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Technische Fakultät

Technische Fakultät - Blog - Kategorie Allgemein

Effizientere Bahntechnologie dank neuronaler Netze

Veröffentlicht am 10. August 2023

Damit die Verkehrswende gelingen und der Schienenverkehr sein Potenzial voll ausschöpfen kann, bedarf es digitaler Unterstützung. Hier setzt das Innovationsökosystem RailCampus OWL an. Forschende der Universität Bielefeld lassen ihr Know-how einfließen, um den Bahnverkehr effizienter und zuverlässiger zu machen.

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https://bit.ly/43ZnGbH

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Ukrainische Wissenschaftlerinnen zu Besuch an der Technischen Fakultät

Veröffentlicht am 11. Juli 2023

Sieben Wissenschaftlerinnen der Universität Saporischschja haben uns Ende Juni an der Technischen Fakultät besucht.

Ukrainischen Besucher:innen mit Anita Adamczik, Jun. Prof. Dr. Hanna Drimalla und Jun. Prof. Dr. Benjamin Passen ©Technische Fakultät Universität Bielefeld

Nach einer Führung durch die Forschungslabore im CITEC-Gebäude hat sich die Gruppe aus Mathematiker:innen und Informatiker:innen mit  Juniorprofessor  Dr. Benjamin Paaßen and Juniorprofessorin Dr. Hanna Drimalla über die Forschungsschwerpunkte und über die interdisziplinäre Zusammenarbeit der jeweils anderen Standorte ausgetauscht. Hier zeigten sich erste Unterschiede der interdisziplinären Ausrichtung: In Bielefeld findet die Zusammenarbeit verstärkt mit der Kognitionswissenschaft, der Biologie und der Linguistik statt, in Saporischschja liegt der Fokus auf der (angewandten) Mathematik. Die Ukrainerinnen stellten so auch ein Projekt vor, in dem neuronale Netze für die Steuerung von Fertigungstechnik beforscht und die Hyperparameter dieser Netze durch evolutionäre Algorithmen optimiert wurden.

Die ukrainischen Wissenschaftlerinnen lobten die Modernität und technische Ausstattung der Labore und zeigten großes Interesse an der Forschungsausrichtung der Technischen Fakultät - insbesondere im Bereich der Robotik und der künstlichen Intelligenz.

Im Weiteren wurde über die Organisation der Lehre diskutiert. Hier zeigten sich die gemeinsamen Herausforderungen wie hybride und virtuelle Lehre in hoher Qualität geschehen kann und wie die mathematischen Grundlagen motivierend an Lernende vermittelt werden können.

Zusammenfassen lobte Professorin Dr. Oksana Spytsia die Studienbedingungen an der Universität Bielefeld. „Alles ist auf die Studierenden ausgerichtet: geräumige Gebäude mit bequemen Zugängen für Studierende mit Behinderungen; eine riesige Bibliothek mit langen Öffnungszeiten; ein Multimediazentrum mit hilfsbereiten Mitarbeiter:innen; Aktivitäten für verschiedene Geschmäcker - Konzerte, Sportwettkämpfe; ein vielfältiges gastronomischen Angebot und zahlreiche Geschäfte. All dies schafft einfache, aber gleichzeitig hervorragende Bedingungen für Entwicklung, Lernen, Kommunikation und ein glückliches Studentenleben.“

Die Wissenschaftlerinnen Dr. Oksana Choporova, Dr. Maryna Hrechnieva, Dr. Anastasiia Kaliuzhniak, Prof. Dr. Anastasiia Kryvokhata, Dr. Nataliia Manko, Prof. Dr. Oksana Spytsia und Dr. Anastasiia Stoliarova waren den gesamten Juni zu Gast an der Universität Bielefeld. Ermöglicht hat diesen Aufenthalt das Erasmus+ Programm, dass gezielt den Austausch von wissenschaftlichen Lehrkräften fördert.

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Das Team of Bielefeld (ToBi) berichtet vom RoboCup 2023 in Bordeaux

Veröffentlicht am 6. Juli 2023
Das Bielefelder RoboCup-Team (ToBi) berichtet über ihre Erlebnisse vom diesjährigen internationalen Roboter-Wettbewerb in Bordeaux .
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Tags: citec

"Wer ist Mensch, wer ist Maschine?": CITEC-Wissenschaftler:innen beteiligen sich mit Führung und Dialogvortrag an Bielefeld-Bethel-Integrationsprojekt

Veröffentlicht am 23. Juni 2023

Initiiert durch den Psychoanalytiker, ehemaligen Bürgermeister und Lyriker Bernhard Winter und Bielefeld Bethel hat zum zweiten Mal vom 16. bis 18. Juni 2023 eine bunt gemischte Reisegruppe aus jungen und älteren, behinderten und nicht-behinderten Menschen vielfältiger Berufsbiografien Bielefeld besucht.

© Anja Sundhaus 

Auf ihrer Reise durch die Stadt besuchte die Gruppe auch das CITEC. Professor Dr. Helge Ritter (Universität Bielefeld, Neuroinformatik) gab einen Überblick über die Einrichtung CITEC und die CITEC-Forschung zu Kognitiver Interaktionstechnologie. Darüber hinaus konnten die interessierten Besucher:innen Laborluft im Robotik-Greiflabor "schnuppern".


© Anja Sundhaus 

Im Rahmen der Dialogreihe „Sonntagsbegegnungen“ folgte in der Neuen Schmiede Bielefeld ein Dialogvortrag mit dem Titel „Wer ist Mensch, wer ist Maschine?“ zwischen den beiden CITEC-Forscher:innen Professorin Dr. Johanna Kißler (Universität Bielefeld, Neuropsychologie) und Professor Dr. Ritter. Am Anfang gaben beide dem Publikum aus Reisegruppe und Bielefelder Bürger:innen einen Überblick zur Entwicklung der Künstlichen Intelligenz der letzten Jahre. Danach fragten sie sich, wie es derzeit um die vermeintliche Verwischung der Unterschiede zwischen dem Menschen und der Maschine steht und wo die Unterschiede liegen.  Die beiden Wissenschaftler:innen stellten fest, dass die modernen Sprachmodelle zwar sehr beeindruckend, die Unterschiede zwischen Mensch und Maschine aber immer noch groß sind - z.B. wenn es um Alltagsaktionen von Händen geht. Der Austausch zeigte, dass die Informatik Fähigkeiten nachbilden, die Psychologie Gehirn und Verhalten verstehen will. Die Informatik bemüht sich um eine Nachbildung der Prozesse und die Psychologie will die beteiligten Prozesse durchleuchten und verstehen. Die beiden Perspektiven verbindet also die Frage, wie nah die Wissenschaft dem natürlichen Vorbild "Kognition" kommen kann. Diese Gemeinsamkeit bereitet den Weg für eine gewinnbringende interdisziplinäre Forschung. Weitere Diskussionspunkte betrafen die Verunsicherung aus dem Nebeneinander vielfältiger Anwendungspotenziale und gleichzeitiger Missbrauchsmöglichkeiten durch Künstliche Intelligenz, die Rolle von Embodiment, die Möglichkeiten einer hybriden Gesellschaft und abschließend die offene Frage, inwieweit die Verwischung der Grenzen zwischen Mensch und Maschine vielleicht eines Tages auch die Eigenschaften des Bewusstseins betreffen könnte.


© Anja Sundhaus 

Bernhard Winter führt seit 1992 Menschen aus Politik, Kultur, Religion und Gesellschaft zusammen. In Bielefeld fand die nun 113. Sonntagsbegegnung statt. In dem Format stellen sich zwei Personen gegenseitig Fragen. In den bisherigen Terminen sind viele hochkarätige Persönlichkeiten zu Mitwirkenden geworden. Geschätzt haben mehr als 15000 Interessierte die Veranstaltungen verfolgt, so Winter.

 

 

 


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Tags: citec

Helge Ritter spricht bei der 24. Leopoldina-Lecture zum Thema Brain-Computer-Interfaces

Veröffentlicht am 23. Mai 2023

Am 24. Mai diskutiert Helge Ritter gemeinsam mit Dr. med. Philipp Kellmeyer (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) und Prof. Dr. Dr. Orsolya Friedrich (FernUniversität in Hagen) bei der 24. Leopoldina-Lecture in Hannover, ob die Grenze zwischen menschlichem Denken und Maschine tatsächlich in naher Zukunft verschwimmt und was das für Individuum und Gesellschaft bedeutet. Dabei soll neben Potentialen und Risiken der Brain-Computer-Interfaces auch dem Stand der Forschung Rechnung getragen werden.

Der Begriff Brain-Computer-Interface bezeichnet die Schnittstelle zwischen menschlichem Gehirn und Computer. Diese Neurotechnologie birgt bahnbrechendes Potential, z. B. um Mobilität und Kommunikation zu verbessern oder Fahrzeuge
zu steuern. Dank intensiver Forschung verbessert sich die Zuverlässigkeit der ausgelesenen Daten fortwährend. Mittels nicht-invasivem Elektro-Enzephalogramm (EEG) oder der Implantation von Elektroden können aber auch Intentionen verschiedener Art ausgelesen werden. Wird die Technologie eines Tages unsere Gedanken erfassen oder sogar beeinflussen?


Die Lecture wird moderiert durch Prof. Dr. Dr. Thomas Lengauer ML, Max-Planck-Institut für Informatik.

Die Teilnahme ist vor Ort oder online möglich.

Zugangslink zum Livestream der Veranstaltung: https://www.volkswagenstiftung.de/livestream

Mittwoch, 24. Mai 2023, 18:00 – 20:00 Uhr
Xplanatorium Schloss Herrenhausen, Hannover

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Tags: citec; tf

Neues KI-Fellowship geht an Informatikerin Barbara Hammer

Veröffentlicht am 6. April 2023

Die Bielefelder Professorin erhält Lamarr-Fellowship, um Forschung zu vertrauenswürdiger Künstlicher Intelligenz auszubauen und sich mit anderen Forschenden des neuen Lamarr-Instituts zu vernetzen.

 

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Damit Roboter erkennen, was sie visuell erfassen

Veröffentlicht am 21. März 2023

„Roboter, die in der realen Welt eingesetzt werden, benötigen eine ausgefeilte visuelle Intelligenz, um sich in der Fülle der Situationen zurechtzufinden, denen sie begegnen können.“ Das sagt der Informatiker Professor Dr. Enrico Motta vom Knowledge Media Institute (KMi) der Open University in Großbritannien. Die dominierenden Deep-Learning-Methoden reichen dafür nicht aus. Wie sich visuelle Intelligenz durch Kombination mit anderen Komponenten der Künstlichen Intelligenz verbessern kann, erläutert Motta am kommenden Donnerstag, 23. März, ab 16 Uhr in der Reihe „Co-Constructing Intelligence“ (Ko-Konstruktion von Intelligenz), einem Angebot der Universitäten Bielefeld, Bremen und Paderborn.

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 https://bit.ly/3ZaBQ7n

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Bielefelder Neuroinformatiker gewinnen zweiten Preis beim KI-Agenten-Wettbewerb in Minecraft

Veröffentlicht am 16. März 2023

 

Foto: Ein neuronales Netzwerk generierte dieses Bild auf der Grundlage der Texteingabe "Minecraft-Gewinner bekannt gegeben". [(c) 2022 Midjourney AI, Lizenz: CC BY-NC 4.0]

Dr. Andrew Melnik und Florian Leopold, Neuroinformatiker an der Technischen Fakultät, nahmen an dem Minecraft-basierten Wettbewerb für KI-Agenten (MineRL BASALT) teil. Der Wettbewerb fand im Rahmen der internationalen Konferenz NeurIPS 2022 im Dezember in New Orleans statt. Im März wurden die Gewinner bekannt gegeben. Gemeinsam mit ihren Kollegen von der University of Eastern Finland freuten Melnik und Leopold als Teil des "UniTeam" über ein Preisgeld von 4.000 US-Dollar für den zweiten Platz im Wettbewerb. Darüber hinaus wurde ihnen ein Forschungspreis [1] in Höhe von 2.000 US-Dollar verliehen.

Ziel des Wettbewerbs ist die Förderung der Forschung im Bereich des maschinellen Lernens, bei dem menschliches Feedback zum Trainieren von KI-Systemen genutzt wird. "Wir forschen daran, KI-Systeme zu entwickeln, die Aufgaben in realitätsnahen Umgebungen ausführen können, zum Beispiel in Minecraft. Um dies zu erreichen, verwenden wir Lernansätze, die menschliches Feedback nutzen", erklärt Dr. Melnik. Den Forschern ist es gelungen, ein menschenähnliches Verhalten ihres KI-Agenten in der Minecraft-Umgebung zu demonstrieren.

Die Zusammenarbeit zwischen Forschern der Universität Bielefeld und der University of Eastern Finland wurde durch ein DAAD-Reisestipendium und KI-Starter NRW gefördert [2].

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte: Dr. Andrew Melnik <andrew.melnik@uni-bielefeld.de>

[1] https://arxiv.org/abs/2212.13326

[2] https://www.land.nrw/pressemitteilung/landesregierung-foerdert-nachwuchsforschende-im-bereich-kuenstliche-intelligenz-mit

 


 

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Tags: ki

Köpfe der Technischen Fakultät: Michael Götting (4)

Veröffentlicht am 8. März 2023

Es wird Zeit, dass unsere Serie "Köpfe der Technischen Fakultät" weitergeht: Vorhang auf für Michael Götting.

Michael Götting, Leiter der Rechnerbetriebsgruppe

Michael Götting Foto: Universität Bielefeld

Wer bin ich?

Mein Name ist Michael Götting. Ich bin der Leiter der Rechnerbetriebsgruppe (RBG) an der Technischen Fakultät. Die Rechnerbetriebsgruppe stellt die IT-Infrastruktur speziell für die Bedürfnisse der Forschung und Lehre an der Technischen Fakultät bereit und betreut diese. Mein Weg hat mich zunächst für mein Diplomstudium der Mathematik an die FH-Bielefeld geführt. Nach meinem Abschluss bin ich über verschiedene wissenschaftliche Stationen im Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (CoR-Lab) und im ehemaligen Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) auf diese Position gewechselt. Ich bin also schon sehr lange Teil der Technischen Fakultät.

Was treibt mich an?

Ich komme selbst aus der Forschung und habe jahrelang an humanoiden Robotern geforscht. Daher kenne ich die Bedürfnisse der Forschung an die IT-Infrastruktur sehr gut. Ich möchte auf diesem Erfahrungswissen aufbauen und immer wieder neue Möglichkeiten einbinden, die IT-Strukturen und IT-Systeme so aufzubauen, dass sie es den Forscher:innen in ihrem Arbeitsalltag leichter machen, schneller und effizienter zu forschen. Mich treibt also an, gute und abgestimmte Forschungsumgebungen zu schaffen. Besonders gefällt es mir, jeden Tag noch immer mit aktueller Forschung umgeben zu sein, obwohl ich selbst nicht mehr aktiv wissenschaftlich forsche.

Worum geht es in meiner Arbeit?

Die Technische Fakultät ist die einzige Fakultät an der Universität Bielefeld, die sich eine Organisationseinheit wie die Rechnerbetriebsgruppe leistet. Es gibt das Bielefelder IT-Servicezentrum (BITS) als Hauptrechenzentrum und uns, die für die Technische Fakultät ein eigenes Rechenzentrum betreiben. Von der Netzwerkversorgung bis hin zur Betreuung der Arbeitsplatz-PCs der Kolleg:innen betreuen wir mit sieben Personen den IT-Bedarf an der Technischen Fakultät. Man kann uns also als eine verkleinerte Form des BITS mit dem speziellen und ausschließlichen Fokus auf die IT für die Forschungsumgebung verstehen. Die Forschung im technischen aber auch naturwissenschaftlichen Bereich hat ganz andere Bedürfnisse an IT-Infrastrukturen als beispielsweise Fachbereiche, die vornehmlich textbasiert arbeiten. Im Prinzip ist meine tägliche Arbeit dadurch geprägt, dass wir immer wieder versuchen, dass IT-System zu erneuern und neue Innovationen einzusetzen. Aktuell sind cloudbasierte IT-Infrastrukturen ein wichtiges Thema für uns. Es gibt an der Universität Bielefeld eine große Diskussion darüber, wo eine Cloud verortet sein darf. Darf sie nur innerhalb der Organisation Universität Bielefeld verortet sein oder darf sie sich auch extern, irgendwo auf Servern bei Microsoft, Amazon usw., befinden?  Ich vertrete dabei ganz klar die Position, dass wir zwar Amazon und Co nicht aus den Augen verlieren dürfen, aber einen großen Teil der Speicherkapazitäten hier im Haus für unsere Forschung benötigen. Es ist daher aktuell eine große Herausforderung, die Ressourcen zu erhalten, um diese Cloudinfrastrukturen zur Verfügung stellen und sehr eng auf unsere Forschungsbedürfnisse auszurichten zu können.

Was ist bei meiner Arbeit aktuell die größte Herausforderung?

Wie zu Beginn schon erwähnt, sind die Bedürfnisse technischer und naturwissenschaftlicher Forschungsdisziplinen nicht mit denen vieler anderer Disziplinen, die mit geringeren Datenmengen arbeiten, vergleichbar. Das Bewusstsein dafür zu schaffen, ist eine riesige Hürde an dieser Universität und mit einem erheblichen bürokratischen Aufwand verbunden.

Die zweite Herausforderung wiederum ist spannend und führt zu einer fruchtbaren Zusammenarbeit zwischen den Fakultäten. Die starke interdisziplinäre Ausrichtung der Technischen Fakultät bringt es mit sich, dass viele Personen aus verschiedenen Fachrichtungen wie der Medizin, der Linguistik, der Pädagogik oder auch der Sportwissenschaft, um nur einige zu nennen, mit Wissenschaftler:innen der Technischen Fakultät zusammenarbeiten. Dadurch entstehen noch einmal besondere Anforderungen an die gemeinsame IT-Infrastruktur wie etwa Datenschutz und IT-Sicherheit. Zudem sind viele technische Strukturen bisher nicht vorhanden, die erforderlich sind, um eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zu ermöglichen. Unsere Aufgabe ist es somit, diese zunächst einmal zu schaffen. Der Austausch mit Kolleg:innen dazu und die gemeinsame Arbeit an Lösungen macht mir großen Spaß!

Wenn ich mir etwas wünschen würde, dann wäre es?

Was ich mir sehr stark wünschen würde ist, dass sich die IT an der Universität in eine andere, eine gemeinsame Richtung entwickelt. Es müssen fakultätsübergreifende IT-Strukturen geschaffen werden, die es ermöglichen, dass Wissenschaftler:innen noch einfacher und selbstverständlicher zusammenarbeiten können. Es ist schade, dass die an der Universität Bielefeld gelebte und gut funktionierende interdisziplinäre Zusammenarbeit im Forschungsbereich im Hinblick auf eine universitätsweite IT-Infrastruktur bisher nicht funktioniert. Selbst das IT-Netzwerk, also das System über das die Computer kommunizieren, macht fakultätsübergreifend immer wieder riesige Probleme. Denn die IT-Infrastrukturen werden nicht ganzheitlich gedacht. Das führt zu vielen Folgeproblemen, nämlich dann, wenn eine interdisziplinär ausgerichtete, gemeinsame Forschungsinfrastruktur benötigt wird. Zusammen mit den Kolleg:innen aus anderen Fakultäten arbeiten wir daran, langfristigere Lösungsmöglichkeiten zu finden. Ich glaube, dass wir dahingehend in der Zukunft große Schritte nach vorne machen können.

Was zeichnet die Technische Fakultät aus? Was macht sie besonders?

Ich kenne die Technische Fakultät seit 2002. Ich habe es immer genossen, dass hier eine offene Diskussionskultur herrscht und eine interdisziplinäre Zusammenarbeit tatsächlich auch gelebt und gefördert wird. Die vielen neuen Projekte, die daraus entstehen, bringen es auch für mich mit sich, immer wieder neuen spannenden Herausforderungen in meinem Arbeitsbereich zu begegnen.

Wer soll der nächste „Kopf der Technischen Fakultät“ werden?

Ich möchte zwei Personen vorschlagen. Zum einen denke ich an Robert Haschke. Robert ist ein langjähriger Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Neuroinformatik von Helge Ritter und bringt ein großes und über viele Jahre gewachsenes Wissen zum Handlabor mit. Als zweite Person möchte ich Thomas Hermann, den Leiter der AG Ambient Intelligence und
Studiengangskoordinator Informatik vorschlagen. Thomas hatte bereits viele verschiedene Positionen in Forschung, Lehre und Verwaltung inne und kann deshalb sicherlich unterschiedliche Perspektiven auf die Technische Fakultät einnehmen.

 

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Tags: tf-köpfe

Wenn Alexa zur Familie gehört

Veröffentlicht am 20. Februar 2023

Siri, Alexa und Co. sind beliebt. Vor allem Familien nutzen KI-basierte Sprachassistenten, um den trubeligen Alltag zu organisieren. Kinder lernen leicht, damit umzugehen. Welche Folgen diese Systeme auf unser Kommunikationsverhalten und unsere Beziehungen haben, hat ein Forschungsverbund der Universitäten Bielefeld, Kassel, Duisburg-Essen (UDE) und der Evangelischen Hochschule Nürnberg unter der Leitung der Sozialpsychologin Professorin Dr. Nicole Krämer im Projekt IMPACT untersucht. Es wurde über vier Jahre von der VolkswagenStiftung mit 1,5 Mio. Euro gefördert. Am 6. und 7. März stellen die Wissenschaftler*innen ihre Ergebnisse bei einer Abschlusstagung in Berlin vor.

Die Fachleute aus den Bereichen Recht, Ethik, Informatik und Sozialpsychologie haben Szenarien aus dem Alltag verschiedener Altersgruppen – Kinder, junge Erwachsene, Senior*innen – untersucht. Sie wollten herausfinden, was die Nutzer*innen über die Technik hinter den intelligenten Systemen wissen, wie sie diese selbstbestimmt nutzen können und ob für die Interaktion mit den KI-basierten Sprachassistenten Gesetze geändert werden müssen. Auch folgende Fragen beschäftigten die Wissenschaftler*innen: Verändert sich auf Dauer die eigene Kommunikation, wenn ich mit einer Maschine spreche und wird der Sprachassistent als eine Art neues Familienmitglied gesehen?

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https://bit.ly/3Z8uOkd


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Tags: ki

Mit KI-Verfahren Ausbruch der Erbkrankheit ALS vorhersagen

Veröffentlicht am 15. Februar 2023

Die amyotrophe Lateralsklerose (ALS) – eine schwere Erkrankung des motorischen Nervensystems – ist erblich bedingt, jedoch war ein Großteil der Erblichkeit bisher ungeklärt. Mit Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) gelang es Forschenden um Professor Dr. Alexander Schönhuth von der Technischen Fakultät der Universität Bielefeld, die Genotypprofile von 3.000 ALS-Patient*innen zu erfassen, aufzuschlüsseln und damit mehr über die Entstehung von ALS zu erfahren. Das neue Verfahren ermöglicht es, mit 87-prozentiger Genauigkeit zu prognostizieren, ob Personen an ALS erkranken oder nicht. Die Forschenden stellen ihre Studienergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Machine Intelligence vor.

Hier geht es zum vollständigen Artikel im Aktuell-Blog: bit.ly/3jRVmax

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Tags: cebitec ki;

Wie Robotik und KI das Gesundheitswesen verändern

Veröffentlicht am 14. Februar 2023

Assistenzsysteme in der Pflege, künstliche Intelligenz (KI) als Unterstützung für Ärzt*innen und Diagnose-Apps für Zuhause: Der Einsatz von Robotern und KI im Gesundheitswesen ist vielfältig. Was hinter den Systemen steckt, wie sie eingesetzt werden und was die Nutzer*innen über sie denken, präsentieren drei Projektleiter*innen des Transregios „Erklärbarkeit konstruieren“ (TRR 318). In dem Sonderforschungsbereich der Universitäten Paderborn und Bielefeld arbeitet ein interdisziplinäres Team an den Prinzipien, Mechanismen und sozialen Praktiken des Erklärens. Die Erkenntnisse sollen im Design von KI-Systemen berücksichtigt werden und dazu beitragen, KI begreifbar zu machen.

An den drei Vorträgen können Interessierte online als Zuhörer*innen teilnehmen: Professorin Dr. Kirsten Thommes präsentiert am 22. Februar Ergebnisse aus Forschungsprojekten zu Assistenzsystemen in der Pflege und beschreibt, wie diese systematisch eingeführt werden können. Professor Dr. Philipp Cimiano diskutiert am 26. April mit seinem Publikum, wie Vorhersagen und Erklärungen eines intelligenten Systems Mediziner*innen bei der Diagnose unterstützen können. Die Reihe schließt mit einem Vortrag von Professorin Dr.-Ing. Britta Wrede am 14. Juni. Die Informatikerin stellt die Handy-App „Ada“ vor und wirft die Frage auf, inwiefern KI Selbstdiagnosen ermöglicht. Jeweils um 17 Uhr sind Interessierte eingeladen, sich via Zoom (hier der Link) für die einstündigen Veranstaltungen dazu zu schalten. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich.

Hier geht es zum vollständigen Artikel im Aktuell-Blog:

https://aktuell.uni-bielefeld.de/2023/02/10/wie-robotik-und-ki-das-gesundheitswesen-veraendern/

 

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Köpfe der Technischen Fakultät: Prof. Dr. Jens Stoye (3)

Veröffentlicht am 9. Januar 2023

Im neuen Jahr geht unsere Serie "Köpfe der Technischen Fakultät" mit Prof. Dr. Stoye weiter. Jens Stoye ist Professor für Genominformatik an der Technischen Fakultät und geschäftsführender Leiter des Bielefelder Institut für Bioinformatik-Infrastruktur (BIBI) .

Prof. Dr. Jens Stoye Foto: Universität Bielefeld

Wer bin ich?

Mein Name ist Jens Stoye. Ich bin seit 2002 an der Technischen Fakultät Professor für Genominformatik.

Zuvor habe ich bereits an der Technischen Fakultät studiert und promoviert. Daher kenne ich die Fakultät aus verschiedenen Blickwinkeln. Als ich mein Studium 1990 begann, existierte der Diplomstudiengang „Naturwissenschaftliche Informatik“ im zweiten Jahr. Alles war noch ganz neu. Alles war noch im Entstehen. Es herrschte eine gewisse Aufbruchsstimmung. Das Konzept der Interdisziplinarität an der Technischen Fakultät, die keine Informatik-, keine Biotechnologie-, keine Ingenieur- und keine Robotik-Fakultät ist, sondern irgendetwas dazwischen, zeigte sich auch damals schon. Es gab Informatiker, die aus Osnabrück, Dortmund oder München kamen und in Bielefeld wiederum auf Biotechnologen getroffen sind. Alle mussten sich zunächst einmal zusammenfinden, um gemeinsam eine Fakultät aufzubauen. Die Lehrenden, die Promovierenden und Postdocs waren selbst erst in der Findungsphase, wie diese gemeinsame Fakultät funktionieren kann. Und wir als Studierende waren auch irgendwie dazwischen und haben diese besondere Atmosphäre, die vielen Ideen aufgesogen. Die Vorlesungen und Seminare waren meistens gar nicht so gut organisiert, aber extrem kreativ. Und das war toll!

Nach meinem Studium war meine Promotionsstelle in der Mathematik angesiedelt. Dort war alles sehr sehr klar organisiert. Den Kontakt zu den Informatikern habe ich immer gehalten und letztlich habe ich, weil es thematisch besser passte, auch in der Informatik meine Doktorarbeit abgegeben. Ich kenne also den Unterschied zwischen einem klassischen Fach wie dem der Mathematik zu einem kreativen Fach wie dem der Naturwissenschaftlichen Informatik, an der mehrere Disziplinen beteiligt sind.

Nach meiner Promotion im Jahr 1997 ging ich für ein Jahr als Postdoc an die University of California in Davis, dann weitere zweieinhalb Jahre an das Deutsche Krebsforschungszentrum in Heidelberg und darauf folgend habe ich bis 2002 eine Nachwuchsgruppe für Algorithmische Bioinformatik am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin geleitet. Zum 1. März 2002 bin ich als Professor für Genominformatik nach Bielefeld zurückgekehrt und habe es bisher nicht bereut.

Worum geht es in meiner Forschung?

In der Genominformatik analysieren wir im Großen und Ganzen molekularbiologische Daten. Wir haben uns auf das Thema der komparativen Genomik spezialisiert, d.h. wir untersuchen also nicht nur ein spezielles Genom, sondern mehrere, die wir vergleichen wollen. Heutzutage teilt sich auch dieses Gebiet mit Teilbereichen wie Metagenomik oder Pangenomik noch weiter auf .

An welchen Projekten arbeite ich aktuell?

Ich arbeite aktuell an zwei Schwerpunkten. Zum einen bin ich an zwei EU-Verbundprojekten im Bereich der Pangenomik beteiligt. Anders als in der klassischen komparativen Genomik, die nach Ähnlichkeiten und Unterschieden bei verschiedenen Spezien sucht, also der Frage nach Unterschieden beispielsweise zwischen Mensch und Maus, interessiert sich die Pangenomik für Ähnlichkeiten und Unterschiede innerhalb einer Spezies. Wenn man beispielsweise zwei menschliche Individuen nimmt und die Genome der beiden Position für Position vergleicht, dann ist, grob gesprochen, jede tausendste Position unterschiedlich. Die Pangenomik interessiert sich dafür, was diese Unterschiede ausmachen? Die informatische Herausforderung ist es dabei, zum einen diese Unterschiede überhaupt zu finden und zum anderen mit der Datenmenge von beispielsweise einer Million menschlicher Genome zurechtzukommen. Anschließend stellt sich die Frage, wie die gefundenen Unterschiede zu erklären sind. Und an der Stelle müssen wir dann natürlich mit Populationsgenetiker:innen, mit Anthropolog:innen oder auch mit Mediziner:innen zusammenarbeiten. Viele Krebsarten werden z.B. mit Fehlern in der Genomkopie in Zusammenhang gebracht. In diesem Bereich der Pangenomforschung versuchen wir im Moment die Methoden weiterzuentwickeln.

Ein weiterer Schwerpunkt meiner Forschung ist der Bereich der Bioinformatik-Infrastruktur. Ich leite das Bielefelder Institut für Bioinformatik-Infrastruktur (BIBI), das an der Technischen Fakultät angesiedelt ist. Ziel ist es, die notwendige Infrastruktur sowohl für Biologen wie auch Bioinformatiker bereitzustellen. Dazu sind wir beteiligt am Deutschen Netzwerk für Bioinformatik-Infrastruktur (de.NBI), das eine Cloudinfrastruktur an acht Standorten über ganz Deutschland verteilt betreibt. Einer dieser Standorte ist die Universität Bielefeld. Es geht aber auch um die Bereitstellung von technischen Dienstleistungen, also wie konfiguriere ich überhaupt die Computer, sodass auch Nicht-Informatiker sie benutzen können. Das können z.B. Doktoranden der Biologie sein, die Daten haben, die auf einem Großrechner analysiert werden sollen, aber selbst nicht wissen, wie man mit einem Großrechner interagiert. An dieser Stelle versuchen wir, eine Zwischenebene einzubauen, die es den Nutzer:innen ohne viel Vorwissen ermöglicht, dass ihr Rechenprozess auf einem Großrechner läuft. Wenn die Rechnung fertig ist, bekommen die Nutzer:innen ihre Ergebnisse zurück. Der Vorteil dieser akademischen „de.NBI-Cloud“ ist es, dass wir garantieren, dass die Daten an den Standorten in Deutschland gespeichert werden und sicher sind. Und dennoch versuchen wir, ähnlich wie Amazon oder Google, ein relativ einfaches Interface zu bauen, mit dem man gut interagieren kann. Wir gehen also das Thema der Bioinformatik-Infrastruktur auf mehreren Ebenen an: Die erste Ebene stellt die Hardware zur Verfügung, die zweite Ebene widmet sich der Konfiguration und auf der dritten Ebene wird in der Graduiertenschule „Digital Infrastructure for the Life Sciences“ des BIBI die Software für die jeweiligen Analysen entwickelt. Die vierte Ebene bietet schlussendlich eine Art Helpdesk. Wir beraten also explizit die Nutzer:innen bei ihren Fragen: Z.B. welche Software bei den jeweiligen Daten benutzt werden könnte und welche Voraussetzungen an die jeweilige Software geknüpft sind? Ist das Programm auf einem Laptop installierbar oder braucht es eine größere Rechenkapazität etc.? Und wenn eine größere Rechenkapazität notwendig ist, können wir unsere Cloud-Infrastruktur anbieten, für deren Benutzung wir wiederum Schulungskurse anbieten. Sollten die Schulungen nicht ausreichend sein, gibt es die Möglichkeit, bei sogenannten Hackathons über eine ganze Woche im Austausch mit anderen Wissenschaftler:innen an den Daten zu arbeiten, so dass am Ende des Tages die Rechnungen wie gewünscht funktionieren. Ziel all der Unternehmungen ist es, dass nicht jedes Labor eine eigene Infrastruktur und auch die Expertise, diese zu nutzen, vorhalten muss. Zusätzlich zum BIBI bin ich im Rahmen der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI), einem deutschlandweiten Netzwerk aus inzwischen ca. dreißig Netzwerken der verschiedensten Fächer, an den Forschungsdateninfrastrukturen für Mikrobiota, also für Mikrobenforschung, und für Biodiversitätsforschung beteiligt.

Was treibt mich an?

Um die Frage zu beantworten, möchte ich ein wenig ausholen. Ich habe mich am Anfang meines Studiums bis hin zum Diplom mehr in Richtung Physik als in Richtung Biologie orientiert. Später habe ich festgestellt, dass die Molekularbiologie eigentlich auch extrem spannende Fragestellungen liefert und meine Promotion in diese Richtung fortgeführt. Da die Naturwissenschaftliche Informatik die Richtungsentscheidung lange offenlässt, war das möglich. Die Grundlagen in der Molekularbiologie und in der Genetik hatte ich in meinem Studium bereits gelernt. Das ist bis heute nützlich für mich. Weitere Einblicke habe ich bei den Medizinern am Deutschen Krebsforschungszentrum und bei den Genetikern am Max Planck-Institut für molekulare Genetik erhalten. Die verschiedenen Blickwinkel und Zugänge sind es, die mich am meisten faszinieren. Einerseits brauchen wir fundierte „Hardcore“-Informatik, um das, woran wir forschen, überhaupt umsetzen zu können. Andererseits benötigen wir ein Grundverständnis und eine gewisse Neugier im Bereich der jeweiligen Anwendung, um Modelle und Problemlösungsstrategien erarbeiten zu können, die dann auch geeignet sind, die Forschung in dem jeweiligen Anwendungsgebiet voranzubringen. Ein gutes Ergebnis ist also nicht nur die Laufzeit und der Speicherplatz unserer Berechnungen, sondern vielmehr, wie sehr sich diese auf die Fragestellungen der Nutzer:innen beispielsweise aus der Biologie beziehen lassen, damit die Wissenschaftler:innen dann wiederum daraus ihre Erkenntnisse gewinnen können. Diese beiden Herangehensweisen an die Arbeit machen es jeden Tag spannend!

Was zeichnet die Technische Fakultät aus? Was macht sie besonders?

Die Technische Fakultät zeichnet ihr Gründungsgedanke aus; also eine Fakultät zu schaffen, die sich auf technische Bereiche konzentriert, in der es aber keine engen Fachgrenzen gibt. Im Gegenteil, die kooperative Zusammenarbeit ist gewünscht und wird gefördert. Das ist ziemlich einmalig, finde ich! An keinem der anderen Standorte, an denen ich war, habe ich das in der Form erlebt. Und ich hoffe auch, dass wir das weiterhin so durchhalten können. Auch in Zukunft sollte die Frage leitend sein, ob jemand interessante Forschung macht, die im Bereich der Technischen Fakultät liegt. Und da darf es auch keine Grenzen geben! Die Durchlässigkeit zwischen den einzelnen Disziplinen ist das Besondere! Bereits der erste Studiengang dieser Fakultät, die Naturwissenschaftliche Informatik, zeigte eindrücklich, dass alle, die naturwissenschaftliche Vorgänge mit dem Computer modellieren, zur Technischen Fakultät gehören können. Meine Biografie veranschaulicht das auch noch einmal. Denn wie gesagt, eigentlich habe ich mich in Richtung Physik orientiert und später festgestellt, dass die informatischen Fragen aus dem Bereich der Molekularbiologie mich doch noch mehr interessieren. Und aufgrund der strukturellen Gegebenheiten dieser Technischen Fakultät war ich in der Lage, den Schwenk hin zur Bioinformatik zu machen. Wenn also ein Studierender der Physik mit dem Interesse im Gebiet der Informatik seine Abschlussarbeit bei mir schreiben möchte, dann betreue ich die Arbeit gerne und das gilt auch für die Arbeiten anderer naturwissenschaftlicher Bereiche. Der Austausch zwischen den Disziplinen ist es, was mich an dieser Technischen Fakultät fasziniert. Klar kann man immer sagen, dass es noch viel zu wenig gemeinsame Projekte zwischen den Biotechnolog:innen und Bioinformatiker:innen gibt. Aber das ist dann wiederum ein Anreiz für mich, mich dahingehend weiterzuentwickeln.

Was ist bei meiner Arbeit aktuell die größte Herausforderung?

Bei meiner wissenschaftlichen Arbeit sind die Herausforderungen alle nicht so groß wie die Herausforderung, mit den Verwaltungsstrukturen einer Universität zurechtzukommen. Leider sind die Rahmenbedingungen über die letzten zwanzig Jahre nicht besser, eher schlechter geworden. Das beginnt bereits bei den Sekretariaten, die heute eine Vielzahl an Aufgaben übernehmen müssen und darüber zur eigentlichen Unterstützung des wissenschaftlichen Betriebs gar nicht mehr ausreichend Zeit haben. Verwaltungsaufgaben strengen mich sehr an! Nicht jeder sieht, dass Forschung und Lehre vordergründig Priorität haben sollten. Meiner Wahrnehmung nach war das vor zwanzig Jahren noch anders. So traurig es auch ist, sehe ich den Bereich der verwaltenden Aufgaben für mich, aber auch für den ganzen Universitätsbetrieb als größte Herausforderung.

Wenn ich mir etwas wünschen würde, dann wäre es?

Ich wünsche mir einerseits mehr Zeit für Forschung und Lehre. Aber andererseits ist es kein Geheimnis, dass man ab einem gewissen Stadium als Wissenschaftler:in im Wesentlichen Wissenschaftsmanager:in ist. Richtig glücklich bin ich als Wissenschaftler, wenn ich wie gestern Abend dann doch mal bis um zehn, halb elf Zeit habe, interessante Fragestellungen zu bearbeiten. Leider sind das nur zwei Stunden pro Woche. Es ist ein Irrglaube, dass sich ein Professor 25 Stunden die Woche seiner Forschung und in der übrigen Zeit der Lehre widmen kann. So ist es leider nicht. Mein Wunsch wäre also, mehr von Verwaltungsarbeiten entlastet zu sein.

Wer soll der nächste „Kopf der Technischen Fakultät“ werden?

IT-Infrastruktur spielt eine große Rolle, das habe ich in meinen Antworten bereits herausgehoben. Deshalb würde mich die Philosophie hinter den Entscheidungen zu einer Universitäts-IT-Infrastruktur interessieren. Ich denke dabei z.B. an das Thema Sicherheit. Wählt man mehr Sicherheit auf Kosten der Flexibilität oder geht man ein höheres Risiko ein, um mehr Freiheiten zu haben? Wie findet man da die richtige Balance? Oder wie geht es weiter mit der IT-Versorgung bei den Studierenden? Spielt das überhaupt noch eine Rolle, da jeder mittlerweile mehrere Kommunikationsgeräte nutzt und auch besitzt? Hat also ein klassischer Rechner-Schulungsraum noch eine Zukunft? Gibt es Überlegungen, die unterschiedlichen Netzwerke an der Technischen Fakultät wieder zusammenzuführen; vielleicht sogar hin zu einer großen Uni-Compute-Infrastruktur, an der sich alle gemeinsam finanziell beteiligen? Der Leiter der IT an der Technischen Fakultät, Michael Götting, könnte dazu vielleicht interessante Dinge erzählen. Als zweiten Vorschlag möchte ich meine Sekretärin Heike Samuel in ihrer Rolle als Beauftragte für das elektronische Vorlesungsverzeichnis nennen. Denn das ist auch eine zentrale Schnittstellenposition. Sie kommuniziert mit jedem Lehrenden in der Fakultät, da sie die Einträge im eKVV macht.

 

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Tags: tf-köpfe

Frohe Weihnachten

Veröffentlicht am 23. Dezember 2022

Die Technische Fakultät wünscht allen Mitarbeiter*innen und Studierenden schöne Weihnachtsfeiertage und einen guten Rutsch ins neue Jahr 2023!


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"Köpfe der Technischen Fakultät: Prof. Dr. Franz Kummert (2)

Veröffentlicht am 5. Dezember 2022
Es geht weiter mit unserer Serie "Köpfe der Technischen Fakultät". Auf Prof. Dr. Barbara Hammer folgt Prof. Dr. Franz Kummert, Stellvertretender Wissenschaftlicher Direktor der Zentralen Wissenschaftlichen Einrichtung CoR-Lab.[Weiterlesen]
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