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Verbindung von Computeralgebra, Kontrolltheorie und maschinellem Lernen

inIT auf der IFAC-Konferenzreihe in Paris

Jörn Tebbe, Prof. Dr. Markus Lange-Hegermann, Adrian Lepp und Xin Li beim SSSC in Paris.

Masterstudent Adrian Lepp präsentiert das gemeinsame Paper auf dem SSSC 2025.

Xin Li stellt Forschung zu Gauß-Prozessen bei inversen Problemen vor.

Das inIT war auf dem diesjährigen 9th IFAC Symposium on System Structure and Control (SSSC) in Paris gleich mehrfach vertreten: inIT-Vorstandsmitglied Prof. Dr. Markus Lange-Hegermann gestaltete gemeinsam mit zwei Kollegen eine Session im Rahmen des internationalen Fachsymposiums und präsentierte mit seinem Team insgesamt drei Beiträge an der Université Paris-Saclay.

Fachlicher Austausch auf internationaler Bühne

Das SSSC fand Ende Juni 2025 an einer der forschungsstärksten Universitäten Europas, der Université Paris-Saclay, statt. Mit 171 angenommenen Beiträgen und einem internationalen Fachpublikum bot die Veranstaltung eine bedeutende Plattform für den Austausch zu aktuellen Entwicklungen in der Modellierung, Analyse und Regelung dynamischer Systeme.

Fachsession zu Computeralgebra und Kontrolltheorie

Prof. Dr. Markus Lange-Hegermann organisierte gemeinsam mit Prof. Dr. Daniel Robertz (RWTH Aachen) und Prof. Dr. Thomas Cluzeau (Université de Limoges) eine Fachsession zum Thema „Computer Algebra and Control Theory“. Die Session beleuchtete unter anderem den Einsatz symbolischer Rechenmethoden zur Modellierung, Analyse und Regelung komplexer dynamischer Systeme – ein Ansatz, der zunehmend auch durch Verfahren des maschinellen Lernens ergänzt wird.

Drei Paper aus dem inIT

Neben der Session war Markus Lange-Hegermann mit drei Beiträgen im wissenschaftlichen Programm vertreten – zwei davon aus seiner inIT-Arbeitsgruppe „Mathematik und Datenwissenschaft“, ein weiterer entstand in externer Kooperation:

  • „Physics-informed Gaussian Processes for Model Predictive Control of Nonlinear Systems“  

    Adrian Lepp, Jörn Tebbe, Andreas Besginow 

    Adrian Lepp, Masterstudent aus der betreuenden Arbeitsgruppe, stellte auf seiner ersten Konferenz das gemeinsame Paper zur modellprädiktiven Regelung nichtlinearer Systeme vor. Der Ansatz nutzt physik-informierte Gauß-Prozesse und basiert auf einer linearen Approximation um Gleichgewichtspunkte.  

    Zum Paper: https://arxiv.org/abs/2504.21377

  • „Linear Ordinary Differential Equations Constrained Gaussian Processes for Solving Optimal Control Problems“ 

    Andreas Besginow, Markus Lange-Hegermann, Jörn Tebbe 

    Prof. Dr. Markus Lange-Hegermann präsentierte ein gemeinsam mit Andreas Besginow und Jörn Tebbe aus seiner Arbeitsgruppe verfasstes Paper. Es stellt einen rechensymbolischen Ansatz zur Lösung optimaler Steuerungsprobleme mithilfe von Gauß-Prozessen vor.  

    Zum Paper: https://arxiv.org/abs/2504.12775

  • „Gaussian Process Regression for Inverse Problems in Linear PDEs“

    Xin Li, Markus Lange-Hegermann, Bogdan Raiţă

    Die externe Doktorandin Xin Li (Georgetown University) stellte eine gemeinsame Arbeit mit ihrem Doktorvater Prof. Dr. Bogdan Raiţă und ihrem Betreuer Prof. Dr. Markus Lange-Hegermann vor. Der Beitrag behandelt die Lösung inverser Probleme bei linearen PDEs mithilfe von Gauß-Prozessen.  

    Zum Paper: https://arxiv.org/abs/2502.04276

Alle drei Beiträge stießen auf großes Interesse bei den Teilnehmenden. Die vorgestellten Ansätze zeigen exemplarisch, wie sich computergestützte Algebra, statistische Modellierung und Kontrolltheorie effektiv miteinander verbinden lassen.

Austausch in sommerlicher Atmosphäre

Neben den fachlichen Impulsen bot das Rahmenprogramm auch Gelegenheit zum persönlichen Austausch – zum Beispiel etwa beim gemeinsamen Gala Dinner auf der Seine. Trotz sommerlicher Temperaturen von über 40 Grad °C herrschte reger Dialog zu aktuellen Fragestellungen rund um die Struktur, Modellierung und Regelung dynamischer Systeme.

„Die Veranstaltung bot einen idealen Rahmen für spannenden Austausch – fachlich wie persönlich“, so Prof. Dr. Markus Lange-Hegermann. „Besonders freue ich mich, dass ich auch Nachwuchswissenschaftler wie meinen Masterstudenten Adrian Lepp einbeziehen konnte und ihm erste Einblicke in die internationale Forschungsgemeinschaft ermöglichen durfte.“