FAKULTÄT FÜR

INFORMATIK

Am Samstag, den 25. Januar 2020 fand in Eberswalde bei Berlin das Halbfinale der First Lego League statt. Die Fakultät für Informatik der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg war wieder durch das Team inFINity vertreten.

Das Team präsentiert seinen Roboter der Fach-Jury, um im Bereich "Robot-Design" zu punkten.

Unser Team hatte sich vorher bei ihrem Regionalwettbewerb in Magdeburg für das Halbfinale qualifiziert, genau wie 18 andere Teams aus Nord- und Ost-Deutschland. Alle Teams mussten sich in erneut vier Bereichen beweisen: "Teamwork","Forschungspräsentation", "Robot Design" und "Robot Game". Das Thema dieses Jahr war "City Shaper - Gestaltet das Bauen der Zukunft".

inFINity beim Halbfinale (v.l.): Samuel, Tobias, Thomas, Benjamin, Lysander und Johannes mit den Coaches Dominic Jamm und Thomas Wilde.

Die Teammitglieder im Alter von 10 bis 17 Jahren hatten seit August Zeit, sich mit dem Thema auseinander zu setzen. Im Bereich "Forschung" lag der Fokus des Teams dieses Jahr auf der Untersuchung einer Rutsche auf dem Spielplatz im FloraPark Garten. Auf dieser Rutsche kommt es vermehrt zu Verletzungen. Die jungen Nachwuchwissenschaftler deckten mit ihren Untersuchungen und Messungen auf, dass der Verlauf der Rutsche Unstetigkeiten in der geoemtrischen Krümmung aufweist. Dadurch kann man sich in der Röhre leicht den Kopf stoßen. "Die Untersuchungen sind so sorgfältig und solide, dass die Stadt Magdeburg jetzt sogar einen Umbau der Rutsche ins Auge fasst." erklärt Team Coach Thomas Wilde. Die Ergebnisse haben auch die Jury beim Wettkampf beeindruckt. Damit konnte das Team neben ihrer Paradedisziplin "Teamwork" auch im Bereich "Forschung" sehr gute Bewertungen einfahren. "Die Konkurrenz in Eberswalde ist sehr stark, so dass wir nur insgesamt im Mittelfeld gelandet sind. Dennoch gehört inFINity damit zu den TOP 20 von knapp 600 Teams aus ganz Deutschland." erläutert der Team Coach. Jetzt macht das Team erstmal eine Woche Pause und beginnt danach mit der Vorbereitung auf weitere Wettbewerbe. Wir sind gespannt, wo die Reise hingeht.

Der Informatiker Prof. Dr.-Ing. Ernesto William De Luca hält am 5. Februar 2020 seine Antrittsvorlesung an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und wird über den Einfluss der Digitalisierung auf Gesellschaft und Wissenschaft, insbesondere auf die Humanwissenschaften, sprechen.

Prof. De Luca hat seit Beginn des laufenden Wintersemesters den Lehrstuhl Digital Transformation und Digital Humanities am Institut für Technische und Betriebliche Informationssysteme der Fakultät für Informatik inne. Das relativ junge Forschungsgebiet Digital Humanities beschreibt die Schnittstelle von Informatik und Humanwissenschaften und erforscht, beispielsweise, die Auswirkungen digitaler Transformationsprozesse auf die Geschichtswissenschaft oder den Nutzen computergestützter Verfahren bei der maschinellen Verarbeitung natürlicher Sprache.

Prof. Dr.-Ing. Ernesto William Da Luca (Foto: Jana Dünnhaupt / Uni Magdeburg)

Ziel ist es, die wachsende Zahl verfügbarer digitaler Daten gezielt einzusetzen, um neue Anwendungsmöglichkeiten für die Humanwissenschaften zu entwickeln. So werden, z.B. für die internationale Bildungsmedienforschung, digitale Werkzeuge und Infrastrukturen entwickelt und bereitgestellt.

Die Professur ist eine gemeinsame Berufung der Fakultät für Informatik der Universität Magdeburg und dem Georg-Eckert-Institut, Leibniz-Institut für Internationale Schulbuchforschung.

„Das älteste Schulbuch im Bestand des Georg-Eckert-Instituts ist 1648 herausgekommmen und es gab seitdem stetigen Wandel in der Erforschung und Weiterentwicklung“, beschreibt De Luca die Vorgehensweise. „Aber durch die Digitalisierung können wir heute zum Beispiel in der internationalen Schulbuchforschung hermeneutische, also interpretierende und datenbasierte Analyseverfahren kombinieren. Wir können große Datenmengen verarbeiten, visualisieren und durch so gewonnene neue Erkenntnisse maschinelle Lernverfahren unterstützen, der Gesellschaft wichtige Informationen für die Gestaltung von zukunftsweisenden Bildungsmedien zur Verfügung zu stellen. In diesem Kontext sehe ich mich als Brückenbauer zwischen Informatik und Humanwissenschaften, um das Verständnis der digitalen Transformation und der Digitalisierung mitzugestalten.“

Die Vorlesung ist öffentlich und findet in deutscher Sprache statt.

Kurzvita Prof. Dr.-Ing. Ernesto William De Luca

Prof. Dr.-Ing. Ernesto William De Luca studierte Computerlinguistik an der Universität Bielefeld. Anschließend arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungsinstitut ITC-IRST in Trento, Italien, und promovierte an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Anschließend war er als Leiter des Kompetenzzentrums Information Retrieval und Machine Learning am DAI-Labor der Technischen Universität Berlin tätig. Von 2012 bis 2017 war er Professor für Informationswissenschaft an der Fachhochschule Potsdam und bis März 2015 Leiter des dortigen Instituts für Information und Dokumentation (IID) und Vize-Präsident für Internationales und Informationstechnologie. Seit April 2015 leitet De Luca die Abteilung „Digitale Informations- und Forschungsinfrastrukturen“ am Georg-Eckert-Institut, dem Leibniz-Institut für Internationale Schulbuchforschung.

Informatiker der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg wollen Erkenntnisse und etablierte Methoden der Hirnforschung nutzen, um die Funktionsweise Künstlicher Intelligenz besser zu verstehen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Prof. Dr.-Ing. Sebastian Stober vom Artificial Intelligence Lab der Universität Magdeburg werden im Rahmen eines Forschungsprojektes Methoden der kognitiven Neurowissenschaften anwenden, um künstliche neuronale Netze zu analysieren und deren Funktionsweise besser verstehen zu können. Das über drei Jahre laufende Forschungsprojekt Cognitive neuroscience inspired techniques for explainable AI, kurz CogXAI, wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit über einer Million Euro gefördert.

Künstliche neuronale Netze, kurz KNN, sind selbstlernende intelligente Systeme, die vom Aufbau natürlicher Gehirne inspiriert sind. Sie sind - analog zu biologischen Nervensystemen - in der Lage, von Beispielen zu lernen, um selbstständig komplexe Probleme zu lösen. „Bestehen diese Netze in unserem Gehirn aus Millionen von über chemische und elektrische Signale miteinander kommunizierenden Nervenzellen, so sind künstliche neuronale Netze als Computerprogramme zu verstehen“, so der Informatiker Prof. Sebastian Stober. „Durch ihre starke Lernfähigkeit und Flexibilität haben sich künstliche neuronale Netze unter dem Begriff ‚Deep Learning‘ in den letzten Jahren als beliebte Wahl zur Entwicklung intelligenter Systeme etabliert.“

Prof. Stober (Foto: Jana Dünnhaupt / Uni Magdeburg)

Stober und sein Team wollen unterschiedliche Regionen in einem künstlichen neuronalen Netz finden, die – wie in biologischen Gehirnen - für bestimmte Funktionen verantwortlich sind. Ähnlich wie die Aufnahme eines Hirn-Scans in einem Magnetresonanztomografen (MRT), wollen die KI-Experten bestimmte Areale der KNN identifizieren, um so deren Funktionsweise besser zu verstehen.

Künstliche Intelligenz besser verstehen

Die Hirnforschung bietet darüber hinaus auch wichtige Erkenntnisse über das Lernverhalten des menschlichen Gehirns. Diesen Erfahrungsschatz nutzen die Informatiker, um den künstlichen neuronalen Netzen ein schnelles und effektives Lernverhalten zu ermöglichen. Durch die Übertragung von Konzepten der menschlichen Wahrnehmung und Signalverarbeitung auf künstliche neuronale Netze wollen sie herausfinden, wie diese selbstlernenden Systeme Vorhersagen treffen bzw. warum sie Fehler machen.

„Natürliche Gehirne werden schon seit über 50 Jahren erforscht“, so Prof. Stober. „Dieses Potenzial wird aber aktuell in der Entwicklung von KI-Architekturen kaum genutzt. Durch die Übertragung neurowissenschaftlicher Methoden auf die Erforschung künstlicher neuronaler Netze werden auch deren Lernprozesse besser nachvollziehbar und verständlich. So kann ein Fehlverhalten der künstlichen Neuronen bereits während des Lernprozesses erkannt und im Laufe des Trainings korrigiert werden.“

Die Entwicklung künstlicher neuronaler Netze gehe rasant voran, so Stober weiter. „Durch leistungsstarke Computer können immer mehr künstliche Neuronen zum Lernen verwendet werden. Die wachsende Komplexität dieser Netze erschwert es aber selbst uns Experten, deren innere Prozesse und Entscheidungen nachzuvollziehen“, erklärt der Informatiker und Projektleiter von CogXAI. „Wenn wir aber künftig Künstliche Intelligenz sicher nutzen wollen, ist es zwingend notwendig, ihre Funktionsweise umfassend zu verstehen“.

Die Arbeitsgruppe Wirtschaftsinformatik - Managementinformationssysteme - der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg in Kooperation mit der Abteilung Relationship Management lädt Euch am 25. März 2020 um 19:00 Uhr zum zweiten Usability Testessen in das Rathaus der Landeshauptstadt Magdeburg ein.

Freut Euch auf einen abwechslungsreichen Abend mit leckerer Pizza und kühlen Getränken in einer kreativen und lockeren Atmosphäre. Nutzt die Chance, Eure innovativen Produkte und Ideen an echten Nutzern zu testen. Somit könnt Ihr die Wünsche und Bedürfnisse potentieller Kunden bei der zukünftigen Verbesserung Eures Produktes berücksichtigen.

Doch wie genau läuft nun ein solches Testessen ab?

Nach einer kleinen Eröffnungsrede des Gastgebers – diesmal haben wir hierfür die Landeshauptstadt Magdeburg gewinnen können - erhaltet Ihr die Möglichkeit, die anderen Teilnehmer im Rahmen einer ersten Verkostung der Pizzen genauer kennenzulernen. Danach geht es auch direkt mit dem Testen los: An den verschiedenen Teststationen werden die jeweiligen Produkte anhand kurzer Tests ausprobiert. Hierdurch können die Testgeber sehr hilfreiches Feedback erhalten und die Tester werden eine Menge Spaß dabei haben. Nachdem alle Stationen besucht wurden, erhalten die Testgeber noch einmal die Chance, im Kreise aller Teilnehmer über die wichtigsten Erkenntnisse des Abends zu diskutieren. Im Anschluss könnt Ihr Euch bei entspannter Musik über die restlichen Pizzen hermachen und Euch mit den anderen Teilnehmern bei einem kühlen Getränk unterhalten.

Was muss ich tun, um dabei zu sein?

Die Otto-von-Guericke-Universität präsentierte sich auf der embedded world Messe in Nürnberg vom 25. bis 27.02.2020. Forscher des Lehrstuhls für Künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence Lab http://ai.ovgu.de/) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Sebastian Stober stellten ein aktuelles Forschungsprojekt zum Thema Erklärbarkeit von künstlicher Intelligenz vor. In diesem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt forscht die Arbeitsgruppe daran, künstliche neuronale Netze besser zu verstehen.

Künstliche neuronale Netze (KNNs) sind selbstlernende intelligente Systeme, die vom Aufbau natürlicher Gehirne inspiriert sind. Unter dem Begriff ‚Deep Learning‘ haben sich KNNs in den letzten Jahren als beliebte Wahl zur Entwicklung intelligenter Systeme etabliert. Die wachsende Komplexität dieser Netze erschwert es aber selbst Experten, deren innere Prozesse und Entscheidungen nachzuvollziehen. Durch die Übertragung von Methoden der kognitiven Neurowissenschaften auf künstliche neuronale Netze wollen die Informatiker herausfinden, wie diese selbstlernenden Systeme Vorhersagen treffen bzw. warum sie Fehler machen. Stober und sein Team wollen beispielsweise unterschiedliche Regionen in einem künstlichen neuronalen Netz identifizieren, die – wie in biologischen Gehirnen – für bestimmte Funktionen verantwortlich sind. Ähnlich wie die Aufnahme eines Hirn-Scans in einem Magnetresonanztomografen (MRT), wollen die KI-Experten die Funktion bestimmter Areale der KNNs erkennen können. Auf der Messe demonstrierten die Wissenschaftler diese Methoden unter anderem anhand eines KNN-basierten Spracherkenners. 

Das Team um Prof. Stober präsentierte sich dabei am Gemeinschaftsstand der Initiative „Forschung für die Zukunft“ (http://www.forschung-fuer-die-zukunft.de/). Am Gemeinschaftsstand stellten neben der OVGU auch weitere Hochschulen sowie Ausgründungen aus Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen aktuelle Forschung und neue Produkte aus.