Wie lassen sich Roboter schneller und präziser steuern? Und wie können Energieanlagen besser auf Veränderungen reagieren? An diesen Fragen forscht Dr. Armin Nurkanović von der Universität Freiburg. Für sein neues Forschungsprojekt erhält er jetzt 1,5 Millionen Euro vom Europäischen Forschungsrat (ERC).
Die Förderung läuft über fünf Jahre. Das Projekt mit dem Namen „HITRO“ beginnt im April 2027 und soll neue mathematische Verfahren entwickeln, mit denen komplexe technische Systeme in Echtzeit gesteuert werden können.
Wenn Roboter in Sekundenbruchteilen reagieren müssen
Eine besondere Herausforderung entsteht beispielsweise, wenn ein Roboter beim Gehen seinen Fuß auf den Boden setzt. Das Steuerungssystem muss dabei sowohl die fließende Bewegung des Beins als auch den plötzlichen Kontakt mit dem Untergrund berücksichtigen.
Solche Abläufe bezeichnen Fachleute als hybride dynamische Systeme. Sie verbinden kontinuierliche Bewegungen mit einzelnen Ereignissen, die den Zustand eines Systems schlagartig verändern.
Bisherige Berechnungsmethoden benötigen dafür häufig zu viel Rechenleistung, um schnell genug auf Veränderungen reagieren zu können.
Neue Algorithmen sollen Steuerung beschleunigen
Im Projekt HITRO entwickelt Nurkanović deshalb mathematische Verfahren, die solche Berechnungen beschleunigen sollen.
Die neuen Algorithmen sollen unter anderem in der Robotik und bei erneuerbaren Energiesystemen getestet werden. Langfristig könnten sie dazu beitragen, Roboter flexibler einzusetzen und Energieanlagen effizienter zu steuern.
„Die besondere Herausforderung besteht darin, mathematisch anspruchsvolle Verfahren so weiterzuentwickeln, dass sie auch unter den engen Zeitvorgaben realer Anwendungen funktionieren“, erklärt Nurkanović.
Ob die neuen Methoden die erhofften Verbesserungen erreichen, soll sich im Verlauf des Forschungsprojekts zeigen.
Europäischer Forschungsrat fördert Freiburger Wissenschaftler
Nurkanović arbeitet als Postdoktorand am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg. Dort beschäftigt er sich mit mathematischen Methoden zur optimalen Steuerung komplexer technischer Systeme.
Er promovierte 2023 an der Universität Freiburg und wurde für seine Forschung bereits mit einem Wissenschaftspreis ausgezeichnet.
Der Europäische Forschungsrat unterstützt mit seinen Starting Grants Wissenschaftler am Beginn ihrer eigenständigen Forschungskarriere. Die Förderung soll ihnen ermöglichen, eigene Forschungsteams aufzubauen und neue Ideen über mehrere Jahre zu verfolgen.