Onderzoeksproject P6/04 (Onderzoeksactie P6)
Het DYSCO network (IAP VI/4) is een verlenging van een bestaand IAP netwerk (IAP V/22) dat als opzet had het onderzoek en de doctoraatsopleiding in «systeem en regeltechniek» in België te structureren en te coördineren. In het nieuw netwerk willen we daarom twee objectieven blijven nastreven:
• onderzoek van international topniveau produceren in onze eigen expertise binnen het domein van de «systeem en regeltechniek»
• de best mogelijke omgeving voorzien voor de opleiding van onze doctoraatstudenten en post-docs.
Het onderzoeksgebied «systeem en regeltechniek» is interdisciplinair maar heeft wel heel specifieke eigenschappen en methodologieën. Het systeemconcept en het voortdurend weerkomend begrip van feedback zijn twee dergelijke voorbeelden. Gedurende het laatste tiental jaren werd in het domein van de «systeem en regeltechniek» veel vooruitgang geboekt in het oplossen van heel wat kernproblemen: niet-lineaire dynamica, modellering, identificatie, model-prediktieve controle, robuuste controle, optimale controle, enz. Dit heeft ertoe geleid dat de technieken van onze discipline in heel wat andere domeinen werden toegepast: milieu systemen, communicatie systemen, robotica, netwerken, grafentheorie, informatica, biologische en biochemische systemen, biomedische toepassingen, enz. Elk van deze gebieden gebruikt zijn eigen modellen en heef ook zijn eigen theoretische problemen, waarvoor systeemtheorie belangrijke bijdragen kan verstrekken. Systeem en regeltechniek is tegenwoordig de enige discipline geworden die ingenieurs en wetenschappers toelaat om al die toepassingsgebieden te begrijpen in termen van dynamische systemen. Er is nochtans nood aan een diepgaande studie van hun specifieke modellen en methodes om beduidende resultaten te kunnen boeken.
DYSCO telt nu ongeveer 200 onderzoekers, heeft verscheidene internationaal erkende leiders van ons vakgebied en kan steunen op een sterke ploeg van internationale experten in de toegepaste wiskunde. Ons samenwerkingsmodel laat ons toe om belangrijke bijdragen te leveren zowel in systeem en regeltechniek (met inbegrip van modellering, identificatie, rekentechnieken en optimalizering) als in verscheidene aanverwante disciplines waarin wij een kritieke massa van bekwame onderzoekers hebben opgebouwd (biologische en biochemische systemen, netwerken en grafen, transport systemen, biomedische systemen, enz.). Onze aanpak om op een breed front onderzoek te leveren (zowel op onze kerndiscipline als op verscheidene belangrijke verwante takken) is duidelijk in de smaak gevallen van de commissie van deskundigen die ons netwerk in Oktober 2005 evalueerden. Zij schrijven: “zowel qua aantal vooraanstaande onderzoekers, als qua volume en impact van het onderzoek, blijft dit netwerk één van de beste onderzoeksgroepen in systeem en regeltechniek in Europa, en misschiens zelfs in de wereld”.
Ons plan is daarom de zelfde winnende strategie te handhaven eerder dan een gedetailleerde lijst te geven van specifieke onderzoeksdoelstellingen. Deze strategie kan als volgt worden samengevat.
• fundamenteel onderzoek doen in de kerndisciplines van systeem en regeltechniek waarin wij over een belangrijke expertise beschikken: optimalisering, numerieke methodes voor systeem en regeltechniek, modellering en identificatie, experiment ontwerp, netwerken van niet-lineaire systemen, geditribueerde parametersystemen. In vergelijking met het huidige netwerk zal de activiteit in optimalisering beduidend groeien met de oprichting van het nieuwe “Centre of Excellence in Optimization in Engineering” aan de KULeuven waar onze KULeuven teams deel van uitmaken (zie http://www.Cs.kuleuven.bencoe-oe/), en met de toevoeging van P.A. Absil en F. Glineur in het UCL team. De toevoeging van het ULB team (M. Kinnaert) zal ons ook toestaan om onze activiteit in identificatie naar foutendetectie en isolatie uit te breiden: dit is een nieuw onderwerp voor ons netwerk dat belangrijker wordt omwille van de recente ontwikkelingen in groot-schalige geautomatiseerd technologieën;
• een ploeg van deskundigen samenstellen met een kritieke massa in verscheidene disciplines waarin de systeem en regeltechniek belangrijke bijdragen kan leveren: chemische en biochemische systemen, netwerken en grafen, verkeer en transportproblemen, motoriek en coördinatieproblemen, biologische systemen, biomedische technologie. Onze activiteit in biochemische en biomedische systemen zal door de opneming van de nieuwe teams in ULB (M. Kinnaert) en FPMs (A. Vande Wouwer) nog versterkt worden door hun bijdragen in modellering en regeling van zulke systemen.
Wij hebben al een kritieke massa in het meeste van deze gebieden, maar de toevoeging van de nieuwe teams zal dit nog versterken. Onze keuze van onderzoeksthema komen goed overeen met het gekende Murray Rapport (Panel on Future Directions in Control, Dynamics and Systems, zie http://www.cds.caltech.edu/~murray/cdspanel/) welke de voornaamste themas identificeerde voor de toekomst van Systeem en Regeltheorie. Ons netwerk is welbepaald actief in het grootste deel van deze themas. Bovendien onderschrijft het evaluatieverslag tevens onze onderzoekstrategie waarin nieuwe ontwikkelingen door de meer fundamentele onderzoekers in ons netwerk worden geduwd en door meer toepassingsgerichte onderzoekers worden getrokken. In het evaluatieverslag van 2005 staat inderdaad vermeld: “By applying system-theoretic approaches in an original way to a broad range of problems (e.g. synonym detection in dictionaries), and by correctly identifying significant technological developments and their consequences (particularly those due to the continued growth of computing power, and the recent explosive growth of “data in search of theory” from various biological domains), the Network is itself making a major contribution to the continuing timeliness and relevance of systems and control as a scientific discipline. This research domain will therefore remain a key one for the foreseeable future, and certainly for the next 5-10 years.”
Qua doctorale en postdoctorale opleiding zijn wij van plan om de bestaande mechanismen die wij met succes in de vorige IAP fasen hebben ontwikkeld, voort te zetten en te versterken: de Graduate School in Systems and Control (in 1991 gestart, nog vóór de oprichting van alle andere doctorale scholen in België), regelmatige studiedagen, gespecialiseerde workshops, co-supervisie van doctoraatstudenten door leden van verschillende teams, uitnodiging van internationale bezoekers van topniveau, gespecialiseerde samenwerkingsgroepen. We willen daarmee voor onze doctoraatstudenten en post-docs een stimulerende wetenschappelijke omgeving creëren. Wij denken dat de resultaten die we tot nu toe bekomen hebben met onze doctorale opleiding, getuigen van kwaliteit en breedte en bijzonder sterk zijn. Wij zijn daarom van plan om de zelfde kwaliteitsnormen op dit gebied te handhaven. Wij worden daarin opnieuw gesteund door het evaluatieverslag van 2005: “The range and pattern of formal network activities has been very well designed and appears to be extremely effective. The study days and the monthly newsletter ensure that all the personnel in the Network know each other, and are aware of each other’s research topics and achievements. The graduate courses provide an excellent mechanism for ensuring that members of the Network are kept aware of recent developments by leading authorities, both national and international. The Network succeeds in attracting major international figures to Belgium, and being in active collaboration with many of them.”
Voetnoot op bio-informatica: De bio-informatica maakte deel uit van ons IAP V/22 netwerk "Dynamical Systems and Control: Computation, Identification and Modelling". Die fase van het IAP programma heeft ons toegestaan om een sterk team in de bio-informatica te creëren, als subgroep van vroegere KULeuven/P2 team. Wij zijn van mening dat het domein een voldoende rijpheid heeft bereikt en dat het team voldoende sterkte heeft bereikt. Er werd daarom beslist een voorstel voor een nieuw netwerk in te dienen dat specifiek toegewijd is aan de bio-informatica, en waarvoor dit bio-informaticateam als coördinator fungeert. Wij geloven dat wij daardoor één van de doelstellingen van het IAP programma hebben bereikt, namelijk het bevorderen van nieuwe teams en thema’s. Dit heeft als gevolg dat het werk van de partners op bio-informatica niet opgenomen is in DYSCO, maar in dit nieuwe IAP netwerk, gecoördineerd door een promotor van ons vroeger netwerk.
