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Isabell Wochner – Doktorandin am Institute for Modelling and Simulation of Biomechanical Systems an der Universität Stuttgart zum Phänomen der menschlichen Bewegung: „Eine Promotion ist mehr als ein klassischer nine-to-five Job.“

Isabell Wochner, 28, promoviert am Institute for Modelling and Simulation of Biomechanical Systems der Universität Stuttgart zum Phänomen der menschlichen Bewegung. Im Interview mit Hochschul-Job.de verrät sie, was sie an ihrer Forschung besonders fasziniert, welche Tätigkeiten abseits der Forschung ihren Arbeitstag bestimmen, wie sie ihre Rolle als Frau in ihrem Forschungsgebiet sieht und was ihrer Meinung nach der größte Stolperstein auf dem Weg zu einer Promotion ist.

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Isabell Wochner – Foto: Fun Digital Stuttgart-Vaihingen

Frau Wochner, Sie promovieren am Institute for Modelling and Simulation of Biomechanical Systems der Universität Stuttgart. Können Sie umreißen, was sich hinter diesem Fachbereich verbirgt?

Wochner: Es geht bei uns am Institut darum, menschliche Bewegungen zu modellieren und zu simulieren. Wir wollen die menschlichen Bewegungen besser verstehen und dazu modellieren wir zum Beispiel ein Ganzkörpermodell. Vielleicht ist es verständlicher, wenn ich von den späteren Anwendungsgebieten unserer Forschung berichte. Eines sind beispielsweise Fahrzeugsimulationen bei Crash Tests. Da haben wir Menschenmodelle, die in einem Simulationsfahrzeug sitzen und wir wollen verstehen, welche möglichen Verletzungsrisiken sich für den Menschen ergeben. Ein weiteres konkretes Anwendungsbeispiel ist eine Kooperation, die wir mit der Queensland University of Technology in Australien und Mediziner:innen des Centre of Children’s Healthcare haben. Da arbeiten wir mit Mediziner:innen zusammen, die zum Beispiel Kinder mit einer verkrümmten Wirbelsäule operieren.

Zukünftig wollen wir zusammen vor den Operationen untersuchen, welche Auswirkungen der Einsatz eines Implantates hat und welche Kräfte dann auf die Verkrümmung der Wirbelsäule wirken. So etwas können wir anhand von Simulationen erforschen.

Welches Studium eignet sich, um an Ihrem Institut arbeiten zu können?

Wochner: Ich habe Simulationstechnik studiert, aber Kolleg:innen aus meiner Arbeitsgruppe kommen zum Beispiel aus der Medizintechnik, der Physik oder der technischen Kybernetik. Wir sind sehr bunt gemischt.

Woran forschen Sie konkret im Rahmen Ihrer Doktorarbeit?

Wochner: Ziel meiner Promotion ist es, die menschlichen Bewegungen und die zugrunde liegenden Prinzipien, vor allem das Optimalitätsprinzip, zu verstehen. Wenn man sich zum Beispiel eine zielgerichtete Armbewegung vorstellt, also wenn ich hier dieses Glas Wasser greife, dann gibt es tausend Möglichkeiten, wie wir Menschen diese Bewegung ausführen könnten. Experimente zeigen aber, dass Bewegungen von einem Großteil der Ausführenden meist auf eine bestimmte Weise erfolgen. Daraus ergibt sich die Hypothese, dass durch Evolution und Lernen ein gewisses Optimalitätsprinzip angenommen wird, das der Bewegung zu Grunde liegt. Ich möchte mit meiner Forschung nun herausfinden, was diese zugrunde liegenden Prinzipien für eine Bewegung sind und diese dann in einer Simulation reproduzieren. Dabei muss eine Bewegung präzise, robust und wenn möglich effizient sein.

Welchen Mehrwert erhoffen Sie sich aus dieser Forschung?

Wochner: Das ist natürlich Grundlagenforschung. Ziel ist es, die Menschenmodelle und Modellierungen zu verbessern. Wenn wir das auf die Fahrzeugsicherheit anwenden, sitzt das Modell ja nicht einfach nur passiv im Auto, sondern wir simulieren einen Fahrenden mit den zugehörigen Bewegungen. Oder wir modellieren zum Beispiel einen Fußgänger/eine Fußgängerin, der/die an einem Auto vorbeiläuft. Diese Modelle müssen irgendwie angesteuert werden und dazu dienen die Erkenntnisse meiner Forschung.

Wie läuft Ihre Forschung ab?

Wochner: Ein Teil ist tatsächlich, dass ich sehr viel modelliere und implementiere. Das heißt, ich schreibe Software-Code, dann setze ich verschiedene Experimente in der Software auf und vergleiche das schlussendlich mit experimentellen Daten oder mache hypothetische Gedankenexperimente in der Simulation. Kürzlich wollte ich untersuchen, wie uns unsere Muskeln bei Bewegungen helfen. Dafür habe ich zwei Modelle aufgebaut, ein normales Menschenmodell mit Muskeln und ein Menschmodell, für das ich Drehmoment-Aktuatoren, wie man das aus der klassischen Robotik kennt, angenommen habe. Mit dieser Versuchsanlage konnte ich untersuchen, was wäre, wenn wir keine Muskeln hätten, was würde dann besser oder schlechter funktionieren.

Was fasziniert Sie an Ihrer Forschung am meisten?

Wochner: Was mich sehr fasziniert ist, wie großartig Muskeln als Antrieb sind. Wenn man sich anschaut, was Roboter heutzutage können, ist das noch weit entfernt von den Bewegungsabläufen, die der Mensch leisten kann. Menschliche Bewegungen sind komplex und vielfältig. Wir können schnell rennen, hochhüpfen, wir sind aber auch unglaublich robust. Unsere Hypothese ist, dass ein Großteil davon an den Muskeln selbst liegt, und das fasziniert mich.

Wie kam es zu Ihrer Entscheidung eine Promotion zu machen?

Wochner: Ich habe meine Masterarbeit bereits hier an unserem Institut geschrieben und das hat mir sehr gut gefallen. Nach meiner Masterarbeit habe ich mich auf verschiedene Stellen beworben, in der Industrie aber eben auch hier an der Universität auf ein Projekt. Letztendlich hat mich das Thema hier am meisten gereizt und deswegen habe ich mich für die Promotion entschieden.

Würden Sie gerne langfristig in der Wissenschaft bleiben oder tendieren Sie eher dazu nach der Promotion in die Industrie zu gehen?

Wochner: Im Moment kann ich mir beides vorstellen, sowohl in der Wissenschaft zu bleiben als auch in der Industrie nach Stellen zu suchen.

Können Sie einen klassischen Arbeitstag am Institut beschreiben?

Wochner: Einen ganz klassischen Arbeitsalltag gibt es gar nicht. Wenn ich nicht gerade auf einer Konferenz oder einem Hackathon (Das Wort Hackathon setzt sich aus den Bestandteilen Hacken und Marathon zusammen. Gemeint ist damit eine Veranstaltung zur kollaborativen Hard- und Softwareentwicklung – Anmerk. Red.) bin, dann versuche ich morgens konzentriert ein paar Stunden zu arbeiten, Paper zu lesen und Paper zu schreiben oder Code zu implementieren. Danach geht es dann weiter mit Meetings mit Studierenden, die ich betreue, oder mit Kolleg:innen, mit denen ich an gemeinsamen Projekten arbeite. Im Wintersemester gebe ich auch immer Lehre.

Ist eine 40-Stunden-Woche bei Ihnen realistisch?

Wochner: Natürlich gibt es Wochen oder Tage, an denen man mehr arbeitet und es stressiger ist, gerade wenn Deadlines anstehen. Aber ich versuche dann auch den Ausgleich wieder hinzukriegen. Eine Promotion ist mehr als ein klassischer nine-to-five Job. Ich mache ja auch meinen eigenen Abschluss und die Arbeit macht mir Spaß. Ich bin nicht nur angestellt, um irgendwas abzuarbeiten, sondern ich habe Lust Dinge auszuprobieren.

Wie empfinden Sie den Spagat zwischen Lehre und Forschung? Ist das ein willkommener Ausgleich oder eher anstrengend?

Wochner: Die Lehre macht auf jeden Fall Spaß! Anstrengend kann es natürlich dann sein, wenn man Forschungsdeadlines hat. Dann muss man sich die Zeit ein bisschen besser einteilen, aber prinzipiell gefällt mir die Lehrtätigkeit gut und es gibt mir ein schönes Gefühl, meine Forschung in abgespeckter Weise an die Studierenden zu vermitteln.

Was bestimmt Ihren Arbeitstag abseits von Forschung und Lehre?

Wochner: Allem voran natürlich die Teilnahme an Konferenzen und das Halten von Vorträgen. Letzten Monat habe ich beispielsweise an einem Hackathon in Oslo teilgenommen, wo wir versucht haben, zwei Softwaretools aneinander zu koppeln. Die norwegischen Wissenschaftler:innen haben eine Simulationssoftware, die Signale im Motorcortex (Gehirn) simuliert und wir haben unsere Mehrkörpersimulationssoftware mit integrierten Muskeln. Wir haben nun versucht die beiden Tools zu koppeln, sodass die Stimulationssignale, die im Gehirn generiert werden, an die Muskeln gesendet werden und dadurch Bewegung erzeugt wird. Darüber hinaus habe ich mich als Promotionsstudentin hochschulpolitisch engagiert. Ich war Promovierendenvertreterin in der Graduiertenschule und dem Exzellenzcluster SimTech (Data-Integrated Simulation Technology – Anmerk. Red). Dieses Engagement war sehr interessant, weil man miterleben kann, was es für Gremienarbeit gibt und was an der Universität los ist. Einmal war ich auch Teil einer Berufungskommission, in der es darum ging, eine Professur auszuschreiben und neu zu besetzen.

Welche Themen haben Sie in dieser Zeit konkret für die Promovierenden bearbeitet?

Wochner: Für die Doktorand:innen haben wir zum Beispiel gemeinsame Wochenenden und regelmäßige Stammtische zur Vernetzung organisiert. Dann könnte es theoretisch natürlich passieren, dass Probleme mit dem Doktorvater oder der Doktormutter auftreten. Das war während meiner Zeit als Vertreterin zum Glück nie der Fall, aber in solchen Fällen wären wir dann als Vermittler:innen aufgetreten. Ein weiteres bestimmendes Thema ist, dass sich viele Doktorand:innen wünschen verstärkt „bottom-up“ an der Forschung beteiligt zu sein, um zum Beispiel vorzugeben in welche Richtung ein Exzellenzcluster in Zukunft gehen könnte, was spannende Themen sind, die man als nächstes bearbeiten könnte und, dass es die Chance gibt mehr Input nach oben weiterzugeben.

Wenn man sich durch die Webseite Ihres Instituts klickt, begegnet man vor allem männlichen Mitarbeitern. Wie sehen Sie Ihre Rolle als Frau im Fachbereich?

Wochner: Ich habe nach dem Abitur begonnen Simulationstechnik zu studieren und da war es bereits so, dass wir im Schnitt nur 20% Frauen waren. Das war am Anfang natürlich ungewohnt, aber man gewöhnt sich da relativ schnell dran und dann fällt es einem einfach gar nicht mehr auf. Wir haben schon im Studium Hausarbeiten zusammen geschrieben oder in Gruppen gelernt und dann hat man gar keinen Unterschied mehr gemerkt, ob da mehr Männer oder mehr Frauen dabei sind, sondern das war einfach normal zusammen zu arbeiten. Der Chef meiner Arbeitsgruppe ist sehr offen und sehr engagiert in diesem Bereich, also wir haben hier eine sehr gute Arbeitsatmosphäre im Team. Wir sind zwar in der Minderheit als Frauen, aber es fällt mir gerade in meiner Position nicht negativ auf. Was man berücksichtigen muss ist, je höher man in der Wissenschaftshierarchie geht, desto gravierender treten die strukturellen Herausforderungen des Systems zu Tage. Es ist einfach so, dass Menschen, die eine Familie gründen wollen, es sehr schwierig haben langfristig in der Wissenschaft zu bleiben. Das ist unabhängig vom Geschlecht und liegt daran, dass es nach der Promotion diese Phase gibt, in der man Post-Doc ist und versucht auf eine Juniorprofessur oder eine Professur hinzuarbeiten. Ich würde sagen, das ist die stressigste Phase der wissenschaftlichen Karriere und die fällt häufig mit der Phase zusammen, in der Leute eine Familie gründen wollen, was dann eine starke Doppelbelastung ergibt.

Was sind Ihrer Meinung nach die größten Stolpersteine, die einem während der Promotion begegnen?

Wochner: Ein großer Stolperstein kann die Anzahl und Qualität der Publikationen sein, die heutzutage von Promovierenden erwartet werden. Der gesamte Publikationsprozess kann ein sehr großer und langwieriger Prozess sein und es kann auch passieren, dass eine Publikation gänzlich abgelehnt wird. Wenn ich ein Paper schreibe und es bei einem Journal einreiche, dann geht der Text normalerweise erst einmal an einen Editor des Journals und der/die entscheidet dann welche zwei bis drei Reviewer (Gutachter:innen/Kritiker:innen – Anmerk. Red.) gut geeignet sind, um das Paper zu rezensieren und zu prüfen. Dieser Prozess bis überhaupt Gutachter:innen benannt werden, kann von Journal zu Journal vier bis fünf Monate dauern und die Gutacher:innen können sich dann wiederrum Zeit lassen das Paper intensiv zu prüfen sowie Kommentare und Feedback abzugeben. An dieser Stelle ist es auch möglich, dass das Paper abgelehnt wird. Das ist der worst case! Dann muss man überlegen, woran das lag, ob man das Feedback aufnimmt und das Paper so umschreibt, dass man es erneut einreichen kann. Im best case sind die Reviews gut und es kommen nur ein paar kleinere Kritikpunkte zurück. Dann lässt man zum Beispiel eine Simulation neu laufen, baut das in den Text ein und dieser wird dann in der Regel akzeptiert. Generell muss man diese Kritik immer erst ein bisschen sacken zu lassen. Am Anfang kann man das nur emotional betrachten, erst später kann man das auf einem objektiven Level anschauen und sich überlegen, ob die Kritik gerechtfertigt ist oder ob das Paper tatsächlich gar nicht verwertbar ist. Zweiteres war bei mir zum Glück noch nie der Fall. Einmal war es so, dass es berechtigte Kritik gab. Ich habe dann eine große statistische Analyse zusätzlich gemacht, viel umgeschrieben und das Paper erneut eingereicht. Man muss versuchen das ein bisschen sportlich zu nehmen. Es ist ja auch schön Feedback zu bekommen.

Wie ist das Verhältnis zu Ihrem Doktorvater? Unterstützt er Sie, wenn zum Beispiel ein redigiertes Paper zurückkommt?

Wochner: Ich habe eine wöchentliches Jour Fixe mit meinem Doktorvater und wir sprechen dann intensiv über meine Forschung. Wenn das Paper schreiben ansteht, machen wir das natürlich auch zusammen. Sollte eine Kritik zurückkommen, besprechen wir gemeinsam, was davon gerechtfertigt ist und wie wir es umsetzen wollen.

Ist diese engmaschige Betreuung Standard oder sind Sie damit privilegiert?

Wochner: In meiner Arbeitsgruppe ist das Standard. Aus anderen Gruppen kenne ich es aber auch, dass man sich nur zweimal im Jahr mit dem Doktorvater/der Doktormutter trifft. Wir haben einmal im Jahr Mitarbeiter:innengespräche und klären da ab, wie die Betreuung ablaufen soll. Die wöchentlichen Treffen haben für meinen Doktorvater und mich am besten gepasst. Wenn ich jetzt sagen würde, ich brauche mal zwei Monate, um nur für mich selbst zu arbeiten, dann wäre das auch vollkommen okay.

Würden Sie eine Promotion weiterempfehlen?

Wochner: Prinzipiell ja, wenn man Interesse hat sich in ein Thema intensiv einzuarbeiten und Lust hat drei Jahre an so etwas zu knobeln. Die Motivation für das Thema und für die Arbeitsgruppe müssen da sein.

Was würden Sie sich für das System der Promotion wünschen?

Wochner: Ich fände es großartig, wenn in der Gesellschaft mehr Leute wissen würden, was hinter dem Beruf Nachwuchswissenschaftler:in steckt. Auch mir selbst als Studentin ging es so und das teilen glaube ich viele, dass man denkt, die Nachwuchswissenschaftler:innen sind hauptsächlich dazu da, Lehre zu halten aber das ist eben nur ein ganz kleiner Teil meiner Arbeit. Ich mache noch viel mehr und wenn das ein bisschen mehr nach außen vermittelt würde, wäre das schön!

Was steht noch auf ihrer To-Do-Liste, bis Sie ihre Dissertation abschließen können?

Wochner: Mitte Juni haben wir eine Conference Deadline, zu der wir ein Paper einreichen wollen. Meine Arbeitsgruppe schreibt Paper sowohl für Journals als auch für Konferenzen. Bei Konferenzen muss man unterscheiden. Manchmal gibt es short paper, die nur zwei Seiten lang sind, aber in dem Fall ist es jetzt ein längeres Paper, das auch als Prüfpaper zählt. Ich habe vor kumulativ zu promovieren. Mit dieser Publikation hätte ich den Umfang für meine kumulative Promotion erreicht und müsste dann noch den Einleitungs-Mantel-Text schreiben. Aktuell bin ich auch noch in andere Projekten eingebunden und betreue Studierende. Das wird dann natürlich zum Abschluss gebracht. Bis Ende diesen Jahres will ich eine erste Version meiner Dissertation einreichen, aber ich bin dann auf jeden Fall noch bis Anfang nächsten Jahres am Institut.

Wo sehen Sie sich in zehn Jahren?

Wochner: Ich hoffe, dass ich in zehn Jahren auf jeden Fall ein spannendes Thema bearbeite, ob das jetzt in der Industrie oder in der Wissenschaft ist, kann ich im Moment nicht sagen aber ich hoffe, dass ich zusammen mit tollen Kolleg:innen an einem spannenden Projekt arbeiten kann.

Das Gespräch führte Redakteurin Carolin Heilig am 16.05.2022.

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