SINDy + ANN zur Vorhersage nichtlinearer Dynamik in magnetoelektrischen Sensoren
Entwurf der Anregungs- und Erfassungspipeline (MATLAB + Audio-Interface) für einen prototypischen implantierbaren magnetoelektrischen Sensor, wobei Anregungsfrequenz und Randbedingungen so gewählt wurden, dass die Sicherheitsgrenzwerte für Hirnfelder eingehalten werden. SINDy wurde eingesetzt, um die zugrunde liegenden Bewegungsgleichungen direkt aus den erfassten Signalen zu identifizieren — dabei wurde eine Duffing-artige Dynamik mit R² ≈ 0,99 rekonstruiert, was ein Modell ergibt, das sowohl das Signal als auch dessen Ableitungen vorhersagt. Parallel dazu wurden ANN-Modelle (LSTM, MLP) als Genauigkeits-Benchmarks aufgebaut; SINDy erreichte oder übertraf deren Leistung bei voller Interpretierbarkeit. Validiert durch Energiekonsistenz-, Steifigkeits- (Kraft-Auslenkung) und Dämpfungsanalysen (Phasenporträt).
