Professor Christian Kirches von der Technischen Universität Braunschweig forscht an der mathematischen Optimierung unter Unsicherheit. Sein Ziel ist es, durch die Entwicklung und Anwendung mathematischer Modelle optimale Entscheidungen in komplexen Systemen zu treffen. Diese Systeme finden sich unter anderem im autonomen Fahren, in intelligenten Stromnetzen und in der nachhaltigen Energieversorgung. TU Braunschweig berichtet, dass die mathematische Optimierung als Teilgebiet der angepassten Mathematik eine Schlüsselrolle spielt, um verschiedene Probleme in den Bereichen Automobilindustrie, Energiewirtschaft und Robotik zu lösen.
Ein zentraler Aspekt der Arbeit von Kirches ist die Optimalsteuerung dynamischer Prozesse, wo menschliche Intuition oft versagt. Anwendungsbeispiele hierfür sind Entscheidungsfindungen in Echtzeit, die in autonomen Fahrzeugen für Brems- und Lenkentscheidungen essentiell sind. Die Methodik sorgt dafür, dass auch komplexe Systeme, wie Verkehrs- und Stromnetze, effizient gesteuert werden können. Mathematik-Wiki hält fest, dass mathematische Optimierung weitreichende Anwendungen umfasst, von der Automatisierungstechnik bis zur Luft- und Raumfahrttechnik.
Projekte und Anwendungen
Ein aktuelles Projekt, das Kirches leitet, trägt den Titel „SCARCE“ und untersucht Optimierungsaufgaben in hierarchischen Netzwerkstrukturen. Ziel ist es, Algorithmen zu entwickeln, die komplexe Optimierungsprobleme effizient lösen können. Die gesammelten Ergebnisse werden nicht sofort in der Praxis umgesetzt, da die Forschung zunächst Grundlagen schafft. Kirches sieht in der Mathematik einen entscheidenden Faktor für die technologische Zukunft, insbesondere in Bezug auf intelligente Stromnetze und koordinierte Fahrzeugflotten.
Mathematische Optimierungsprobleme beinhalten typischerweise eine Zielfunktion und Entscheidungsvariablen sowie zusätzliche Restriktionen. Diese werden mathematisch als Optimierungsmodelle formuliert, die reale Sachverhalte abbilden. Dazu gehören auch Verschiedene Optimierungsprobleme, die je nach Modellklasse variieren können. Humboldt-Universität zu Berlin beschreibt, dass die optimierten Systeme nicht nur theoretische Modellierungen benötigen, sondern auch praktische Anwendungen in der Industrie erfordern.
Relevanz in der Forschung
Kirches‘ Forschung ist eng verknüpft mit der Industrie und erstreckt sich auf Bereiche wie Verkehrsmanagement, Energietechnik und medizinische Behandlungspläne. Braunschweig bietet durch eine enge Vernetzung mit ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen optimale Bedingungen für diese Art von Forschung. In der mathematischen Optimierung wird die Wichtigkeit der Theorie und der Entwicklung von Anpassungen an moderne Probleme deutlich, wobei Fortschritte in den Bereichen automatisiertes Fahren und effiziente Energienutzung erzielt werden.
Insgesamt zeigt die Arbeit in der mathematischen Optimierung nicht nur die Vielfalt der Anwendungen, sondern auch ihren Einfluss auf die technologische Weiterentwicklung. Diese Disziplin hat sich als unerlässlich für die Lösung der Herausforderungen in der modernen Welt erwiesen und bietet vielversprechende Perspektiven sowohl in der Forschung als auch in der Anwendung.
