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Dresden bekommt KI-Forscherschule

Künstliche Intelligenz (KI) gilt inzwischen als zentrale Schlüsseltechnologie des Digital-Zeitalters. Die Deutschen sehen die KI-technologie aber eher skeptisch und risikobehaftet. Foto: Geralt. Pixabay, CC0-Lizenz

Künstliche Intelligenz (KI) gilt inzwischen als zentrale Schlüsseltechnologie des Digital-Zeitalters. Foto: Geralt. Pixabay, CC0-Lizenz

Die nach dem Computererfinder Zuse benannte „Secai“ soll Spitzen-Forschernachwuchs nach Sachsen locken und die KI-Wirtschaft ankurbeln

Dresden, 19. Mai 2022. Die Technische Universität Dresden (TUD) baut eine Konrad-Zuse-Schule für Künstliche Intelligenz (KI) auf. Das haben die Uni, das sächsische Wissenschaftsministerium und der „Deutsche Akademische Austauschdienst“ (DAAD) mitgeteilt. Dafür bekommt Dresden bis zu 13 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium. Schwerpunkte der neuen „Zuse School of Excellence in Embedded Composite Artificial Intelligence“ (Secai) sollen KI-Computerchips und KI-Anwendungen in der Medizin sein.

Das Logo der neuen Zuse-Schule "School of Embedded Composite AI" in Dresden. Grafik: TUD

Das Logo der neuen Zuse-Schule „School of Embedded Composite AI“ in Dresden. Grafik: TUD

24-Millionen-Euro-Spitze für KI-Ausbildung in Sachsen, Bayern und Hessen

„Mit den Schools sollen Netzwerke aus Wissenschaft und Wirtschaft für die Gewinnung von exzellentem KI-Nachwuchs aus der ganzen Welt etabliert werden“, erklärte der DAAD, der insgesamt 24 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium für drei dieser Exzellenzschulen in Sachsen, Bayern und Hessen verteilen will. „Gemeinsam mit den ausgewählten Hochschulen wollen wir die Schools als international sichtbare Zentren der deutschen KI-Exzellenzförderung etablieren“, betonte DAAD-Präsident Prof. Joybrato Mukherjee.

Prof. Markus Krötzsch. Foto: TUD

Prof. Markus Krötzsch. Foto: TUD

Sachsen will führender KI-Standort werden

Für die Ausbildung der sächsischen KI-Forscher von morgen könnte die Zuse-Exzellenzschule in Dresden eine besondere Bedeutung gewinnen. Secai-Leiter Prof. Markus Krötzsch sieht damit einen „Leuchtturm der KI-Ausbildung und -Forschung in Deutschland“ wachsen. Und Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow (CDU) ist überzeugt, dass sich Sachsen mit der neuen Zuse-Schule und den bereits angeschobenen KI-Projekten „zu einem deutschen KI-Standort von herausragender Bedeutung entwickeln wird“.

KI soll eigene Lösungswege finden – und doch für den Menschen verständlich bleiben

Starten soll das „Secai“ bereits im Juli 2022 und dann rasch internationale Spitzen-Nachwuchsforscher für KI-Technologien nach Sachsen locken. Die Finanzierung ist vorerst auf 5,5 Jahre ausgelegt. Fokussieren wollen TUD-Professor Markus Krötzsch und seine Mitstreiter die Schule vorerst auf drei Schwerpunkte: Erstens wollen die Forscher neue hybride KI-Methoden entwickeln, die statistische und symbolische Methoden verbinden – daher auch das Wort „Composite“ im Namen. Statistische Methoden stehen dabei für den Ansatz, KIs mit puren Datenmassen (Big Data) zu füttern und maschinell anzulernen. Die Künstlichen Intelligenzen finden dabei eigene Wege, besondere Muster in den Informationsströmen zu erkennen und Entscheidungen zu fällen. Nachteil: Die dabei entstehenden Entscheidungsmodelle sind für Außenstehende oft nicht nachvollziehbar.

Daher könnte es sinnvoll sein, diesen Ansatz mit der „symbolischen“ Methode zu kombinieren. Dabei pflanzen menschliche Programmierer den KIs konkrete Analyse-, Optimierungs- und Entscheidungsmodelle ein. „Die Modelle werden hier aufwändig von Hand erstellt, sind aber in der Regel verständlich und vertrauenswürdig“, erklärt Markus Krötzsch. „Die große offene Frage ist, wie man die Vorteile beider Sichten zusammenbekommt.“ Die TU Dresden hat in jüngster Zeit sogar ein spezielles Forschungszentrum aufgebaut, das sich eigens mit der Verständlichkeit von KI-Entscheidungen beschäftigt.

An der Schnittstelle von KI-Tech, Mikroelektronik und Medizintechnik

Ein zweiter Secai-Schwerpunkt wird auf der Verknüpfung von KI mit Mikroelektronik und intelligenten Medizingeräten liegen. Hier wollen die Sachsen die besonderen Möglichkeiten ihrer Halbleiterindustrie ausspielen und neue KI-Technologien direkt in Chips und medizinische Elektronikprodukte einbetten – daher das „embedded“ im Schulnamen.

Professor Christian Mayr, Leiter der Professur für Hochparallele VLSI-Systeme und Neuromikroelektronik an der TU Dresden, mit einer Platine, auf die Spinnaker2-Prototypenchips aufgelötet sind. Foto: Heiko Weckbrodt

Professor Christian Mayr, Leiter der Professur für Hochparallele VLSI-Systeme und Neuromikroelektronik an der TU Dresden, mit einer Platine, auf die Spinnaker2-Prototypenchips aufgelötet sind. Foto: Heiko Weckbrodt

Dresdner Gehirn-Supercomputer brütet künftig an  Individual-Therapien für einzelne Patienten

Und drittens wollen die Forscher „digitale Gesundheit“ als wichtiges Anwendungsfeld für Künstliche Intelligenz ausloten. Prof. Jens Meiler von der Uni Leipzig beispielsweise möchte die innovativen gehirnähnlichen „Spinncloud“-Supercomputer und Spinnaker2-Neuronenchips seines Dresdner Kollegen Prof. Christian Mayr für eine neue Stufe der personalisierten Medizin einspannen.

Stefanie Speidel ist Professorin für „Translationale Chirurgische Onkologie“ am "Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen" (NCT) Dresden. Die Informatikerin entwickelt intelligente Assistenzsystemefür die Krebschirurgie. Foto: André Wirsig für das NCT

Stefanie Speidel ist Professorin für „Translationale Chirurgische Onkologie“ am „Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen“ (NCT) Dresden. Die Informatikerin entwickelt intelligente Assistenzsysteme für die Krebschirurgie. Foto: André Wirsig für das NCT

Wenn es um die Sicherheit von Menschen geht, will man wissen, was der KI „im Kopf herumspukt“

Ein weiteres Beispiel: Gemeinsam mit Siemens planen die Professoren Sebastian Rudolph, Jochen Hampe und Markus Krötzsch, die Zertifizierungsprozesse für innovative Medizintechnik mit KI-Hilfe so zu beschleunigen, dass neue Geräte schneller in den Kliniken einsetzbar sind. „Dies ist ein gutes Beispiel für eine Anwendung, bei der man sich nicht auf rein Maschine-Learning-basierte, statistische Verfahren verlassen will, da es um die Sicherheit von Menschen geht“, betont der Schulleiter. Auch die KI-assistierte Chirurgie, wie sie beispielsweise Professorin Stefanie Speidel am „Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen“ (NCT) in Dresden erprobt, wird in der neuen Zuse-Schule eine wichtige Rolle spielen.

Guten Tag Kollege! Roboter im Ceti-Labor an der TU Dresden. Foto: Heiko Weckbrodt

 Roboter im Ceti-Labor an der TU Dresden. Foto: Heiko Weckbrodt

Sächsische Exzellenzzentren tun sich zusammen

Angesichts der komplexen Herausforderungen der KI-Technologien sowie des Vorsprungs der Amerikaner, Chinesen und anderer Wettbewerber haben sich für die neue Zuse-Schule in Dresden mehrere potente Forschungseinrichtungen zusammengetan. Mit an Bord sind neben der federführenden TU Dresden auch die Uni Leipzig, das „Center for Advancing Electronics Dresden“ (Cfaed), das Dresdner Exzellenzzentrum „Center for Tactile Internet with Human-In-The-Loop“ (Ceti), das „Else Kröner Fresenius Center for Digital Health“ in Dresden, das Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig, das Dresdner Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen sowie das bereits existierende sächsische KI-Zentrum „Center for Scalable Data Analytics and Artificial Intelligence“ (Scads.ai) in Leipzig und Dresden. „Die Übertragung unserer KI-Forschung aus Scads.ai in die Praxis ist ein weiteres wichtiges Ziel der aktuellen KI-Aktivitäten“, unterstrich ZIH-Chef Prof. Wolfgang Nagel. Und TU-Rektorin Prof. Ursula Staudinger sieht eine gute Chance, mit der neuen Schule „das Zukunftsthema KI zu forcieren“.

Konrad Zuse 1964 vor seinem Nachbau des Z3. Foto: Horst Zuse, Repro: Peter Weckbrodt

Konrad Zuse 1964 vor seinem Nachbau des Z3. Foto: Horst Zuse, Repro: Peter Weckbrodt

Weitere KI-Schulen in München und Darmstadt geplant

Neben der Zuse-Schule in Sachsen wird das Bundesforschungsministerium zwei weitere KI-Schulen in Deutschland fördern: die „Konrad Zuse School of Excellence in Learning and Intelligent Systems“ (Eliza) an der TU Darmstadt und die „Konrad Zuse School of Excellence in Reliable Artificial Intelligence“ (Relai) an der Uni München. Bund und DAAD erhoffen sich von diesen drei neuen Vorzeige-Forschungsschulen auch wirtschaftliche Kaskadeneffekte: „Die nach dem Computererfinder Konrad Zuse benannten Schools sollen die KI-Ausbildung auf Master- und Promotionsebene durch hochschulübergreifende, innovative Lehr- und Lernformate und eine enge Anbindung an die Digitalwirtschaft stärken“, betonte der DAAD.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: DAAD, Auskünfte Krötzsch, TUD