Numb3rs @ OST

Ein Serienmörder lockt Pädophile in lehrstehende Häuser, fesselt und foltert sie bis sie ein Video-Geständnis ablegen und erschlägt sie. Charlie, Larry und Amita helfen dabei, mögliche zukünftige Tatorte zu identifizieren und so weitere Morde zu verhindern und den Täter zu fassen. Doch Larry hat noch ganz andere Sorgen. Seine Mission zur International Space Station scheint plötzlich in Gefahr zu sein.

Das mathematische Thema der Vorlesung ist die Erfahrung, dass es oft alles andere als trivial ist, in der Mathematik gelernte Formeln in Berechnungen mit dem Computer zu übersetzen. Solche Rechnungen wiederholen die gleichen Operationen viele Male. Rundungsfehler können sich dabei aufschaukeln und im schlimmsten Fall zu unbrauchbaren Resultaten führen. Besonders schwierig sind Simulationen über lange Zeiten, wie zum Beispiel die Berechnung der Änderung der Bahnparameter der Erde im Rahmen der Erforschung des Klimawandels. Nicht weniger anspruchsvoll ist die Berechnung von Bahnen in extremen Gravitationsfeldern, wie in der Umgebung des supermassiven schwarzen Loches im Zentrum unserer Milchstrasse. Und mit einem schwachen Computer ist sogar die Berechnung der Bahn zum Mond keine Selbstverständlichkeit, doch genau dies haben die Ingenieure des Apollo-Projektes vor 50 Jahren geschafft. Es wird diskutiert woher dieses Schwierigkeiten kommen und wie man damit umgehen kann.

Numb3rs, Donnerstag, 2. Mai 2019, 17.00 Uhr, Hörsaal 3.008 Prof Dr Andreas Müller

Das Alternate Reality Game Primacy wird für einzelne Mitspieler plötzlich zu schrecklicher Realität, sie werden von anderen Mitspielern im echten Leben ermordet. Es stellt sich heraus, dass Amita in ihrer College-Zeit genau dieses Spiel selbst gespielt hat. Charlie und Amita helfen durch Einsatz eines evolutionären Algorithmus bei der Aufklärung dieses Falls ungewöhnlichen Falls.

In den mathematischen Erläuterungen wird erklärt, was ein evolutionärer Algorithmus ist und wie solche Algorithmen helfen technische Lösungen zu optimieren. Zum Beispiel können sie im Chip-Design helfen, sie können optimale Tragflügelprofile finden oder die beste Lösung für einen Machine-Learning-Algorithmus berechnen. Evolutionäre Algorithmen sind aber allgegenwärtig, wir sind uns nur nicht gewohnt, darauf zu achten.

Besondere Aktualität erhält das Thema durch die Verleihung des Chemie-Nobelpreises an Frances Arnold. Sie hat solche Algorithmen biologisch/chemisch implementiert und damit ganz neue Möglichkeiten für die Herstellung besonders wirksamer Enzyme geschaffen. Viele moderne Medikamente sind bereits mit dieser Technik optimiert worden.

Numb3rs, Donnerstag, 6. Dezember 2018, 17.00 Uhr, Hörsaal 3.008 Prof Dr Andreas Müller

Ein Mädchen wird als entführt gemeldet. Charlie konstruiert eine Sound-Signatur des Motorgeräusches, mit deren Hilfe das FBI das Auto der Entführer finden kann. Doch als ein Überfallkommando vor Ort eintrifft, sind die Entführer bereits weg. Die Geschichte wird allerdings etwas komplizierter als sich herausstellt, dass der besorgte Vater möglicherweise gar nicht der Vater ist, die Mutter nicht die Mutter im traditionellen Sinne und überhaupt nicht unbedingt die Interessen des Mädchens im Vordergrund stehen.

Wavelets und Cake Cutting

Mathematisches Thema sind Wavelets. Gezeigt wird, was Wavelets sind und wie man damit ein Tonsignal analysieren und in eine Klang-Signatur verwandeln kann, mit der sich zum Beispiel eine Melodie wiedererkennen lässt. Wavelets haben viele weitere Anwendungen in der Signal- und Bildverarbeitung. Die Bildkomprimierung im modernen JPEG2000-Standard basiert ebenfalls auf Wavelets.

In dieser Folge diskutieren Charlie und Amita auch, wieviele Kinder sie haben möchten. Sie glauben, das Problem durch eine Analyse der Schwierigkeit des Kuchenteilens entscheiden zu können. Dies ist eine Anspielung auf die Lösung des «Cake-Cutting-Problem» durch Steven J. Brams, auf die am Rande ebenfalls eingegangen wird.

Numb3rs, Donnerstag, 26. April 2018, 17.00 Uhr, Hörsaal 3.008 Prof Dr Andreas Müller