Mathematisch optimierte Mobilität Maximilian Merkert ist Juniorprofessor am Institut für Mathematische Optimierung

Als angewandter Mathematiker gefällt ihm besonders die Verbindung von grundlegender Theorie und aktueller Anwendung. Was Professor Maximilian Merkert fasziniert: wie ähnliche mathematische Fragen in unterschiedlichen Disziplinen auftreten können. Bevor er im Oktober 2021 dem Ruf an die TU Braunschweig folgte, lehrte und forschte er als Postdoc an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Wir haben ihn gebeten, unseren Fragebogen zu beantworten.

Prof. Dr. Maximilian Merkert. Bildnachweis: Kristina Rottig/TU Braunschweig

Professor Merkert, sind Sie gut an der TU Braunschweig angekommen?

Ich wurde sehr herzlich aufgenommen. An dieser Stelle ein großes Dankeschön an alle, die mich beim Einstieg unterstützt haben! Leider konnte ich pandemiebedingt Braunschweig als Stadt und das Leben an der TU in vielen seiner Facetten noch nicht kennen lernen. Aber ich bin sehr zuversichtlich, dass ich mich hier wohlfühlen werde.

Warum haben Sie sich für die TU Braunschweig entschieden?

Die TU Braunschweig bietet ein sehr gutes fachliches Umfeld und ist insbesondere in meinem Bereich, also der angewandten Mathematik und dem Anwendungsschwerpunkt Mobilität, hervorragend aufgestellt. Da man sich als Nachwuchswissenschaftler den Ort bei Erstberufung in der Regel nicht aussuchen kann, freue ich mich sehr, den Ruf nach Braunschweig erhalten zu haben.

Womit genau beschäftigen Sie sich in Ihrer Forschung?

In der Mathematischen Optimierung beschäftigt man sich damit, aus einer Menge von möglichen Entscheidungen eine bestmögliche zu treffen, das heißt, eine, die eine wichtige Größe minimiert oder maximiert. Das kann – muss aber nicht – die Maximierung von Gewinn sein; optimiert werden kann je nach Kontext z. B. auch Fairness, Zufriedenheit oder der Energieverbrauch eines Systems.

Die Qualität des Ergebnisses möchte man auch mathematisch garantieren können. Dies stellt eine große Herausforderung dar und ist insbesondere schwierig, wenn es sehr viele, sehr verschiedene Handlungsmöglichkeiten gibt, das zu optimierende System auf kleine Veränderungen empfindlich reagiert und/oder wenn Eingabegrößen des Modells mit Unsicherheiten behaftet sind. All dies ist allerdings in der Praxis keine Seltenheit; so auch in Anwendungen aus dem Bereich Mobilität, womit ich mich insbesondere beschäftige. Beispiele sind die Optimierung von Verkehr an innerstädtischen ampelgesteuerten Kreuzungen oder die Erstellung energieeffizienter Zugfahrpläne.

In meiner Forschung geht es darum, Optimierungsprobleme aus der Praxis geeignet zu modellieren und Verfahren zur Bestimmung von Optimallösungen für diese Modelle zu entwerfen bzw. weiterzuentwickeln.

Mit welchen Forschungsschwerpunkten und Projekten werden Sie sich an der TU Braunschweig auseinandersetzen?

Besonders einbringen möchte ich mich in den TU-Forschungsschwerpunkten „Mobilität“ und „Stadt der Zukunft“, zu denen einige meiner Forschungsthemen sehr gut passen, wie die bereits erwähnte Verkehrsoptimierung. Mathematisch interessiere ich mich für gemischt-ganzzahlig nichtlineare Optimierung, also die Verbindung diskreter Optimierungsentscheidungen (z. B. welches Signal eine Ampel zeigt) mit kontinuierlichen Entscheidungen in dynamischen Systemen (z. B. welche Geschwindigkeit ein Fahrzeug hat). Sowohl die diskret-kombinatorische als auch die kontinuierlich-nichtlineare Optimierung sind am Institut für Mathematische Optimierung bereits stark vertreten, sodass ich hoffe, hier eine Brücke schlagen zu können. Außerdem finde ich die Entwicklung im Bereich Data Science sehr spannend und möchte mich bei den damit verbundenen mathematischen Fragen einbringen.

Was begeistert Sie an der Wissenschaft?

Ich hinterfrage gerne Dinge und möchte Ursachen systematisch auf den Grund gehen. Das Schöne an der Mathematik ist, dass man Aussagen rigoros beweisen kann. Sie bleiben dann immer und absolut wahr und diese Beweise sind auch von anderen (mit entsprechender Ausbildung) nachprüfbar.

In der angewandten Forschung hat man es natürlich immer mit Modellen zu tun, die die Realität abbilden sollen. Das tun sie nie perfekt, aber oft erstaunlich gut. Spannend ist hier, dass mathematische Aussagen in der Anwendung eine Bedeutung haben. Die anwendungsorientierte Mathematik hat auch selbst eine empirische Seite, wenn es beispielsweise um die Performanz bestimmter Algorithmen geht. Hier müssen Versuche hin und wieder bestätigt, oder Erkenntnisse zurechtgerückt werden. Das alles macht dieses Gebiet sehr vielseitig.

Ein Ausblick auf die Zukunft: Was sind Ihre Pläne?

Natürlich will ich erst einmal richtig ankommen. Dazu gehört, meine Mitarbeiter*innen-Stelle zu besetzen, meine Themen und Spezialvorlesungen in der Studierendenschaft bekannt zu machen und natürlich Forschungskooperationen mit anderen innerhalb der TU aufzubauen. Anknüpfungspunkte bieten sich dazu nicht nur innerhalb der Mathematik, sondern auch mit den anderen Departments der großen Fakultät 1 oder über Anwendungsthemen mit anderen Fakultäten. Mit einigen möglichen Kooperationspartner*innen hatte ich schon Gelegenheit zum Austausch; aber es gibt auch viele, mit denen ich gerne noch sprechen würde. Und sehr wahrscheinlich übersehe ich auch einige Möglichkeiten. Wenn das hier jemand liest, der/die gerne mit mir über mathematische Optimierung sprechen möchte, würde ich mich über den Kontakt freuen.

Vielen Dank.

TU-Präsidentin Professorin Angela Ittel mit Professor Maximilian Merkert und Professor Matthias Bollhöfer, Dekan der Fakultät 1. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig