JI

Dr.-Ing. Jairo Inga Charaja

  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
    Campus Süd
    Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme
    Geb. 11.20 (Engler-Villa)
    Kaiserstr. 12
    D-76131 Karlsruhe

Lebenslauf

Studium der Elektro- und Informationstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Bachelorarbeit am Lichttechnischen Institut (LTI) zur thermischen Charakterisierung von LED-Systemen (2011). Praktische Tätigkeit bei der Daimler AG in der Abteilung Nutzfahrzeug Powertrain E/E-Entwicklung. Masterarbeit am Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS) zur Prädiktion von Lenkverhalten aus Basis eines Modells mit fahrerspezifischen Bewegungsprimitiven (2014). Von 2015 bis 2020 wissenschaftlicher Mitarbeiter am IRS mit Forschungsarbeit und einer Dissertation zur Lösung von inversen Problemen in der optimalen Regelung und der dynamischen Spieltheorie.

Seit Mai 2020 Leiter der Forschungsgruppe "Kooperative Systeme".

Forschung

Modellbildung, Identifikation und Adaption in kooperativen Regelungssystemen

Die Automation der Zukunft sieht eine zunehmend enge Interaktion und Kooperation zwischen automatisierten Systemen und Menschen vor, um ihre jeweiligen Stärken auszuschöpfen. Dies hat ein großes Potential für eine breite Anwendung in beispielsweise innovativen Fahrerassistenzsystemen, der Entwicklung intelligenter Werkzeugmaschinen und der robotergestützten Rehabilitation in der Medizin.

Eine Basis für eine erfolgreiche Mensch-Maschine-Interaktion ist ein geeignetes Modell zur Beschreibung des Verhaltens des kooperierenden Menschens.  Mit einem Modell kann anschließend eine Identifikation der Modellparameter erfolgen, die das Verhalten eines individuellen Menschen erklären. Auf dieser Grundlage kann die Maschine optimal für eine sichere und effektive Kooperation angepasst werden. Die dynamische Spieltheorie bietet ein mächtiges mathematisches Grundgerüst mit großem Potential für die Anwendung in diesem Gebiet.

Meine Forschungsarbeit hat folgende Schwerpunkte:

  • Modellierung kooperativer Systeme mittels dynamischer Spieltheorie
  • Untersuchung von Reinforcement-Learning-Ansätzen zur Beschreibung von Adaptionsprozessen
  • Online-Identifikation in kooperativen Systemen durch die effiziente Lösung inverser dynamischer Spiele
  • Entwicklung von spieltheoretischen Methoden zur Intentionserkennung auf Basis von Messdaten
  • Anwendung der Methoden zur Identifikation von menschlichem Verhalten in der Kooperation mit Maschinen

Lehre

Offene Abschlussarbeiten
Titel Typ
Laufende Abschlussarbeiten
Titel Typ Bearbeiter

Publikationen


2021
Adaptive Optimal Trajectory Tracking Control of Continuous-Time Systems.
Bührle, E.; Köpf, F.; Inga, J.; Hohmann, S.
2021. 19th European Control Conference, June 29 - July 2, 2021, Rotterdam, Virtual Conference
Adaptive Optimal Trajectory Tracking Control Applied to a Large-Scale Ball-on-Plate System.
Köpf, F.; Kille, S.; Inga, J.; Hohmann, S.
2021. Proceedings of the 2021 American Control Conference (ACC), 26th - 28th May, New Orleans, LA
2020
The n-Stage War of Attrition and its Inverse Game Towards its Application in Human-Machine Cooperative Decision Making.
Rothfuß, S.; Tanaka, T. S.; Inga, J.; Hohmann, S.
2020. 2020 59th IEEE Conference on Decision and Control (CDC), Jeju Island, Korea (South), Korea (South), 14-18 Dec. 2020, 5386–5393, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CDC42340.2020.9303952
Inverse Dynamic Game Methods for Identification of Cooperative System Behavior. Dissertation.
Inga Charaja, J. J.
2020, November 3. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000125587/v2
A Study on Human-Machine Cooperation on Decision Level.
Rothfuß, S.; Wörner, M.; Inga, J.; Hohmann, S.
2020. 2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Toronto, ON, Canada, 11-14 Oct. 2020, 2291–2298, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC42975.2020.9282813
Optimal Control and Inverse Optimal Control with Continuous Updating for Human Behavior Modeling.
Petrosian, O.; Inga, J.; Kuchkarov, I.; Flad, M.; Hohmann, S.
2020. IFAC-PapersOnLine, 53 (2), 6670–6677. doi:10.1016/j.ifacol.2020.12.089
A Cooperative Assistant System with Smoothly Shifting Control Authority Based on Partially Observable Markov Decision Processes.
Braun, C. A.; Bohn, C.; Inga, J.; Hohmann, S.
2020. 2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Toronto, ON, Canada, October 11–14, 2020., 806–811, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC42975.2020.9283176
Multi-Robot Task Allocation and Scheduling Considering Cooperative Tasks and Precedence Constraints.
Bischoff, E.; Meyer, F.; Inga, J.; Hohmann, S.
2020. 2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Toronto, ON, Canada, October 11–14, 2020., 3949–3956, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC42975.2020.9283215
Inverse Open-Loop Noncooperative Differential Games and Inverse Optimal Control.
Molloy, T. L.; Inga, J.; Flad, M.; Ford, J.; Perez, T.; Hohmann, S.
2020. IEEE transactions on automatic control, 65 (2), 897–904. doi:10.1109/TAC.2019.2921835
2019
Validation of a Human Cooperative Steering Behavior Model Based on Differential Games.
Inga, J.; Flad, M.; Hohmann, S.
2019. IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (IEEE SMC 2019), Bari, I, October 6-9, 2019, 3124–3129, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC.2019.8914574
Solution Sets for Inverse Non-Cooperative Linear-Quadratic Differential Games.
Inga, J.; Bischoff, E.; Molloy, T. L.; Flad, M.; Hohmann, S.
2019. IEEE Control Systems Letters, 3 (4), 871 – 876. doi:10.1109/LCSYS.2019.2919271
Model-Based Control of a Large-Scale Ball-on-Plate System With Experimental Validation.
Kastner, A.; Inga, J.; Blauth, T.; Köpf, F.; Flad, M.; Hohmann, S.
2019. IEEE International Conference on Mechatronics (ICM ), 257–262, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICMECH.2019.8722850
2018
Evaluating Human Behavior in Manual and Shared Control via Inverse Optimization.
Inga, J.; Eitel, M.; Flad, M.; Hohmann, S.
2018. 2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 2699–2704, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC.2018.00461
Identifikation in Differentialspielen basierend auf inverser Optimalsteuerung.
Inga, J.; Hohmann, S.
2018, Februar 22. 52. Regelungstechnisches Kolloquium (2018), Boppard, Deutschland, 21.–23. Februar 2018
2017
Individual Human Behavior Identification Using an Inverse Reinforcement Learning Method.
Inga, J.; Köpf, F.; Flad, M.; Hohmann, S.
2017. IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC), Banff, AB, Canada, 5–8 October 2017, 99–104, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC.2017.8122585
Inverse Reinforcement Learning for Identification in Linear-Quadratic Dynamic Games.
Köpf, F.; Inga, J.; Rothfuß, S.; Flad, M.; Hohmann, S.
2017. IFAC-PapersOnLine, 50 (1), 14902–14908. doi:10.1016/j.ifacol.2017.08.2537
Inverse Optimal Control for Identification in Non-Cooperative Differential Games.
Rothfuß, S.; Inga, J.; Köpf, F.; Flad, M.; Hohmann, S.
2017. IFAC-PapersOnLine, 50 (1), 14909–14915. doi:10.1016/j.ifacol.2017.08.2538
Inverse Optimierung in linear-quadratischen dynamischen Spielen.
Inga, J.; Rothfuß, S.; Köpf, F.; Hohmann, S.
2017. GMA-Fachausschuss 1.50 Workshop "Grundlagen vernetzter Systeme", Günzburg, 29.-31. Mai 2017
2016
Modellierung und Identifikation mithilfe eines erweiterten schaltenden autoregressiven Systems.
Inga, J.; Hohmann, S.
2016. GMA-Fachausschuss 1.30 Workshop, Anif/Salzburg,19.-21. September 2016
2015
Gray-Box Driver Modeling and Prediction: Benefits of Steering Primitives.
Inga, J.; Flad, M.; Diehm, G.; Hohmann, S.
2015. 2015 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Kowloon Tong, Hong Kong, 9–12 October 2015, 3054–3059, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC.2015.531