Mathematik-Studenten analysieren Corona-Infektionsdaten

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Die Corona-Krise beschäftigt viele Menschen. Auch die Studierenden an der TU Freiberg setzen sich mit den Auswirkungen der Pandemie auseinander. In Mathematikvorlesungen und -übungen analysieren sie dafür aktuelle Corona-Infektionsdaten aus Deutschland und erstellen Prognosen für die Zukunft.

Praxisnah studieren – das heißt nicht nur in der Forschung hautnah dabei zu sein, sondern auch anwendungsbezogenes Wissen zu lernen. Wie das funktioniert, zeigen aktuell die Mathematiker der TU Bergakademie Freiberg. Sie behandeln aktuell mit ihren Studierenden die Corona-Prognosen und Rechenmodelle. „Alle Modelle sind Systeme gewöhnlicher Differentialgleichungen mit Parametern. Diese lassen sich mit Hilfe von Parameterschätzungen und numerischen Lösungsverfahren berechnen und modellieren. Grundlagen, die bei uns bereits Mathematiker, Naturwissenschaftler und Ingenieure im Studium lernen“, erklärt Prof. Swanhild Bernstein.

Momentan bemühen sich Epidemiologien, Virologen und Mediziner weltweit empirisch weitere wesentliche Parameter des Verlaufs der Pandemie festzustellen, wobei diese von Land zu Land, aber auch von Region zu Region unterschiedlich sein können. „Zur Übung schauen wir uns die Corona-Infektionsdaten aus Sachsen an und erstellen Prognosen für die Infektionen in der nahen Zukunft“, erklärt Prof. Oliver Rheinbach. Mit Hilfe der  Ausgleichsrechnung bestimmen die Studierenden dafür unter anderem Parameter wie etwa die Ausbreitungsgeschwindigkeit. Mit diesen können sie anschließend selbst Modelle berechnen und erstellen.

Zur Darstellung nutzen sie sogenannte SIR-Modelle. Sie teilen die gesamte Population in Infizierbare (engl. Susceptibles), Infizierte (engl. Infective) und Ausgeschiedene (engl. Recovered – genesen oder verstorben) ein. Damit lassen sich Epidemien und andere biologische, technisch-physikalische aber auch soziale Vorgänge beschreiben. Die Modelle nutzen unter anderem auch die Wissenschaftler am Robert Koch-Institut für ihre Vorhersagen.

"Wir sind immer noch am Anfang der Epidemie in Deutschland, das heißt, ohne eindämmende Maßnahmen würden wir sehr schnell wieder das exponentielle Wachstum der Infektionszahlen von Anfang März bekommen. Die aktuelle Phase ist besonders kritisch, auch für die Modellvorhersagen. Denn nach den strengen Maßnahmen der vergangenen Wochen wissen wir noch nicht, wie sich die beschlossenen Lockerungen auswirken werden. Es ist zu befürchten, dass die Infektionszahlen wieder schneller steigen werden. Wir müssen hoffen, dass die neuen Maßnahmen (Tragen von Mundschutz und demnächst die Verfolgung per App) zusammen mit einer noch disziplinierteren Distanzwahrung die Lockerungen kompensieren können", so Prof. Rheinbach.

Weitere Informationen unter: https://www.youtube.com/watch?v=ordwF-olzR0&feature=youtu.be

Ansprechpartner: 
Prof. Oliver Rheinbach, Tel.: 03731/39-3279 und Prof. Swanhild Bernstein, Tel.: 03731/39-2955