Matematik och systemteknik

Forskningen i matematik, statistik och fysik kombineras med tillämpad forskning inom ett brett spektrum – från autonoma system, styrsystem, elektronik och marin teknik till sensorer.

Ämnena spelar en nyckelroll för att möta våra samhälls- och hållbarhetsutmaningar eftersom de belyser grundläggande frågor som är nödvändiga för teoretisk förståelse och konstruktion av komplexa system.

Inom området matematik och systemteknik kombineras djupgående vetenskaplig forskning inom matematik, matematisk statistik och fysik med starkt tillämpad forskning inom bland annat radarteknik, fjärranalys, trafikforskning, marinteknik och hälsoteknik. Matematisk modellering är kärnan i dessa projekt.

Vår forskning bedrivs i samarbete med företag och organisationer och några exempel på samarbetspartner är: Saab EDS, RUAG Space, FOI, FMV, NetPort Science Park AB, Sweco, Region Blekinge, Chalmers Tekniska högskola, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Landstinget Blekinge och Airbus Defence and Space.

Vi har även samarbete med andra lärosäten till exempel Göteborgs universitet, Linnéuniversitetet, Högskolan Väst, Mälardalens högskola, Federal University of Santa Maria och Universidade Federal de Santa Catarina i Brasilien.

Exempel på olika forskningsprojekt är:

Nya bildinversionsalgoritmer baserade på Dopplermätningar för säkerhet och klimatövervakning.
Metodik för effektutvärdering av vägslitageskatt för lastbilar – ett projekt inom Arena.
”TENTacle – Capitalising on TEN-T core network corridors for growth and cohesion.”
Ensidiga och tvåsidiga nil-ideal i skeva gruppringar.
”Radio occulation inversion methods.”
Modellering och optimering av system.

Finansiärer för våra forskningsprojekt är KK-stiftelsen, EU, Trafikverket, Transportstyrelsen, Nationella rymdforskningsprogrammet, Crafoordska stiftelsen, Centro de Pesquisa e Inovação Sueco-Brasileiro (CISB), Karlshamns kommun, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) samt Kungliga Vetenskapsakademien.

Forskningen inom matematik och systemteknik bedrivs i huvudsak vid institutionen för matematik och naturvetenskap.

Forskare berättar

Vad är marin teknik? Intervju med forskaren Oskar Frånberg (7 min)

Oskar Frånberg, forskare inom marin teknik, berättar att marin teknik är en möjliggörande forskningsinriktning som bland annat handlar om att ta tillvara havets resurser som exempelvis vågkraft, havsbaserad vindkraft och solenergi till havs.

Exempel på projekt

Artificiell intelligens AI kan reducera ogräsfrön i utsäde

Detta projekt syftar till att lösa problemet med oavsiktlig spridning av ogräsfrö vid sådd. Projektet drivs av Blekinge Tekniska Högskola och har ett fokus på råttsvingel, ett ogräs som liknar rödsvingel och därmed är svårt att separera vid frösortering.

Läs mer om projektet

Bekämpa Renkavle med hjälp av drönare och Artificiell Intelligens (AI)

Invasiva arter utgör en av de största utmaningarna för det globala jordbruket, utmaningen ligger bl.a. i de invasiva arternas förmåga att snabbt etablera sig, ändra uttryck och sprida sig i nya miljöer. De nya arterna kan orsaka betydande skada på jordbruksmark, minska skördar och öka kostnaderna för bekämpning och hantering.

Läs mer om projektet

Radio Occultation Accuracy for Climate, Meteorology, and Space Weather – Part 2

Detta projekt är inriktat på att långsiktigt förbättra mätnoggrannheten av klimatförändringar, väderparametrar och rymdväder med hjälp av RO. RO-instrumentet mäter GNSS-signalens brytningsvinkel som funktion av höjden i atmosfären. Detta projekt är del två av projektet NRFP omgång fyra ”Radio Occultation Accuracy for Climate, Meteorology, and Space Weather”.

Läs mer om projektet

Trafikmätning med satellit – effektutvärdering av vägslitageskatt

Effektutvärderingen av en vägslitageskatt skall studera skattens effekter på samhällsutvecklingen. En effektutvärdering av en avståndsbaserad vägskatt för lastbilar bör därför bygga på välgrundade mått och mätetal för att åstadkomma en så heltäckande bild som möjligt. Problemet med att använda många olika system och mätetal är att det kan vara svårt att få en entydig bild eller rent av svårt att jämföra olika mätningar med varandra. Det kan t.ex. handla om att man inte samtidigt (vid en och samma tidpunkt) kan genomföra storskaliga mätningar eller att man inte kan göra exakt samma typ av mätning vid olika tillfällen. Det finns dock nya satellitbaserade mätsystem med radar (Syntetisk aperturradar (SAR)) som kan mäta trafik på samma sätt och i praktiken vid samma tidpunkt i väl valda delar av Sverige. I detta projekt studeras optimeringsmetoder för att utröna vart sådana mätningar i sådant fall skulle kunna ske. Motiveringen till att använda ett satellitsystem med SAR är framförallt kostnadseffektiviteten samt förmågan att mäta trafik på samma sätt över hela Sverige när som helst på året och oavsett väderlek.

Läs mer om projektet

TENTacle

Regional growth is of great importance in EU transport policy instrument on the major transport axes across Europe i.e. the Trans – European Transport Network (TEN-T). The TENTacle project aims at making proposals for how planning methods and infrastructures can be further improved and developed. This in order for regions outside Europe’s main grid corridors to benefit from the growth pulses expected along the corridors. In Sweden, the TEN-T corridor runs between Stockholm and Malmö-Trelleborg, and from Oslo (Norway) through Gothenburg to Malmö-Trelleborg.

Läs mer om projektet

Nya bildinversionsalgoritmer baserade på Dopplermätningar för säkerhet och klimatövervakning

I det här projektförslaget introducerar vi en forskning som fokuserar på radiosignalbehandling av Doppler-mätningar i allmänhet och högpresterande Doppler-mätning, Doppler-bildbehandling med hög upplösning och förändringsdetektering i synnerhet.

Läs mer om projektet

Radio Occultation Inversion Methods

För att genera tillförlitliga väderprognoser så gör väderinstituten insamlingar av väder data från marken och från atmosfären. Mätdata från atmosfären skede tidigare med väderballonger med det senaste decenniet har Radio-ockultation (RO) blivit allt viktigare och anses idag som en av de viktigaste mätmetoderna för att bestämma väder. En av felkällorna i RO är jonosfären och i detta projekt försöker vi förstå hur jonosfären påverkar RO mätningen och vi försöker att förbättra metoderna för att kompensera för jonosfären.

Läs mer om projektet

Nästa generation av syntetisk apertur radar algoritmer för utforskning av jorden och universum

Idag finns det en mängd sensorsystem för global övervakning och spaning. Framför allt är det sensorer placerade på satelliter och flygplan som används för att mäta t.ex. människans miljöpåverkan kopplade till den globala uppvärmningen. Ett mycket viktigt instrument för satellitövervakning är bildalstrande radar, s.k. Syntetisk Apertur Radar (SAR).

Läs mer om projektet

Ensidiga och tvåsidiga nil-ideal i skeva gruppringar

Detta projekt faller inom ramarna för forskningsområdet icke-kommutativ algebra. Matrisalgebror utgör några av de mest elementära exemplen på icke-kommutativa algebror. Sedan lång tid tillbaka finns en god förståelse för deras algebraiska struktur. Skeva gruppringar är en större klass av icke-kommutativa algebror som bland annat generaliserar matrisalgebror.

Deras algebraiska struktur är inte lika välförstådd. Syftet med detta projekt, som sponsras av Crafoordska stiftelsen, är att undersöka förekomsten av ensidiga och tvåsidiga nil-ideal i skeva gruppringar.

Kontaktperson: Johan Öinert

Lie gruppanalys

Lie gruppanalys är ett växande område inom matematiken med många tillämpningar. Idéer om symmetri och invarians som ligger i kärnan av Lies teori, genomsyrar alla matematiska modeller i natur- och teknikvetenskap.

Kontaktperson: Raisa Khamitova

Dynamiska system och kryptering

Vi studerar diskreta dynamiska system över olika talteoretiska strukturer, som till exempel ringen av heltal och icke-arkimediska kroppar. Fokus är att försöka bestämma periodiska punkter samt klassificera dessa och på så sätt få en bättre bild av dynamiken. Förutom teorin för dynamiska system involverar det bland annat algebra, talteori och kombinatorik. Denna mix av olika områden av matematiken inspirerar oss att försöka finna tillämpningar inom kryptologi och speciellt kryptoanalysen. Samarbete bedrivs med forskare vid Linnéuniversitetet.

Kontaktperson: Robert Nyqvist

Matematikdidaktik

Matematiska argument och ”gifted education” är de två huvudsakliga grenarna inom den matematikdidaktiska forskningen.
Matematiska argument handlar om den matematiska dialogen mellan elever och lärare. Den tar bl.a. upp förståelsen för matematikens formelspråk jämfört med naturligt språk, matematikkartor som ett sätt för elever att i grupp bygga upp en helhetsbild av sina matematiska kunskaper, och logiska grafer som visar matematiska sammanhang i grafisk form.

Forskning inom ”gifted education” behandlar fallstudier av studiesituationen för grundskolelever med särskilda matematiska förmågor. Vidare studeras implementeringen av ”gifted education” på matematikintensiva gymnasieprogram. Forskningens grundläggande utgångspunkt är frågan om vad som karakteriserar särbegåvade elever i matematik och hur man kan utveckla undervisningen för att stödja utvecklingen av dessa elevers förmågor.

Kontaktperson: Linda Mattsson

Kombinatorisk optimering – för parallelldatorsystem och för koder

Matematiska problem dyker upp i många sammanhang. Ett är när man försöker få en parallelldator att fungera så effektivt som möjligt. Kan man lösa dessa matematiska problem så har man mycket tydliga gränser för datorn kan byggas för datorn ska bli så effektiv som möjligt.

Detsamma gäller inom kodningsteori. När vi sänder meddelanden mellan mobiltelefoner eller på andra sätt utsätts signalerna för störningar. Om man använder effektiva koder kan meddelandet ändå rekonstrueras till vad som skickades. För att göra det så bra som möjligt behöver man lösa vissa specifika matematiska problem.

Kontaktperson: Håkan Lennerstad