Zu diesem internationalen Workshop wurden Forscher aus den Gebieten Mathematik, Biomechanik und Robotik eingeladen, die aus verschiedenen Perspektiven an Stabilität interessiert sind.
In der Biomechanik werden die Eigenschaften des Bewegungsapparates in Bezug auf Bewegungen untersucht. In letzter Zeit erkennt man immer mehr die Bedeutung der Stabilität einer Bewegung. Man kann bei einer Bewegung durch Reflexe und willentliche Steuerung auf Störungen reagieren, jedoch tritt diese Kontrolle verzögert auf. Das Muskel-Skelett-System - ohne Reflexe oder willentliche Steuerungen - hat auch selbst eine stabilisierende Funktion, so dass kleine Störungen wieder zur ursprünglichen Bewegung zurückführen.
In der Biomechanik und Robotik werden einzelne Gelenke mathematisch durch Differentialgleichungen beschrieben; innerhalb der Mathematik wird die Stabilität und der Einzugsbereich von bestimmten Lösungen innerhalb der Dynamischen Systeme untersucht. Abhängig von der jeweiligen Bewegung führt dies zu zeitunabhängigen oder zeitabhängigen Differentialgleichungen. Wenn man das Auftreffen eines Fußes auf den Boden modelliert, ergeben sich auch Differentialgleichungen mit nicht-glatten rechten Seiten. Für die Steuerung von Robotern studiert man Differentialgleichungen mit einer Kontrolle innerhalb der Kontrolltheorie.
Im Workshop wurden neben 15 Vorträgen und anschließenden Diskussionen innerhalb einer Dialogrunde und im Rahmen eines showcase Methoden und Ergebnisse vorgestellt: diese reichten von Messmethoden mit High-Speed-Videokameras und Kraftmessplattformen bis zu Computersimulationen.
Die Themen der Vorträge waren breit gefächert und umfassten stabilisierende Eigenschaften des menschlichen Muskel-Skelett-Systems sowie die Untersuchung der motorischen Kontrolle, die zur Stabilität von bestimmten motorischen Abläufen verwendet wird. Weiterhin wurden Verfahren aus der Numerik und optimalen Kontrolle vorgestellt und auf bestimmte Bewegungsabläufe angewandt. Numerische Methoden aus der Optimierung ermöglichen die optimale Wahl von Längen und Bewegungsmustern von Robotern und Menschen hinsichtlich der Stabilität. Modellierung und mathematische Analyse von gekoppelten Oszillatoren dienen zum Bau von Robotern, die bestimmte Bewegungsmuster von Tieren nachahmen und so zu ihrem Verständnis beitragen. Ein weiterer Schwerpunkt war die Konstruktion von Lyapunovfunktionen, die zur Bestimmung des Einzugsbereiches verwendet werden. Die vorgestellten Methoden reichten von linearer Optimierung bis zur numerischen Lösung partieller Differentialgleichungen. Die Erkenntnisse aus der Theorie werden zum Bau von Robotern, aber auch zur medizinischen Therapie und zum Prothesenbau eingesetzt.
Bei den Kaffeepausen und beim Kegelabend wurde weiter diskutiert und Kontakte für interdisziplinäre Zusammenarbeit geknüpft. Der Wissensaustausch aus unterschiedlichen Wissenschaftsbereichen war ein wesentliches Ziel dieses Workshops. Die offene und diskussionsfreudige Atmosphäre hat den Anstoß zu neuer Zusammenarbeit über die Disziplingrenzen hinweg gegeben. Aufgrund des großen Erfolgs des Workshops haben viele Teilnehmer eine Fortsetzung der Diskussion in einem Nachfolge-Workshop angeregt.
Wir möchten an dieser Stelle des Teilnehmers Prof. Kevin Granata vom Virginia Polytechnic Institute in Blacksburg (USA) gedenken, der unter den Opfern des Amoklaufes vom 16. April 2007 war.
