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Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen voranbringen

Vier Informatik-Arbeitsgruppen der Freien Universität Berlin schließen sich im Dahlem Center for Machine Learning and Robotics zusammen

Nr. 081/2016 vom 23.03.2016

An der Freien Universität Berlin bündeln vier Informatik-Arbeitsgruppen ihre Methoden und Anwendungen, um künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen sowie Möglichkeiten für deren Anwendung zu erforschen. Beteiligt sind Wissenschaftler der Arbeitsgruppe (AG) Intelligente Systeme und Robotik von Prof. Dr. Raúl Rojas, der AG Logik und automatisches Beweisen von Privatdozent Dr. Christoph Benzmüller, der AG Autonome Fahrzeuge von Prof. Dr. Daniel Göhring sowie der AG Biomimetische Roboter und kollektive Intelligenz von Dr. Tim Landgraf. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kooperieren im Dahlem Center for Machine Learning and Robotics (Dahlem Center für maschinelles Lernen und Robotik).

Das Dahlem Center for Machine Learning and Robotik (DCMLR) bietet einen Kanon an Kursen, Seminaren und Softwareprojekten an, mit denen die Studenten der Freien Universität in die Lage versetzt werden, in die aktuellen Projekte einzusteigen. Zu solchen Kursen gehören unter anderem Mustererkennung / maschinelles Lernen, Computer Vision, Bildverarbeitung, Robotik, Softwareprojekt Autonome Fahrzeuge, Softwareprojekt Modellfahrzeuge, Reinforcement Learning und Deep Learning, automatisches Beweisen, Künstliche Intelligenz sowie verschiedene Seminare auf diesen Gebieten.

Die Begriffe Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen sind heute in aller Munde. Dass die Menschheit an der Schwelle zu vielen neuartigen Anwendungen bei Industrie und Dienstleistungen steht, wurde durch die großen Erfolge von Frage-Antwort-Systemen wie Watson von IBM, durch Programme, die Menschen beim Spiel Go schlagen, oder durch autonome Fahrzeuge gezeigt.

Die Arbeitsgruppen im Einzelnen

  • Intelligente Systeme und Robotik (Prof. Dr. Raúl Rojas):

Die AG bietet seit 1997 Kurse zu maschinellem Lernen an, insbesondere zu neuronalen Netze, die heute über das sogenannte Deep Learning eine Renaissance erleben. Die Projektlehre steht im Zentrum der Ausbildung: Studenten entwickeln komplette Systeme, etwa Fußballroboter, die an jährlichen Meisterschaften teilnehmen. Autonome Fahrzeuge werden seit 2006 auch mit studentischer Beteiligung gebaut. Für den Ansatz, Forschung und Lehre über Projekte zu verbinden, wurde 2014 Prof. Dr. Raúl Rojas vom Deutschen Hochschulverband zum „Hochschullehrer des Jahres“ gewählt.

  • Logik und automatisches Beweisen (PD Dr. Christoph Benzmüller):

Moderne formale Systeme erlauben Computern heute, automatisch Beweise zu führen und argumentativ aufzutreten. Computer, die mit Menschen interagieren, sollten nicht nur enzyklopädisches Wissen aufweisen, sondern vor allem Fakten logisch verknüpfen können. Dies ist die Spezialität der AG, deren Mitglieder seit mehreren Jahren automatische Deduktionssysteme entwickeln, insbesondere die erfolgreichen automatische Beweiser-Systeme für klassische Logik höherer Stufe, LEO-II und dessen Nachfolger Leo-III. LEO-II, ein ehemaliges Weltmeistersystem, hat kürzlich sogar im Bereich der theoretischen Philosophie/Metaphysik relevante neue Erkenntnisse zum ontologischen Beweis aufdecken können. Privatdozent Dr. Christoph Benzmüller erhält in diesem Jahr den Lehrpreis der Freien Universität Berlin für seine interdisziplinären Lehrangebote, die Mathematik, Informatik und Philosophie verknüpfen. Die Integration von Techniken des maschinellen Lernens hat in den vergangenen Jahren zu signifikanten Fortschritten im automatischen Beweisen von Theoremen geführt, vor allem beim Auffinden relevanter Axiome – also von Theorie-Grundsätzen – in großen Wissensbanken.

  • Autonome Fahrzeuge (Prof. Dr. Daniel Göhring):

Diese neue AG setzt die Arbeit um die Entwicklung von autonomen Fahrzeugen an der Freien Universität Berlin fort. Prof. Dr. Daniel Göhring entwickelt Kontrollalgorithmen für die Steuerung und Computervision bei der Umfeldwahrnehmung. Deep-Learning auf spezieller Hardware wird für die Objekterkennung eingesetzt. Das an der Freien Universität entwickelte autonome Fahrzeug „Autonomos“ besitzt eine Sondererlaubnis für das autonome Fahren in Berlin. Das Auto ist bei vielen Gelegenheiten den Medien vorgeführt worden. Im Jahr 2015 fuhr das Auto 2400 km in Mexico, von der Grenze zu Arizona bis nach Mexiko-Stadt. Es war eine eindrucksvolle Demonstration des Entwicklungsstands der Fahrzeuge der Freien Universität, die gegenwärtig bei Projekten des Bundesbildungsministeriums und der Deutschen Forschungsgemeinschaft beteiligt sind.

  • Biomimetische Roboter und kollektive Intelligenz (Dr. Tim Landgraf)

Die AG arbeitet interdisziplinär mit Biologen, Kognitionswissenschaftlern und Neurobiologen zusammen, um Mechanismen kollektiver Intelligenz zu erforschen. Das Team von Dr. Tim Landgraf entwickelt biomimetische Roboter, um Hypothesen direkt im biologischen System zu testen und nutzt aktuelle Machine-Learning-Methoden für die Analyse von hoch-dimensionalen Beobachtungen. So sind Computer-Vision-Systeme für die Beobachtung von sozialen Insekten und Fischschwärmen entwickelt worden. Die Roboter der AG können per Bienentanz Sammlerinnen aussenden oder auch im Wasser eingesetzt werden, um das Schwarmverhalten von Fischen zu untersuchen. Die Arbeitsgruppe entwickelt auch Quadrocopter, mit denen Hypothesen zum neuronalen Korrelat der Navigation fliegender Insekten entwickelt und auf die Probe gestellt werden.

Im Internet

Weitere Informationen

Prof. Dr. Raúl Rojas, Fachbereich Mathematik und Informatik der Freien Universität Berlin,
Telefon: 030 / 838-75102, E-Mail: rojas@inf.fu-berlin.de