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Zentrum für Technomathematik

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AG Diskrete Optimierung

Leitung: Prof. Dr. Daniel Schmand

Die Arbeitsgruppe Diskrete Optimierung entwickelt effiziente Algorithmen für anwendungsmotivierte mathematische Optimierungsprobleme. Ein besonderer Fokus der Gruppe liegt auf der Berechnung von Lösungen mit zusätzlichen Eigenschaften. In der Algorithmischen Spieltheorie werden stabile Gleichgewichtszustände von komplexen Systemen mit strategisch agierenden Agenten untersucht. In der robusten Optimierung werden Lösungen gesucht, deren Güte robust gegenüber einer veränderten Ausgangslage sind. Typische Anwendungsgebiete liegen in der Verkehrsplanung und Optimierung, in der Logistik, bei der Dienstplanoptimierung, in automomen Systemen und in künstlicher Intelligenz. Wir arbeiten eng in interdisziplinären Kooperationen mit anderen Wissenschaftler:innen und Industrieunternehmen.
Forschungsgebiete
Algorithmische Spieltheorie

Viele alltägliche Prozesse können als Spiel zwischen autonomen, interagierenden Spielern betrachtet werden, wobei jeder Spieler strategisch handelt, um seine eigenen Ziele zu verfolgen. Anwendungsfälle sind verteilte Systeme, Auktionen, Online-Märkte, Ressourcenzuweisung, Verkehrslenkung und Sport. Ein Ziel der Algorithmischen Spieltheorie ist es, die Effizienz und die Existenz von Gleichgewichten in solchen Spielen zu analysieren.

Diskrete Optimierung

Im Forschungsbereich Diskrete Optimierung werden Methoden, Algorithmen und Software entwickelt, um diskrete Optimierungsprobleme zu behandeln. Anwedungsbereiche sind unter anderem die Planung von Netzwerk- und Transportsystemen. Viele Anwendungsbeispiele lassen sich als Graphen modelieren. Ein leichtes Anwendungsbeispiel aus diesem Bereich ist die Konstruktion der kostengünstigsten Vernetzung mehrerer Akteure; also die Konstruktion eines minimal aufspannenden Baumes gegeben einen Graphens. Der Algorithmus von Kruskal ist ein Algorithmus, der eine solche Lösung erzeugt:

Online Algorithmen

Ein Online-Algorithmus ist ein Algorithmus, der seine Eingabe Stück für Stück seriell verarbeiten kann, d. h. in der Reihenfolge, in der die Eingabe dem Algorithmus zugeführt wird, ohne dass die gesamte Eingabe von Anfang an zur Verfügung steht. Im Gegensatz dazu erhält ein Offline-Algorithmus die gesamten Problemdaten von Anfang an und muss eine Antwort ausgeben, die das vorliegende Problem löst.
Unsere Arbeitsgruppe untersucht insbesondere Varianten des Sekretärinnenproblem, bei dem die Aufgabe darin besteht, aus einer Reihe einzeln und nacheinander betrachteter Bewerber den besten auszuwählen.

Aktuelles
Willkommen Nicole Schröder und Vijayaragunathan Ramamoorthi

Nicole Schrö ist seit dem 1.12. Mitglied der Arbeitsgruppe und unser Team erweitern. Willkommen!

Vijayaragunathan Ramamoorthi ist seit 2.11. sowohl Mitglied unserer Arbeitsgruppe als auch der Gruppen von Nicole Megow und Sebastian Siebertz. Er wird Projekte im Kontext von Minds-Media-Machines vorantreiben und die Arbeitsgruppen verbinden. Willkommen!

Neues Preprint @arXiv und neues Papier @ WINE 2022

Wir haben ein neues Preprint ''Prophet-Inequalities over Time'' (von Andreas Abels, Elias Pitschmann und Daniel Schmand) auf arXiv veröffentlicht.

Unser Papier ''Bicriteria Nash Flows over Time'' (von Tim Oosterwijk, Daniel Schmand und Marc Schröder) ist bei der WINE 2022 (The 18th Conference on Web and Internet Economics) akzeptiert.

Aktivitäten
Ausrichtung der Days on Computational Game Theory 2022 in Bremen

Die Arbeitsgruppe hat am 29. und 30. September 2022 die Days on Computational Game Theory an der Universität Bremen ausgerichten. Der Workshop hat Wissenschaftler:innen aus verschiedenen Gebieten der Algorithmischen Spieltheorie in freundschaftlicher Atmosphäre zusammengebracht um den wissenschaftlichen Austausch zu fördern.

Vortrag und Exponat bei CAMPUS CITY 2022

Vom 10. - 23. Oktober 2022 präsentierte sich die Universität Bremen in der Stadt. Vorträge, Führungen, Ausstellungen, Workshops und vieles mehr konnten besucht werden. Auch wir waren dabei und brachten unseren Forschungsbereich der Allgemeinheit näher mithilfe von Exponaten im Überseemuseum und einem Vortrag in Halle 7.

Mitgliedschaften
Projekte: hyBit, MMM, LogDynamics, π³

hyBit: Wasserstoff gilt als Energieträger von morgen. Doch der Weg in eine effiziente Wasserstoffwirtschaft ist komplex und bedarf exzellenter wissenschaftlicher Forschung. Das von der Universität koordinierte Wasserstoff-Großforschungsprojekt hyBit bekommt dafür jetzt knapp 30 Millionen Euro Förderung. Unsere Gruppe ist auch Mitglied des Projekts!

MMM: Minds, Media, Machines ist ein interdisziplinäres Netzwerk von Forscher:innen der Universität Bremen sowie angebundenen inner- und außeruniversitären Instituten. Sie arbeiten zusammen, um unser Verständnis von Intelligenz und Kognition in autonomen Agenten, Agententeams im Kontext von mediatisierten Welten zu verbessern. Unsere Arbeitsgruppe ist auch ein Teil davon.

LogDynamics: Das Bremen Research Cluster for Dynamics in Logistics (LogDynamics) steht seit 1995 für interdisziplinäre Forschung in logistischen Themenbereichen und für ein entsprechend fokussiertes strukturiertes internationales Promotionsprogramm der Universität Bremen. LogDynamics trägt in Forschung, Transfer und Promotionsausbildung in einer internationalen Umgebung zur Profilbildung der exzellenten und modernen Universität Bremen bei. LogDynamics verleiht durch die damit verbundenen Emergenzen und Synergien dem Wirtschaftsstandort Bremen neue Impulse und Triebkräfte.

π³: Im Graduiertenkolleg "π³: Parameteridentifikation - Analyse, Algorithmen, Implementierungen" konzentrieren sich die Doktoranden an der Schnittstelle zwischen angewandter Mathematik und Informatik auf Fragen der Parameteridentifikation, die im Wesentlichen als hochdimensionale Minimierungsprobleme für geeignete Funktionale formuliert werden.

Kommittee: STACS 2023 PC, WINE 2022 PC

Daniel Schmand wurde in das Programm-Komitee der STACS 2023 - Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science eingeladen und hat die Einladung angenommen.

Daniel Schmand wurde in das Programm-Komitee der WINE 2022 - The 18th Conference on Web and Internet Economics eingeladen und hat die Einladung angenommen.