Herangehensweise verwendet Simulationen von den statistischen Modellen, um daraus den erwarteten Informationsgewinn des Experiments zu schätzen. Ein Beispiel, wo unsere Methodik zum Einsatz kommen kann, ist die Bestimmung der optimalen Beobachtungszeitpunkte für ein Zellexperiment, um herauszufinden, welches Modell am besten die Entwicklung der Anzahl von Bakterien innerhalb von Makrophagen (Fresszellen) erklären kann.

Markus Hainy (Bildmitte) mit seinen KollegInnen Leah South und Christopher Drovandi

Versuch und Irrtum

Nachdem unsere Vorgehensweise sehr computerintensiv ist, war dieser Ansatz bisher auf relativ einfache Versuchspläne beschränkt. Das Ziel meines Schrödinger-Projekts ist es, die simulationsbasierten Verfahren so weiterzuentwickeln, dass damit auch komplexere Versuchspläne erstellt werden können. Der intensive Austausch mit meinen Kollegen an der QUT half mir einerseits dabei, nicht sehr vielversprechende Ideen zu verwerfen, andererseits aber neue Ansätze unter Zuhilfenahme von Methoden aus dem Bereich des Machine Learnings zu entwickeln, die große Effizienzsteigerungen versprechen.

Österreichisch-australische Querverbindungen

Die Queensland University of Technology ist eine für australische Verhältnisse kleine bis mittlere Universität mit vergleichbarem Studienangebot zur Uni Linz. Das Mathematik-Institut ist kleiner als in Linz, allerdings ist an der QUT auch eine Zweigstelle eines großen vom Australian Research Council finanzierten Forschungszentrums angesiedelt. Diese beherbergt viele Doktorandinnen und Doktoranden sowie Postdocs aus allen Bereichen der Statistik. Auch wenn ich mit diesen nicht direkt zusammenarbeite, so konnte ich doch durch Gespräche und Teilnahme an deren Seminaren einiges lernen. Ich bewundere, wie sich die Doktorandinnen und Doktoranden gegenseitig anspornen und sich statistische Methoden, Programmierkenntnisse und Methoden guter wissenschaftlicher Praxis gegenseitig beibringen.

Selbst die wilden Brush Turkeys beachten den Linksverkehr. Quelle: Markus Hainy

Weit weg und ganz nah

Auch abgesehen von der Universität hat mich Brisbane in jeder Hinsicht positiv überrascht. Die Menschen sind locker, freundlich und zuvorkommend. Das Wetter ist den Großteil des Jahres perfekt, und trotz der Lockerheit funktioniert alles reibungslos. Auch die öffentliche Infrastruktur ist zum größten Teil in sehr gutem Zustand. Als Mitteleuropäer konnte ich mich in Brisbane sehr schnell einleben. Und danke Australien für die ausschließliche Verwendung des metrischen Systems! Da zudem in Queensland so wie in Oberösterreich die Telefonnummern mit 07 und die Postleitzahlen mit 4 beginnen, kommt es mir fast so vor, als hätte ich meine Heimat nie verlassen.


Mehr Informationen

> Queensland University of Technology
> Persönliche Homepage Markus Hainy
> Optimal Experimental Design, QUT
> Schrödinger-Projekt: Effiziente Verfahren für ABC Design

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