Damit Roboter schneller laufen

Der Mathematiker Philipp Hungerländer entwickelt Methoden, die Abläufe in Produktionshallen verbessern, Lkw schneller ans Ziel bringen und Roboter stabil halten.

Zwei Mal hat Philipp Hungerländer schon dem Bundespräsidenten Heinz Fischer die Hand geschüttelt, jeweils bei seiner Promotion sub auspiciis. „Die Presse“ stellte Hungerländer bereits 2012 als exzellenten Dissertanten vor, nun schloss der Kärntner sein zweites Studium mit der höchstmöglichen Auszeichnung ab. Studiert hat er Mathematik und Betriebswirtschaftslehre, BWL, an der Uni Klagenfurt, bis zur Masterarbeit parallel. „Aber beim Doktorat bemerkte ich, dass ich eines nach dem anderen machen muss, wenn es wirklich gut werden soll“, sagt Hungerländer. In seiner Mathematik-Dissertation entwickelte er Algorithmen, die schnellste Wege bei verschiedenen Fragestellungen finden. „Die BWL-Dissertation baut auf den Ergebnissen auf und bringt die Forschung näher an die Praxis.“ Hungerländer fand Lösungen dafür, wie man Maschinen in einer Produktionshalle anordnen kann, damit sie möglichst effizient arbeiten: Die Produkte sollen z. B. keine langen Wege zurücklegen, wenn sie von einer Maschine zur nächsten befördert werden.

 

Weltrekord aus Österreich

Forscher der ganzen Welt messen ihre Algorithmen an standardisierten Aufgaben, sogenannten Benchmark-Instanzen, um zu vergleichen, wessen Methode effizienter ist. „Meine Kollegen und ich halten bei einigen Varianten den Weltrekord“, berichtet Hungerländer. Auch beste Computer stoßen an ihre Grenzen, wenn sie alle Möglichkeiten überprüfen sollen, wie man 40 verschiedene Produktionsmaschinen und Fertigungsroboter anordnen kann. „Für dieses Problem gibt es mehr mögliche Lösungen, als es Atome in unserem Universum gibt“, sagt der Mathematiker. „Unsere Aufgabe ist es, die beste dieser Lösungen zu finden.“

In die Bestenliste der Benchmark-Instanzen werden jene Forscher aufgenommen, die solche Probleme schneller als andere lösen, oder eine Lösung für noch mehr Maschinen bieten können. „Wir kooperieren mit einer Universität in Deutschland, in deren Test-Produktionshallen die Algorithmen auf Praxistauglichkeit getestet werden.“

Noch näher an der Praxis ist Hungerländers aktuelles Forschungsprojekt an der Uni Klagenfurt, das von der englischen Firma Satalia finanziert und in Kooperation mit einer der weltgrößten Lebensmittelketten durchgeführt wird, bei der die Kunden online einkaufen können. Hungerländer entwickelt Algorithmen, um die Routen der Lkw zu berechnen, die frische Lebensmittel zu den Haushalten bringen. Auch hier stoßen gute Computer schnell an ihre Grenzen, da es für eine Vielzahl von Lkw mit einer Vielzahl von Zielen extrem viele mögliche Routen gibt.

„Wir müssen noch dazu genau dann liefern, wenn der Kunde zu Hause ist, da auch tiefgefrorene Produkte dabei sind, die man schnell einkühlen muss.“ Die Optimierung der Routen, um Lieferzeiten einzuhalten und Umwege zu reduzieren, damit auch Sprit gespart und die Umwelt geschont wird, macht Hungerländer sichtlich Spaß. „Zu dem Projekt bin ich durch Zufall über einen Freund gekommen, der in Oxford Dissertation geschrieben hat. Er ist nun einer meiner Mitarbeiter, die die Algorithmen mitentwickeln“, sagt Hungerländer. Er selbst wohnt derzeit aber nicht in England, sondern in den USA.

Über ein Erwin-Schrödinger-Stipendium des Wissenschaftsfonds FWF absolviert Hungerländer ein Jahr an dem renommierten Massachusetts Institute of Technology, MIT, in Cambridge bei Boston. Hier widmet er sich seiner Leidenschaft, der Robotik, und arbeitet mit weltberühmten Roboterforschern zusammen. „In Klagenfurt sind wir auch ein tolles Team, aber eben nur eine kleine Gruppe in meinem Bereich. Hier am MIT sitzen zehn bis 15 der weltweit besten Forscher auf meinem Gebiet in einem Gebäude“, sagt Hungerländer.

 

Angenehmes Leben in Cambridge

„Wenn ein Roboter sich bewegt oder geht, müssen intern ständig Optimierungsprobleme gelöst werden, um ihn zu stabilisieren. Je schneller sich der Roboter bewegt, umso schwieriger ist es, dass er nicht umkippt“, sagt der Kärntner. Seine Methoden können die Sicherheit erhöhen, dass ein Roboter, der schnell läuft, trotzdem aufrecht bleibt.

„Das Leben hier in Cambridge ist sehr angenehm, ich gehe nur fünf Minuten zu Fuß zur Uni, und am MIT gibt es eine gute Infrastruktur, sowohl für die Forschung als auch für die Freizeit.“ Hungerländer nutzt gern das Fitnesscenter an der Uni und das große Hallenbad. „Nur zum Tennisspielen habe ich derzeit kaum Zeit, obwohl ich es am liebsten mache“, sagt er. Vergangenes Jahr gewann Hungerländer immerhin die Kärntner Akademische Meisterschaft im Tennis.

ZUR PERSON

Philipp Hungerländer wurde 1984 in Villach geboren und studierte Mathematik und Betriebswirtschaftslehre an der Uni Klagenfurt. 2012 schloss er das Doktoratsstudium der Mathematik sub auspiciis ab. Im April 2016 erhielt er vom Bundespräsidenten zum zweiten Mal den Sub-auspiciis-Ring, zum Abschluss seiner BWL-Dissertation. Derzeit forscht er am MIT in Cambridge, USA, und will 2017 nach Klagenfurt zurückkehren.

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("Die Presse", Print-Ausgabe, 21.05.2016)

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