Fokus Forschung: Künstliche Intelligenz intelligenter und sicherer machen

24.01.2020, 09:00

Neue Nachwuchs-Forschergruppe startet an der Hochschule

MaLeKITA (v.l.n.r.): Emmy (Maskottchen der NFG), Prof. Thomas Villmann, Mirko Weber, Dr. Marika Kaden, Daniel Staps, Mateusz Kudła , Katrin Bohnsack

Im Januar startete die Nachwuchsforschergruppe „Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz in Theorie & Anwendung (MaLeKITA)“ an der Fakultät Angewandte Computer- und Biowissenschaften. Die in das Sächsische Institut für Computational Intelligence und Machine Learning (SICIM) der Hochschule eingegliederte Forschergruppe wird für die nächsten drei Jahre mit über 795.000 Euro aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF) und des Freistaates Sachsen gefördert.

Die Leitung der neuen Nachwuchsforschergruppe übernimmt die Mathematikerin und Nachwuchswissenschaftlerin Dr. Marika Kaden. Die wissenschaftliche Leitung liegt bei den Professoren Prof. Dr. rer. nat. Thomas Villmann, Institutsdirektor des SICIM, Prof. Dr.-Ing. Alexander Lampe sowie Prof. Dr. rer. nat. habil. Röbbe Wünschiers. Sie führen das interdisziplinäre, internationale Nachwuchs-Team, das aus Mathematikern, Informatikern, Ingenieuren und Biowissenschaftlern besteht.

Am 8. Januar fand das offizielle Kick-off Meeting der Nachwuchsforschergruppe statt. Prof. Thomas Villmann und Dr. Marika Kaden stellten dabei die Ziele und Herausforderungen vor, denen sich die Nachwuchsforscher und –forscherinnen stellen.

Themenschwerpunkte in der Nachwuchsforschergruppe sind die Erforschung interpretierbarer Modelle der künstlichen Intelligenz (KI) zu Problemstellungen im Autonomen Fahren und der Bioinformatik bzw. der Biowissenschaften/Medizin und Landwirtschaft. Dabei werden künstliche neuronale Netze als am biologischen Vorbild realer Nervenzellen orientierte mathematische Modelle des maschinellen Lernens entwickelt, die zu den erfolgreichsten Methoden der KI gehören.
Maschinelles Lernen und menschliches Lernen funktionieren im Grunde ähnlich: Wissen entsteht aus Erfahrung. Beim maschinellen Lernen sorgen Algorithmen und Verfahren für die Extraktion von Wissen aus Erfahrung. Ein technisches System lernt aus Beispielen und kann diese nach Beendigung der Lernphase verallgemeinern. So kann das Problem beim nächsten Mal besser gelöst werden. Besonderheit der in Mittweida untersuchten KI-Modelle sind z.B. zusätzliche Garantien für die Entscheidungssicherheit der entwickelten Methoden für den Anwender, wie sie in vielen technischen Anwendungen oder medizinischen Diagnoseassistenzsystemen gefordert werden.
Bei solchen Assistenzsystemen werden z.B. Blutproben computergestützt analysiert und dem Arzt Diagnosevorschläge KI-gestützt unterbreitet. Eine weitere Anwendung ist die Auswertung von Spektralbildern von Pflanzen in der Landwirtschaft. So lassen sich frühzeitig Nährstoffbedarf erkennen und gegebenenfalls durch gezielte ortsspezifische Düngung Ernteverluste vermeiden ohne den Boden zu überdüngen. Im Autonomen Fahren wird zum Einsatz von KI in Fahrerassistenzsystemen geforscht, die zum Beispiel Überholvorgänge unter Einbeziehung verschiedenster Sensoren (Kamera, LIDAR, Infrarot-Sensor) automatisiert erlauben. Ein weiteres Forschungsgebiet ist die KI-gestützte dynamische Scheinwerferkalibrierung bei modernen Matrix-LED-Scheinwerfern von Fahrzeugen die in der Lage sind, das Scheinwerferlicht automatisch und punktgenau so zu steuern, dass Personen oder Tiere am Straßenrand gesehen werden und gleichzeitig der Gegenverkehr nicht geblendet wird.

Rektor Prof. Ludwig Hilmer freute sich, dass es nunmehr sechs Nachwuchsforschergruppen an der Hochschule gibt und lobte die Vorreiterrolle in der KI-Forschung, die die Hochschule und das SICIM mit der Etablierung der Nachwuchsforschergruppe MaLeKITA als Kompetenzpartner in Sachsen bzw. Deutschland einnehmen. Für die Wirtschaft hier im Land sei die international ausgerichtete und anwendungsorientierte Forschung in Mittweida ein wichtiger Faktor.

Ein großes Dankeschön ging an Matthias Baumgart (Leiter Referat Forschung), der die Gruppe in der Antragsphase  unterstützte.

Text: Helmut Hammer, Annett Kober
Fotos: Helmut Hammer