Biomedizin
Wir wenden regelungstheoretische Konzepte auf biomedizinische Systeme an, um die zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen und Behandlungsstrategien zu verbessern. Forschungsgebiete sind der Hypophyse-Schilddrüse-Regelkreis, Netzhautlasertherapien, sowie menschliche Bewegungskontrolle und Rehabilitationstechnik.
Hypophyse-Schilddrüse-Regelkreis
- Modellierung der Schilddrüsenüber- und Schilddrüsenunterfunktion
- Entwicklung von modellbasierten Regelungsstrategien zur Verbesserung der Medikation
Retinale Lasertherapien
- Entwicklung von geeigneten Wärmeleitungsmodellen während der retinalen Lasertherapie
- Beobachter- und Regelungsentwürfe für eine verbesserte und effizientere Behandlung
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IRT
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MLL
Robotik
Die Regelungstheorie ist eine der zentralen Methoden der modernen Robotik, die daher eines der wichtigsten Anwendungsfelder an unserem Institut darstellt. Aktuelle Forschungsthemen sind die Echtzeit-Pfadplanung mit garantierter Kollisionsvermeidung mithilfe von:
- Circular Fields zur Hindernisvermeidung
- einem prädiktiven Multi-Agenten Framework zur Exploration der Umgebung
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IRT
Autonomes Fahren
Da autonome Fahrzeuge (AV) immer näher an die Straßenzulassung heranrücken, werden geeignete Methoden zum Testen von AVs gefragter. Modellprädiktive Regelung (MPC) ist für diesen Zweck von besonderem Interesse, da MPC mit einer einfachen Einbindung von Beschränkungen und einer gewissen Prädiktion der Zeitverläufe in der Lage ist, verschiedene realistische Verkehrsszenarien abzubilden. Dieses Projekt zielt darauf ab, geeignete MPC-Ansätze zu untersuchen und zu erweitern, um eine reaktive Umgebung für AVs zu emulieren und verschiedene Szenarien zu testen.
Ausgewählte Veröffentlichungen
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(2025): Informed Circular Fields: A Global Reactive Obstacle Avoidance Framework for Robotic Manipulator, Frontiers in Robotics and AI, 2025, vol. 11
DOI: 10.3389/frobt.2024.1447351 -
(2024): Motion Planning using Reactive Circular Fields: A 2-D Analysis of Collision Avoidance and Goal Convergence, IEEE Transactions on Automatic Control, 2024, vol. 69, no. 3, pp. 1552-1567
DOI: 10.1109/TAC.2023.3303168
arXiv: 2210.16106 -
(2024): Predictive Operation of Multi-Energy Systems in Sequential Markets: A Case Study, 2024 European Control Conference (ECC), Stockholm, Sweden. pp. 1509-1515
DOI: 10.23919/ECC64448.2024.10591115 -
(2022): Mathematical Modeling and Simulation of Thyroid Homeostasis: Implications for the Allan-Herndon-Dudley Syndrome, Frontiers in Endocrinology, Vol. 13, No. 882788
DOI: 10.3389/fendo.2022.882788 -
(2022): State and Parameter Estimation for Retinal Laser Treatment, IEEE Transactions on Control Systems Technology, pp. 1-13
DOI: 10.1109/TCST.2022.3228442
arXiv: 2203.12452 -
(2022): Optimal hormone replacement therapy in hypothyroidism - a model predictive control approach, Frontiers in Endocrinology, 13: 884018
DOI: 10.3389/fendo.2022.884018 -
(2021): Circular Fields and Predictive Multi-Agents for Online Global Trajectory Planning, IEEE Robotics and Automation Letters, 2021, vol. 6, no. 2, pp. 2618-2625
DOI: 10.1109/LRA.2021.3061997 -
(2020): Modeling and parameter identification for real-time temperature controlled retinal laser therapies, at - Automatisierungstechnik, 2020, 68, 953 - 966
DOI: 10.1515/auto-2020-0074 -
(2018): Mathematical modeling of the pituitary-thyroid feedback loop: role of a TSH-T3-shunt and sensitivity analysis, Frontiers in Endocrinology, vol. 9, pp. 91.
DOI: 10.3389/fendo.2018.00091 -
(2018): Neuromuscular characterisation in Cerebral Palsy using hybrid Hill-type models on isometric contractions, Computers in Biology and Medicine, vol. 103, pp. 269-276.
DOI: 10.1016/j.compbiomed.2018.10.027
Ausgewählte Projekte
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Temperature controlled retinal laser treatmentLeitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias MüllerTeam:Jahr: 2020Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - 430154635Laufzeit: 2020 - 2021
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Cont4Med - Estimation and control under limited information with application to biomedical systemsLeitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias MüllerTeam:Jahr: 2021Förderung: This project has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (grant agreement No 948679).Laufzeit: 2021 - 2025
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Multi-vehicle trajectory planning using MPCLeitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias MüllerTeam:Jahr: 2021Förderung: Industrial ProjectLaufzeit: 2021 - 2025
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roboterfabrikLeitung: Matthias Müller, Thomas Seel, Torsten LilgeTeam:Jahr: 2023Förderung: Region HannoverLaufzeit: 2023-2025
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