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Roboter bauen - fast wie Lego

Roboter, modular, Modul, Ingenieur [Quelle: freeimages.com, Autor: jgabrielb]

Quelle: freeimages.com, jgabrielb

Obwohl die Arbeit mit modularen Robotern viel mit Lego zu tun hat, ist es doch etwas aufwendiger. e-fellow Jonas ist im 'Graduate School Program' der Cornell University und beschäftigt sich mit Robotern, die sich von selbst zusammensetzen. Bis der 'Sandman' aus 'Spiderman 3' jedoch zum Leben erwacht, muss noch etwas weiter geforscht werden.

Wann und warum hast du dich für eine Promotion entschieden?

Das war ein ziemlich ungeradliniger Entscheidungsprozess: Ursprünglich war eine Karriere in einem großen Unternehmen mein Ziel. Zur Halbzeit meines Studiums habe ich deshalb ein Praktikum in einem internationalen Stahlkonzern gemacht. Ich habe mich dort aber wie ein kleines Rädchen im Getriebe gefühlt und auch die Bürokratie und Arbeitsatmosphäre haben mir einen gehörigen Schrecken eingejagt.
 
Etwas orientierungslos traf ich dann die Entscheidung, in einem zweiten Praktikum etwas komplett anderes auszuprobieren. Ich hatte viele Ideen, habe einige davon aber wieder verworfen. Schließlich habe ich mich initiativ für ein Forschungspraktikum an der Cornell University in den USA beworben - mit Erfolg. Das war ein Glückstreffer, denn ich hatte plötzlich eine Arbeit gefunden, die mich erfüllte. Zudem ist die Uni sehr gut ausgestattet und auch die Stadt hat viel zu bieten: Die Gegend ist wunderschön und genau richtig für einen Sonntags-Radfahrer wie mich.
 
Die Entscheidung für eine Promotion an der Cornell University fiel während dieses Praktikums. In meinem letzten Studienjahr nutzte ich trotzdem jede Gelegenheit, mögliche Arbeitgeber kennenzulernen. Außerdem besuchte ich sowohl in den USA als auch in Europa einige Universitäten und Forschungsgruppen. Am Ende saß ich aber trotzdem wieder im Flugzeug Richtung Cornell.

Wie bist du auf deinen Professor und deine Uni gestoßen?

Als ich auf der Suche nach einem Praktikum war, habe ich Fachbücher, Zeitschriften und das Internet nach Professoren mit interessanten Forschungsgebieten durchforstet. Aus Neugierde auf das große Land der riesigen Autos und des Fastfoods habe ich mich dabei auf die USA beschränkt. Am Ende hatte ich eine Liste mit etwa 20 Professoren mit Forschungsgebieten, die mich interessierten und für die ich die entsprechende Qualifikation und Motivation mitbrachte. Auf 20 E-Mails erhielt ich zwei Antworten - davon eine innerhalb von zehn Minuten und positiv. So bin ich auf diesen Professor und diese Uni gestoßen.

Wie hast du dich beworben?

Für mein Praktikum an der Cornell University reichte eine formlose Bewerbung per E-mail direkt an den Professor. Meinen Lebenslauf hatte ich übrigens vergessen anzuhängen. Ein kurzer Anriss meiner bisherigen Studien- und Forschungsarbeiten im Anschreiben war aber zum Glück genug, um zu überzeugen.
 
Für einen Platz im "Graduate School Program" an der Cornell University war etwas mehr Aufwand nötig. Die Bewerbung besteht aus einem zweiseitigen "Personal Statement", Zeugniskopien, Empfehlungsschreiben und ein paar Formularen. Um diese Formulare jedoch ausfüllen zu können, muss man zuerst den TOEFL und das GRE ablegen. Den TOEFL musste ich nicht machen, da ich in England studiert hatte. Im mathematischen Teil des GRE war eine volle Punktzahl Pflicht. Das kostete viel Vorbereitungszeit und Nerven.
 
Mit dem "Personal Statement" musste ich mich ebenfalls intensiv auseinandersetzen. Denn auf zwei Seiten möchte das Auswahlkommittee erfahren, warum man der perfekte "Graduate Student" sein wird. Übrigens: Das "Personal Statement" kann man professionell Korrektur lesen lassen. Die 100 Dollar kann man sich aber getrost sparen, denn bei mir waren danach noch mehr Rechtschreibfehler im Text als vorher.

Für welches Promotionsthema hast du dich entschieden?

Ich beschäftige mich mit modularen Robotern, einer Nische im riesigen Fachgebiet der Robotik. Ein modularer Roboter besteht aus vielen gleichen oder ähnlichen Modulen, die zusammengesetzt eine Maschine ergeben. Das ist so ähnlich wie Lego - nur komplizierter. In den letzten beiden Jahren habe ich mich mit dem Thema "Self-assembly" beschäftigt. Dabei geht es sozusagen um "Lego-Figuren", die sich von selbst zusammensetzen.
 
Bis diese Technik jedoch soweit fortgeschritten ist, dass der "Sandman" aus "Spiderman 3" Realität wird, gibt es noch allerhand offene Fragen zu klären: Wie kommunizieren viele kleine Module miteinander? Wie verbinden sich Module und wie trennen sie sich später wieder? Und wie gelangen Module dorthin, wo sie gebraucht werden?
 
Meine Arbeit besteht zu etwa gleichen Teilen aus Computersimulation, Entwicklung von neuen elektronischen und mechanischen Komponenten, und dem Bau eines Demonstrationssystems. Dieser Mix ist es, der Robotik für mich zu einem spannenden Forschungsgebiet macht.

Wie bist du zu diesem Thema gekommen?

Im amerikanischen "Graduate School"-System legt man sich normalerweise erst spät auf ein Forschungsthema fest. Zuerst bewirbt man sich an den Universitäten und wird dann (hoffentlich) irgendwo angenommen. Danach belegt man Kurse und trifft sich mit der Fakultät, um potenzielle Betreuer und Arbeitsgruppen ausfindig zu machen. Viele Studenten legen sich selbst bei der Wahl des betreuenden Professors noch nicht auf ein Thema fest, sondern verbringen einige Monate mit der Themenfindung.
 
Meinen Professor kannte ich schon durch das Praktikum. Kurz nach meiner Ankunft hatte er für ein recht spezifisches Forschungsprojekt eine Stelle zu besetzen. Ich habe nicht lange überlegt und spontan dieses Projekt als Ausgangspunkt für meine Arbeit angenommen. Das hatte den Vorteil, dass ich zügig mit praktischer Arbeit beginnen konnte - und den Nachteil, dass ich jetzt meine Kollegen beneide, die sich erstmal ein Jahr lang "einlesen".

Was ist für dich an deinem Promotions-Modell besonders positiv oder negativ?

Positiv am amerikanischen "Graduate School"-Modell ist vor allem, dass die Bewerbung an der Universität unabhängig von der Wahl des Forschungsthemas geschieht. So hat man die Möglichkeit, ein paar Monate unverbindlich am Forschungsbetrieb teilzunehmen, bevor man sich festlegt. Generell ist die Promotion hier flexibler: Der Titel der "Thesis" wird nicht am Anfang festgelegt, sondern ergibt sich am Ende aus der Summe der erreichten Forschungsergebnisse. Natürlich muss man sich trotzdem vor der Bewerbung genau über die Fakultät und Forschungsthemen informieren.
 
Die meisten Ph.D.-Programme in den USA haben ein Master-Programm explizit oder implizit "eingebaut". Das kann sowohl von Vorteil als auch von Nachteil sein: Einerseits bekommt man so in den ersten Semestern in verschiedenen Kursen die Gelegenheit, sich spezialisiertes Wissen anzueignen oder sich in ein neues Fachgebiet einzuarbeiten. Andererseits ist genau das ein Nachteil für diejenigen, die es eilig haben.
 
Eile sollte man grundsätzlich nicht haben, wenn man einen Ph.D. in den USA anstrebt. Je nach Universität, Fachgebiet und Professor dauert es nämlich recht lange. Ich strebe eine Studiendauer von vier bis fünf Jahren an, was in meiner Arbeitsgruppe etwa dem Durchschnitt entspricht. In den Geisteswissenschaften soll es aber immer wieder Studenten geben, die erst nach zehn Jahren fertig werden. Die lange Studiendauer erklärt auch die hohe Abbrecherquote.

Auf welche Hindernisse bist du gestoßen und wie hast du sie bewältigt?

Das einzige Hindernis auf dem Weg nach Cornell war der Bewerbungsprozess. Wer einmal angenommen wurde, muss sich dann in der Regel keine Sorgen mehr machen. Ein Visum bekommt man als Deutscher meistens problemlos. Und die Finanzierung wird von den meisten Universitäten garantiert. Letzteres sollte man allerdings nicht überbewerten: Das heißt nur, dass man im Notfall mit Lehrtätigkeiten irgendwie "durchgeschleppt" wird. Wer gleich mitsamt Stipendium kommt, hat schon bei der Bewerbung einen klaren Vorteil.

Im Voraus ein Stipendium zu ergattern ist für Deutsche gar nicht so einfach: Die meisten Stipendiengeber stören sich daran, dass man das Thema der Promotion noch nicht kennt. Es gilt generell der Eindruck, dass amerikanische Universitäten "reich" sind und ein Stipendium daher nicht nötig ist. Amerikaner haben es da einfacher. Hier werden die meisten Stipendien (auf Englisch "fellowship") unabhängig von der Finanzlage vergeben. Es zählt nur die fachliche und persönliche Qualifikation.

Wie gut betreut dich dein Professor?

Da wir in unserem "Lab" (eine Art Großraumbüro inklusive Werkstatt und Konferenzraum) eine Kaffeemaschine haben, läuft mein Professor täglich mindestens dreimal an meinem Arbeitsplatz vorbei. Das ist eine gute Gelegenheit für Gespräche über mein Projekt, andere Projekte in der Arbeitsgruppe und manchmal auch über Privates. Dass sich unsere (etwa zwölfköpfige) Arbeitsgruppe einen Raum teilt, sorgt natürlich für eine ganz andere Arbeitsatmosphäre als in der theoretischen Forschung, wo man in der Regel alleine arbeitet.
 
Hinzu kommen regelmäßige Treffen: Jeden Montag trifft sich meine Arbeitsgruppe zum "Lab Meeting". Dabei präsentiert jede Woche ein anderer Student seine Arbeit. Einmal wöchentlich hat jeder Student auch ein persönliches Treffen mit dem Professor - welches in der Regel am Whiteboard neben der schon erwähnten Kaffeemaschine stattfindet.
 
Entscheidungen über meine Arbeit oder Anschaffungen diskutieren wir in der Regel gemeinsam. Mein Professor kümmert sich um Vision und Finanzierung und ich kümmere mich um die praktische Umsetzung.

Was planst du nach deiner Promotion?

Wenn ich in etwa zwei oder drei Jahren meine "Thesis" verteidige, habe ich wahrscheinlich erst einmal genug von modularen Robotern. Dann würde ich mich gerne den großen Problemen der Menschheit widmen, die man nicht mit kleinen elektromechanischen Würfeln lösen kann. Ehemalige Kollegen sind mittlerweile Professor, Unternehmensberater oder Startup-Gründer. Irgendwann werde ich mich auch festlegen müssen...

Welche Tipps kannst du anderen (künftigen) Doktoranden mit auf den Weg geben?

Wenn du vorhast, einen Ph.D. an einer amerikanischen Universität anzustreben, solltest du das auf jeden Fall aus Begeisterung für die Forschung tun. Wenn du den Ph.D. als Karrierebeschleuniger in der Industrie siehst, bist du wahrscheinlich anderswo besser aufgehoben, wo die Promotion schneller zu schaffen ist.
 
Für einen Einblick ins Leben als "Graduate Student" kann ich jedem einen Besuch auf www.phdcomics.com nahelegen. Falls danach noch Fragen offen bleiben, findet sich bestimmt in der e-fellows.net-Gruppe Doktortitel von Professors Gnaden eine Antwort.

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