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Forschung

Der “Superorganismus Menschheit” ist in naher Zukunft mit einer Lawine tiefgreifender Veränderungen, so genannten “Game changers”, konfrontiert. Alle Lebewesen und die von ihnen geformten Gemeinschaften sind komplexe Interaktionsnetzwerke. Sie bauen sich aus einer Vielzahl von Komponenten auf, die sich wechselseitig beeinflussen und sind deshalb schwer zu verstehen und vorherzusagen. Nur mit umfassendem Verständnis der komplexen Systeme unserer Lebenswelt kann die Gesellschaft auf diese Veränderungen vorbereitet werden. Das Verständnis derartiger Systeme soll Wissenschaft, Wirtschaft und Politik die nötigen Grundlagen für Entscheidungen im Sinne der Nachhaltigkeit liefern.

Die Komplexitätsforschung im Rahmen von COLIBRI konzentriert sich auf die Gebiete Biowissenschaften, Sozialwissenschaften und Computerorientierte Systemwissenschaften. Alle in COLIBRI vereinte Wissenschaftler*innen beschäftigen sich mit derartigen Systemen in ihren jeweiligen Fachgebieten. Sie verwenden analytische sowie computergestützte Methoden der Theorie strategischer Interaktion (Spieltheorie), Netzwerkanalyse, Optimierung, und Rekonstruktion. Im Folgenden werden Themen, die in den drei Forschungssäulen untersucht werden, präsentiert: 

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Die gestellten Fragen sollen über die involvierten Fakultäten und Forschungsgruppen hinweg eine große Ähnlichkeit aufweisen. Zentrale Fragen sind zum Beispiel:

  • Was sind die zugrunde liegenden Eigenschaften komplexer Systeme?

  • Welche Parameter sind zwingend nötig um solche Systeme aufrecht zu erhalten (e.g. Stabilität, Robustheit, Resilienz), um Wachstum und Veränderung zu ermöglichen?

  • Welchen Effekt haben Überlagerungen mehrerer Systeme, und wie können diese kontrolliert, beeinflusst oder missbraucht werden?

Das Sammeln von Wissen über diese und weitere ähnliche Themen, die großen Einfluss auf unser Leben haben, ist für die Bewältigung drängender Probleme unserer Zeit unerlässlich. Im Folgenden sind die dazu relevanten Haueptaspekte der COLIBRI-Forschung gelistet:

KOMPLEXE NETZWERKE: Wir untersuchen komplexe Transportnetzwerke und chemische Reaktionsnetzwerke, beziehungsweise ihre Koordination, Selbstorganisation und Optimierung. Ökosysteme sind ebenso Netzwerke und evolutionäre Dynamik erzeugt von Natur aus verästelte Strukturen (Baum des Lebens). Soziale Systeme und Märkte verändern Netzwerke dynamisch, die aufgrund ihrer nichtlinearen und heterogenen Netzwerkeigenschaften nicht intuitiv vorhersagbar sind.

ENTSCHEIDUNGSTHEORIE: Entscheidungen werden zweifellos komplexer, wenn mehrere Stakeholder mit mehr oder weniger unterschiedlichen Ansichten einbezogen werden. Diese kollektiven Entscheidungsprozesse finden sich beginnend bei der Konsensbildung in kleinen Komitees bis hin zu Volkswahlen mit Millionen von Wählern. Die “Algorithmic Decision Theory” untersucht Eigenschaften und Grenzen von Lösungen in diesem Bereich. Andere Entscheidungen betreffen insbesondere die Zuteilung verschiedener Ressourcen, die im Forschungsbereich „Fair Division“ untersucht wurden.

EVOLUTIONÄRE PROZESSE: Evolution wird durch Ökologie angetrieben und Ökologie wird durch Evolution geschaffen. Der immer weiter verzweigte „Lebensbaum“ und das komplexer werdende Netzwerk ökologischer Beziehungen sind eng miteinander verbunden, um eines der beiden Probleme zu verstehen, muss das jeweils andere verstanden werden. In ähnlicher Weise sind Marktstrukturen sowie soziale Dynamiken miteinander verknüpft und müssen für ein umfassendes und simplifiziertes Verständnis ganzheitlich betrachtet werden.

Kontakt

Univ.-Prof. Mag. Dr.rer.nat.

Thomas Schmickl

Sprecher

Institut für Biologie
Universitätsplatz 2
8010 Graz

Telefon:+43 316 380 - 8759


Mag. Dr.rer.nat.

Alexander Thomas Goritschnig

Forschungsmanager

Forschungsmanagement und -service
Elisabethstraße 27/II
8010 Graz

Telefon:+43 316 380 - 1294


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