Jörg Fehr - Institut für Werkzeugmaschinen

Erfahrungsbericht zum IAS in Madison
Jörg Fehr
Erfahrungsbericht
ISAP –Austauschprogramm
zwischen dem
Institut für Werkzeugmaschinen, Universität Stuttgart
und dem
Mechanical Engineering Department, University of Wisconsin, Madison
Von Jörg Fehr
Erfahrungsbericht zum IAS in Madison
Jörg Fehr
Durch das Austauschprogramm habe ich viele neue Erfahrungen gemacht.
Der Wissenszuwachs durch die neue Umgebung und das erweiterte Angebot war enorm.
Der Austausch mit Kommilitonen verschiedenster Kulturrichtungen war sehr hilfreich und
interessant. Durch das ständige Arbeiten an Projekten und Hausaufgaben in Gruppenarbeit,
war das Kennen lernen von Mitstudenten einfach. Gerade bei solchen Projekten lernte man
die unterschiedlichsten Arbeitsweisen und das Herangehen an Projekte kennen.
Die Zeit hier in den USA vergeht einfach wie im Flug und jede Woche lernt man mehr und
wird sicherer in der Fremde.
Vorbereitung und Ankommen in den USA:
Plant man in den USA zu studieren ist es sinnvoll den TOEFL (Test of English for Foreign
Language Speaker) frühzeitig abzulegen. Der TOEFL ist mit Schulenglisch gut zu
bewältigen, wobei eine gute Vorbereitung hilft gute Ergebnisse zu erzielen. Nach der Zusage
vom Institut für Werkzeugmaschinen musste ich noch den GRE ablegen. Der GRE besteht
aus einen mathematischen und einem sprachlichen Teil. Wobei der sprachliche Teil
wesentlich schwieriger ist, als der mathematische. Der sprachliche Teil ist selbst für
gebürtige Amerikaner nicht einfach und wurde für mich zu einer fast unüberwindbaren Hürde.
Das Graduate Committee, hier am Mechanical Department, erlaubte mir jedoch, trotz 10
Punkten weniger, mit dem Studieren zu beginnen. Es ist sinnvoll sich zur Vorbereitung auf
den GRE schon lange vorher und intensiv mit der Englischen Sprache zu beschäftigen. Eine
gute Möglichkeit hierfür ist die Homepage der BBC. Dort gibt es eine Englischlernsektion und
das tägliche Studium der „NYtimes.com“ ist empfehlenswert.
Nachdem die mündliche Zusage aus Madison kam und alle Teilnehmer des ISAP
Programms aus Stuttgart angenommen waren, war es eine ziemliche Odyssee bis wir die
schriftlichen Unterlagen aus Madison erhielten, um damit unser VISA beantragen zu können.
In Madison wurde vergessen uns wichtige Unterlagen nach Deutschland zu schicken. Kurz
vor der Abreise waren die Papiere jedoch vor Ort und das VISA konnte beantragt werden.
Am 10. August flog ich nach Amerika.
Madison ist 2,5 Stunden entfernt von Chicago. Die Universität gehört mit 46 000 Studenten
zu den zehn großen Universitäten Amerikas und hat einen sehr guten Ruf für Maschinenbau
und andere Ingenieurwissenschaften. Der Campus liegt zwischen zwei Seen und es gibt
sehr viel Natur und ein großes Angebot an sportlichen Aktivitäten wie Segeln, Kajak fahren
usw. Madison ist eine sehr liberale und sehr sichere Stadt. Die ersten zwei Wochen haben
mir sehr gut gefallen. Als ich jedoch an einem Donnerstag zum Internationalen Studenten
Service musste wegen meiner VISA Unterlagen (eigentlich nur eine Formalität), fiel mir auf,
dass mir in Deutschland beim Konsulat ein J1 VISA anstatt eines F1 VISA, wie beantragt,
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gegeben wurde. Das ISS sagte mir, dass ich so schnell wie möglich nach Kanada ausreisen
müsse um mit neuen Dokumenten noch einmal die USA einzureisen zu können. Das war
zuerst ein großer Schock für mich, da ich kein Auto habe und ein Flug nach Kanada an die
700 $ gekostet hätte. Nach einigen Recherchen fand ich dann heraus, dass es möglich ist
mit Hilfe in einer 11 stündigen Busfahrt für 80$ nach Detroit zu kommen. Ein Freund von mir
arbeitete dort gerade als Praktikant und bot mir sofort seine Hilfe an. Er holte mich vom
Busbahnhof ab, fuhr mit mir über die Kanadische Grenze und half mir, als es darum ging mit,
den neuen Unterlagen wieder in die USA einzureisen. Nach bangen 30 Minuten bekam ich
neue Einreiseunterlagen sowie den, von der Universität benötigten, Stempel und durfte
wieder in die USA einreisen.
Nach diesen Erfahrungen empfehle ich allen Nachfolgern spätestens 2,5 Monate vor Abflug
einen Termin bei der Botschaft zu reservieren um sicher gehen zu können, dass alle
Unterlagen rechtzeitig ankommen. Außerdem sollte man das VISA und I-20 Zeile für Zeile
kontrollieren, damit alle Angaben stimmen.
Krankenversicherung:
Durch die Anstellung als Research Assistant ist man automatisch ab September
krankenversichert. Zusätzlich habe ich eine Auslandskrankenversicherung in Deutschland
abgeschlossen. Inwieweit die Auslandskrankenversicherung notwendig war, kann ich nicht
beurteilen, da ich nie ernsthaft krank war und nie eine Leistung in Anspruch nehmen musste.
Flug:
Ratsam ist es ein Ticket zu buchen, welches sehr flexibel bei Umbuchungen ist. Plant man
nicht über Weihnachten zurück zu kommen, würde ich ein „One-Way-Ticket“ empfehlen.
Ebenso ist es sinnvoller nur nach Chicago zu fliegen und von dort mit dem „Van-Galder-Bus“
nach Madison zu fahren. Der „Van-Galder-Bus“ fährt im zweistündigen Rhythmus ins Herz
von Madison.
Unterkunft:
Um eine gute Wohnung zu bekommen, ist es ratsam sich frühzeitig mit seinen Vorgängern in
Verbindung zu setzen, da diese oft einen Nachmieter suchen und sich gut auf dem
Wohnungsmarkt auskennen. Sollte man vorher noch keine Wohnung gefunden haben,
empfiehlt es sich vor dem 15. August einzureisen, weil alle Mietverträge auf den 15. August
datiert sind. Die westliche Seite von Madison ist näher am Engineering Campus. Auf der
östlichen Seite von Madison, die Mieten jedoch meist günstiger. Ich wohnte östlich vom
„Capitol“. Die Wohnung war zwar etwas weiter entfernt von der Universität, jedoch sehr
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günstig und ich hatte nette Mitbewohner aus allen verschiedenen Ländern.
Freizeit:
Das Freizeitangebot in Madison ist riesig. In meinen Augen ist der Hoofer Club das Highlight.
Der Hoofer Club besteht aus einem Segel-, Kletter-, Tauch-, Ski-, Reit- und Outdoorclub. An
fast jedem Tag werden verschiedene Aktivitäten angeboten. Eine weitere Gelegenheit neue
Leute kennen zu lernen ist es in der „Intramural League“, der Universität, Fußball oder
Frisbee zu spielen. Ich habe sowohl Fußball wie als auch Frisbee gespielt. Unser kulturell
bunt gemischtes Fußballteam gewann die Universitätsmeisterschaft. Es war eine tolle
Erfahrung mit so vielen verschiedenen Menschen Sport zu treiben.
In Madison werden ebenso viele Konzerte und kulturelle Veranstaltungen angeboten. Es gibt
für jeden das passende Angebot. So finden im Sommer immer regelmäßig Open Air
Konzerte an der Universität statt, welche gut besucht und sehr interessant sind.
Madison ist aber auch für seine Kneipen und Bars bekannt. So wurde Madison zur
Partyschule Nummer 1 in den USA gewählt.
Geld:
Am einfachsten ist es bei der University of Wisconsin Credit Union ein Konto zu eröffnen. Die
Bank stellt eine Debit Card zur Verfügung und mit dieser kann man alle Geldgeschäfte
erledigen. Um Geld von einem deutschen Konto abzuheben empfiehlt es sich, eine EC Karte
anstatt einer Credit Karte zu verwenden. Da man in den ersten Monate kein Geld von der
Universität bekommt, sollte man einiges Geld von Deutschland mitbringen für Kaution, Auto
bzw. Fahrradkauf usw..
Verpflegung:
Das Essen, das bei einer amerikanischen Universität angeboten wird, ist nicht mit dem einer
deutschen Mensa zu vergleichen. Das Essen, welches dort angeboten wird, ist typisch
amerikanisches Fast Food Essen. Die kostengünstigste und sinnvollste Alternative ist selbst
zu kochen. Die günstigen Supermärkte Aldi und Woodmanns, sind in den Randgebieten von
Madison. Um dort einzukaufen sollte man jedoch ein Auto haben. Oft ergibt sich jedoch die
Möglichkeit mit Zimmerkollegen zusammen einkaufen zu fahren.
Fortbewegen in Madison:
Madison ist eine der Fahrrad freundlichsten Städte in den USA. Ein Fahrrad ist das
ideale Fortbewegungsmittel in Madison. Für Studenten ist das Busfahren in der
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ganzen Stadt umsonst und die Busse fahren bis spät in die Nacht so ist ein Auto
wirklich nicht notwendig, zumal es wirklich schwierig ist einen Parkplatz an der Uni zu
finden.
Nebentätigkeit als Tutor:
In meiner Freizeit war ich Tutor für Mathematik für Undergradstudent bei GUTS (Greater
University Tutoring Service). GUTS ist eine Organisation, die Nachhilfe für Undergrads
organisiert. Sie suchen Studenten, die sich jede Woche zwei Stunden mit einer Gruppe
treffen und den Undergrads Nachhilfe geben. Ich habe das Unterrichten als eine gute
Gelegenheit empfunden meine Fähigkeiten als Lehrer und auch meine Englischkenntnisse
zu verbessern.
Studium:
Das Studieren in den USA unterscheidet sich doch sehr von dem studieren in Deutschland.
So sehen sich die Professoren in den Vereinigten Staaten mehr als Dienstleister für die
Studenten. Sie finden meistens Zeit für aufkommende Fragen der Studenten, wobei hier in
den USA die Studentenzahl pro Professor jedoch auch wesentlich geringer ist.
Durch das andere Benotungssystem ist man gezwungen, sich von Anfang an kontinuierlich
mit dem Stoff zu beschäftigen. Man bekommt regelmäßig Hausaufgaben und muss diese
meist nach 1-2 Wochen Bearbeitungszeit wieder abliefern. Aus den Leistungen
(Hausaufgaben und eventuellen Prüfungen am Ende des Semesters) wird dann die Note für
den Kurs ermittelt. Dadurch das alle Abschlussprüfungen in der letzten Woche des Semester
stattfinden und die Abschlussprüfungen einen wesentlich geringeren Umfang als eine
Deutsche Prüfung haben, gibt es keine zwei bis dreiwöchige intensive Vorbereitung auf eine
Prüfung. Die Vorlesungen sind im allgemeinen wesentlich praktischer ausgelegt, da man in
den Hausaufgaben das Gelernte sofort umsetzten muss.
Der Arbeitsaufwand pro Vorlesung ist hier in den USA wesentlich höher als in Deutschland.
So gibt es Vorlesungen, in denen man Projekte vom erheblichen Arbeitsaufwand bearbeiten
muss und so die Universität nur zum Schlafen verlassen werden kann.
Kurse:
Fall Semester:
Introduction to Robotics (ME/ECE 439) 3 credits (4 SWS) Prof. Ferrier, Grade A
In diesem Kurs standen die fundamentalen Konzepte für die Arbeit mit Robotern im
Mittelpunkt. Am Anfang beschäftigten wir uns mit der Kinematik und Dynamik von Robotern.
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Im Anschluss daran mit Bahnplanung für Roboter und zum Ende der Vorlesung wurden
Sensoren behandelt. Bei den Sensoren wurden hauptsächlich die visuellen Sensoren
thematisiert. Der Kurs kann sowohl von „gradstudents“ wie auch von „undergrads“ gehört
werden und war nicht wirklich schwierig. Viele Themen wurden nur sehr kurz und
oberflächlich angesprochen, da es für jedes Thema mehrere Spezialvorlesungen gibt. In
„Robotics“ hatten wir 4 Hausaufgaben, 3 Labore, 1 Midterm (Prüfung in der Mitte des
Semester) und ein Final Project. Professorin Nicola Ferrier ist meine Advisorin und betreut
hier in Madison meine Master Thesis. Als Final Project für Robotics konnte ich dann ein Teil
der Arbeit an meiner Thesis verwenden. In meinem Final Project simulierten wir einen 2-LinkRoboter und versuchten, den Roboter mit Hilfe von nur zwei einzelnen Drehmomentpulsen
an den zwei Motoren den Endeffektor auf einer geraden Linie zu bewegen.
Computational Fluid Dynamics (ME 573) 3 credits (4 SWS) Prof. Rutland, Grade A
Da ich in Deutschland nie Thermodynamik oder Fluiddynamik besuchtt hatte und ich an
diesen Themen interessiert war, beschloss ich hier in den USA bei Prof. Ruthland den Kurs
über Computational Fluid Dynamics zu besuchen. Nach der ersten Stunde war ich jedoch am
zweifeln. Am Ende der ersten Stunde gab es einen kurzen Test, womit der Professor testen
wollte, wie viel Vorwissen wir für den Kurs hatten. Die Fragen waren sehr kompliziert und
auch die englischen Fachbegriffe bereiteten mir teilweise Schwierigkeiten. Nach der ersten
Woche war ich jedoch mit der Notatation und den Fachausdrücken vertraut und es war kein
Problem, dem Kurs zu folgen. Dieser vermittelt die Grundlagen der Numerik und
Strömungslehre und geht dann über zu der Simulation von gängigen Problemen der
Strömungslehre. Der Kurs ist sehr arbeitsintensiv. Für die 5 Hausaufgaben, die 1-2 Wochen
Zeit in Anspruch nehmen, benötigte ich teilweise über 20 Stunden. Am Ende des Kurses
waren noch zwei größere Projekte zu bewältigen. Durch die Theorie-Praxis-Verknüpfung war
der Lernerfolg jedoch sehr groß. Prof. Rutland hatte immer ein gutes Gespür für eventuelle
Problemquellen und hat bereitwillig alle Fragen während, aber auch außerhalb, der
Vorlesung beantwortet. So konnte man wirklich zu jeder Zeit an seine Tür klopfen und mit
ihm über die Hausaufgaben oder Projekte sprechen.
ME/ECE 746 Dynamics of Controlled Systems. 3 credits (4 SWS), Prof Lorenz Grade A
Dynamics of Controlled System ist einer der anspruchsvollsten Regelungstechnikkurse hier
an der Universität in Madison. Prof. Lorenz hat ein anderes Verständnis der
Regelungstechnik als viele seiner Kollegen. So war der Kurs sehr verschieden im Vergleich
zu den Regelungstechnikkursen in Deutschland. Im Gegensatz zu vielen Kursen in
Deutschland welche sehr mathematisch orientiert sind ist der Kurs von Prof. Lorenz viel mehr
physikalisch orientiert. Regelungstechnische Grundsätze werden einem anhand von
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physikalischen Analogien und physikalischen Grundsätzen erklärt. Der Kurs hat mir sehr viel
gebracht, da man einen hervorragenden Einblick in das Entwerfen von Reglern bekommt
und welche Grundsätze beim Entwurf von Regelungen beachtet werden müssen.
Besonderen Wert legte Prof. Lorenz auf die praktische Implementierbarkeit und auf die
Robustheit der Regler. Neben dem Reglerentwurf wurde auch eingehend der Entwurf von
Beobachtern besprochen. Für den Kurs mussten 4 Hausaufgaben, ein Midtermprojekt und
ein Finalprojekt abgeliefert werden. Der Zeitaufwand für Hausaufgaben und Projekte war
sehr hoch (Minimum 30 Stunden Bearbeitungszeit). Der abzugebende Bericht musste nach
den Standard des IEEE formatiert sein und durfte 5 Seiten auf keinen Fall überschreiten.
Prof. Lorenz wollte uns damit auf die spätere industrielle Praxis vorbereiten, in der man sich
immer kurz und präzise ausdrücken muss, was angesichts der Stofffülle nicht ganz einfach
war. Trotz des hohen Arbeitsaufwands war diese Vorlesung innerhalb meines ganzen
Studiums sicherlich eine der lehrreichsten.
ME 901 Graduate Seminar, 1 credits (1 SWS), Prof Hobson Grade A
Neben meinen regulären Vorlesungen besuchte ich noch das Graduate Seminar, das einmal
pro Woche während der Mittagspause stattfand. Hierbei stellten Gastredner aus
unterschiedlichsten Themenbereichen eine Stunde lang ihre Researchprojekte vor. Das
Themenspektrum reichte von der Messung von Verbrennungsprozessen über Konzeption
eines
Fernwärme/
Elektrizitätsprinzips
für
eine
Universität
bis
zum
atomaren
Brennstoffkreislauf. Die meisten Seminare gewährten einen sehr interessanten Einblick in
diese Themenbereiche.
Spring Semester:
ME 739 Advanced Robotics and Automation, 3 credits (4 SWS), Prof. Ferrier, Grade A
Im Nachfolgekurs von Introduction to Robotics ging es hauptsächlich um die Regelung von
Robotern. Mit den Hausaufgaben bildete man sich eine Toolbox für die Simulation und
Regelung von Robotern. Weitere Punkte waren Visual Servoing, Haptic Devices,
Trajektorienplanungn und Probalistic Roadmaps. Die Hausaufgaben waren meist in einem
sinnvollen Zeitrahmen machbar. Die Note setzte sich aus den erbrachten Leistungen der
Hausaufgaben zusammen.
ME 901 Graduate Seminar, 1 credits (1 SWS), Prof Hobson Grade A
Im Graduate Seminar hörten wir wieder Vorträge von verschiedensten Fachrichtungen des
Maschinenbaus wie z.B. über Mikro-Roboter, Virologie, Pathfinding, Biomedizin usw.. Die
Vorträge waren meistens interessant und für 100% Anwesenheit bekam ich ein A.
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International Studies 601 Introduction to Global Studies, Prof. Curtin Gasthörer
Als Gasthörer hörte ich diese Vorlesung weshalb ich keine credits für den Besuch bekam.
Jedoch hat mich das Thema sehr interessiert und Prof. Curtin war so nett mich an der
Vorlesung teilnehmen zu lassen. In der Vorlesung wurden die Aspekte einer globalisierten
Welt besprochen. Durch das Lesen verschiedener Bücher und Artikel und der Diskussion
darüber bekam man ein sehr gutes Wissen über die Folgen der Globalisierung.
Für mich als Maschinenbauer in einer Vorlesung für Studenten mit Fachrichtung
Internationale Angelegenheiten, war diese Vorlesung eine ganz neue Erfahrung – eine gute
Abwechslung zum Ingenieurstudium.
Summer Semester:
English 327 Professional & Academic Writing Skills, 2 credits (1 SWS), Prof. Fisher
Diesen Sommer höre ich Professional & Academic Writing um meinen Schreibstil zu
verbessern. Bisher ist der Kurs sehr interessant und ich lerne viel Neues über den Aufbau
und den Inhalt von einem Schreibprojekt.
Master Research Prof. Ferrier, RISL Lab:
Im Januar fing ich mit der Forschung für meine “Master Thesis” an. Das Thema der Arbeit ist:
“Motion Shapping with the help of torque pulses.” In der Arbeit geht es darum, die optimale
Reihung von Momentenpulsen zu finden. Die Reihung von Momentenpulsen erlaubt es einen
Roboter so zu steuern, dass er in der Lage ist, einen Tischtennisball autonom zu steuern.
Die
Arbeit
ist ein Anschlussprojekt
an eine
Doktorarbeit.
Die
Optimierung
von
Momentenpulsen wird mit Hilfe eines Genetic Algorithm durchgeführt. Ein großer Teil der
Arbeit besteht in der Modellierung und Simulation des Roboters. Die Arbeit macht mir viel
Spaß und die Zusammenarbeit mit meinen Kollegen ist konstruktiv und das Arbeitsklima sehr
angenehm. Ich werde die Arbeit bis Ende August fertig stellen und dann zurück nach
Deutschland gehen.
Ich bedanke mich beim DAAD recht herzlich für die Möglichkeit in einem Jahr soviel Neues
und Interessantes zu lernen. Ebenso möchte ich mich besonders beim Institut für
Werkzeugmaschinen für das Aufrechterhalten des Austauschprogramm bedanken. Einen
besonderen Dank an Frau Krug, welche mir immer hilfreich zur Seite stand und ebenso
einen Dank an meine Familie und Freundin, die immer voll hinter mir standen und mir bei
Vielem geholfen haben.
Mit freundlichen Grüssen
Jörg Fehr
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