Zentrum für interdisziplinäre Forschung

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Kann Künstliche Intelligenz dazu beitragen, wissenschaftliche Literatur für die Ökologie leichter zu erschließen, Daten besser zu nutzen und die Kommunikation der Forschenden untereinander und mit Praktiker*innen zu befördern? Um diese Frage zu beantworten, hatte die ZiF-Forschungsgruppe „Evidenz und Theorie in der Ökologie. Vom Einzelfall zur Generalisierung und von Korrelationen zu Kausalität“ vom 20. bis zum 22. Januar zu einem Hackathon eingeladen, einem Programmierwettbewerb. Das Interesse war groß: „Wir hatten zahlreiche Bewerbungen aus aller Welt“, berichtet Jennifer D'Souza von der TIB (Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften und Universitätsbibliothek) Hannover, die Organisatorin des Hackathons. Insgesamt 40 Personen in 12 Teams nahmen schließlich teil, einige davon am ZiF, andere online zugeschaltet. „Die größte Herausforderung war der Umgang mit den Zeitzonen“, so D‘Souza.

(All photos: Universität Bielefeld/P. Ottendörfer)

Die Forschungsgruppe arbeitet an einem Werkzeugkasten, der Praktiker*innen in ökologischen Projekten einen leichteren Zugang zu aktuellem ökologischem Wissen ermöglichen soll. Diesen Kasten möchten die Forscher*innen auch mit KI-Werkzeugen füllen. „In der Gruppe arbeiten wir vor allem konzeptionell und da war es unsere Idee, gute Programmierer*innen einzuladen, die neue Ideen mitbringen und umsetzen“, so Tina Heger (Berlin), die Leiterin der Forschungsgruppe. Nach einer Einführung in die Arbeit der Gruppe konnten die Teilnehmer*innen ihre Projekte frei wählen, sie sollten lediglich Ökologie und KI zusammenbringen.

Und so hörte man am ZiF drei Tage lang in allen Ecken und Winkeln Tastaturen klappern. Je näher es auf die Deadline zuging, desto lauter. Am letzten Tag, kurz vor der Präsentation der Ergebnisse, wechselten sich Teammitglieder sogar beim Essen ab, um keine Zeit zu verschwenden.

In Flashtalks stellten die Gruppen dann ihre Projekte vor, ein Feuerwerk an Ideen. Darunter ein Programm, das Präsentationen auf verschiedene Zuhörer*innenschaften zuschneiden kann, eines, das die Entwicklung invasiver Arten in Ökosystemen modellieren soll, Chatbots, die Landwirt*innen mit den aktuellsten, ökologisch fundierten Informationen versorgen, neue Benchmarks zum Testen von Programmen und ein Programm, das erfasst, in welchem Kontext Begriffe in wissenschaftlichen Aufsätzen verwendet werden. „Ein Begriff wie ‚Invasion‘ wird in der Biologie ganz anders verwendet als in der Medizin, das bekommt man über eine Google-Suche nicht heraus“, berichtet Tarek Al Mustafa (Jena). Dieses Werkzeug soll es Forschenden erleichtern, einen Überblick über ein Forschungsfeld zu bekommen.

„Es ist toll, das Engagement der jungen Leute zu sehen“, so Birgitta König-Ries (Jena), Fellow der Forschungsgruppe. „Wir sind auch daran interessiert, junge Menschen aus der Informatik für Ökologie-Themen zu interessieren, Vielleicht kann so eine Veranstaltung ja die eine oder andere Karriere beeinflussen.“ Das scheint zu funktionieren, in der Kaffeepause wird jedenfalls diskutiert, wie das neue Arbeitsfeld, das Ökologie und KI zusammenbringt, heißen könnte.

Ein Hackathon ist ein Wettbewerb, das heißt, es gibt eine Jury, die nun die Aufgabe hat, die Einreichungen in den nächsten zwei Wochen zu bewerten, nach Innovativität, technischer Umsetzung und Brauchbarkeit. „Das ist eine Herausforderung, aber wir freuen uns darauf“, so D’Souza.

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Can artificial intelligence help to make scientific literature for ecology more accessible, make better use of data and promote communication between researchers and practitioners? To answer this question, the ZiF research group ‘Mapping Evidence to Theory in Ecology. Addressing the Challenges of Generalization and Causality” hosted a hackathon, a programming competition, from 20 to 22 January. There was a great deal of interest: ‘We had numerous applications from all over the world,’ reports Jennifer D'Souza from the TIB (Leibniz Information Centre for Science and Technology and University Library) Hannover, the organiser of the hackathon. A total of 40 people in 12 teams ultimately took part, some of them at ZiF, others online. ‘The biggest challenge was dealing with the time zones,’ says D'Souza.

The research group is working on a toolbox that will make it easier for practitioners in ecological projects to access the latest ecological knowledge. The researchers also want to fill this toolbox with AI tools. ‘In the group, we mainly work conceptually and it was our idea to invite good programmers to bring in and implement new ideas,’ says Tina Heger (Berlin), convenor of the research group. After an introduction to the group's topic, the participants were free to choose their projects; they were simply asked to bring together ecology and AI.

And so, for three days you could hear keyboards clattering in every nook and cranny of ZiF. The closer it got to the deadline, the louder. On the last day, shortly before the presentation of the results, team members even took turns eating to not waste any time.

In flash talks, the groups then presented their projects, a firework of ideas. These included a program that can adapt presentations to different audiences, one that is designed to model the development of invasive species in ecosystems, chatbots that provide farmers with the latest, ecologically sound information, new benchmarks for testing programs and a program that detects the context in which terms are used in scientific papers. ‘A term like ‘invasion’ is used very differently in biology than in medicine, you can't find that out from a Google search,’ reports Tarek Al Mustafa (Jena). This tool should make it easier for researchers to get an overview of a field of research.

‘It's great to see the commitment of the young people,’ says Birgitta König-Ries (Jena), Fellow of the research group. ‘We are also interested in getting young people from the field of computer science interested in ecology topics; perhaps an event like this can influence one or two careers.’ It seems to be working: during the coffee break, there are discussions about what the new field that brings together ecology and AI could be called.

A hackathon is a competition, which means there is a jury that now has to evaluate the submissions over the next two weeks according to innovativeness, technical implementation and usability. ‘It's a challenge, but we're looking forward to it,’ says D'Souza.