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25.05.2018

Cyber Valley zieht Forschungsgruppenleiter aus aller Welt an

Forschungskooperation auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz nimmt Fahrt auf

Stuttgart/Tübingen – Das Cyber Valley wächst um zehn neue Forschungsgruppen, die an der Weltspitze der Forschung im Bereich künstliche Intelligenz stehen. Die Gruppen erhalten eine umfangreiche wissenschaftliche Ausstattung und werden von jungen Spitzenforschern geleitet, die in einem hoch selektiven Auswahlverfahren aus aller Welt rekrutiert wurden. "Die Wissenschaftler kommen von den besten Universitäten und Forschungseinrichtungen der Welt, um ihre Forschung in der Region Stuttgart-Tübingen voranzutreiben", sagt Michael Black, Geschäftsführender Direktor des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme und Sprecher des Cyber Valley.

Region Stuttgart-Tübingen übernimmt führende Rolle in der KI-Forschung

Auch Baden-Württembergs Wissenschaftsministerin Theresia Bauer freut sich über die rasante Entwicklung des Cyber Valley. „Die Fortschritte in den Bereichen intelligente Systeme und maschinelles Lernen sind die treibende Kraft der Digitalisierung. Die Region Stuttgart-Tübingen ist nachweislich bereits heute der Hotspot bundesweit in Sachen künstliche Intelligenz. Wir unternehmen jede Anstrengung, damit Baden-Württemberg auch international eine Spitzenposition einnimmt. Mit dem Ausbau des Cyber Valley investiert das Land in eine international hochkompetitive Infrastruktur im Bereich der künstlichen Intelligenz, die auch auf die weitere Anbindung von grenzüberschreitenden Kooperationen ausgerichtet ist. Damit werden wir konkurrenzfähige neuartige Anwendungen, innovative Produkte und digitale Dienstleistungen entwickeln und unsere Wirtschaftskraft im Digitalisierungsprozess sichern“, betont Bauer.

„Spitzenforscherinnen und -forscher im Bereich künstliche Intelligenz sind aktuell die meist umkämpften Köpfe weltweit und diese Spitzenkräfte wollen mit den Besten zusammenarbeiten“, so Black weiter. „Unser Erfolg beim Cyber Valley macht deutlich, dass die Region Stuttgart-Tübingen führend in der KI-Forschung ist. Durch die Dynamik, die das Cyber Valley angestoßen hat, ist dies der Ort, an dem Spitzenforschung in der KI eine große gesellschaftliche und wirtschaftliche Wirkung entfalten kann.“ Cyber Valley bringe alle an einen Tisch: Wirtschaft, Universitäten, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sowie die Landesregierung. „Die Aufmerksamkeit, die Cyber Valley aus der ganzen Welt bekommt, hilft uns, die besten Talente in diesem Bereich zu gewinnen und hier zu halten.“

„Das Cyber Valley findet national und international zunehmend Beachtung“, stimmt der Rektor der Universität Tübingen, Professor Bernd Engler, zu. „Dies macht der akademische Background der neuen Forschungsgruppenleiter mehr als deutlich. Die Tatsache, dass es gelungen ist, hervorragende Forscherinnen und Forscher aus Harvard, Berkeley, von der ETH Zürich, der Columbia University oder dem Baylor College of Medicine nach Stuttgart und Tübingen zu holen, unterstreicht eindrucksvoll, dass das Projekt Cyber Valley entschlossen ist, in die Weltspitze der KI-Forschung vorzustoßen.“

Die insgesamt zehn unabhängigen Forschungsgruppen unter dem Cyber Valley Dach verteilen sich mit fünf Gruppen zum größten Teil auf das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) mit seinen beiden Standorten Stuttgart und Tübingen. Drei weitere Forschungsgruppen sind an der Eberhard-Karls-Universität in Tübingen und zwei an der Universität Stuttgart angesiedelt. Die Forschungsgruppen an der Universität Stuttgart werden im Laufe des Jahres ausgeschrieben.

Sebastian Trimpe ist der erste der Cyber Valley Gruppenleiter, der seine Forschungsarbeit aufgenommen hat. Seit dem 1. Februar leitet der 36-jährige Ingenieurwissenschaftler, der an der ETH Zürich promovierte, die zehnköpfige Cyber Valley Forschungsgruppe „Intelligent Control Systems“, die am Stuttgarter Standort des MPI-IS ansässig ist. Trimpe wird in seiner Arbeit der Frage nachgehen, wie Maschinen selbstständig aus Daten lernen können und dabei zuverlässig, sicher und effizient agieren. „Mein Team und ich wollen die Grundprinzipien verstehen und Algorithmen entwickeln, die es intelligenten künstlichen Systemen ermöglichen, sich eigenständig in der physischen Welt zurecht zu finden.”

Ardian Jusufi und seine Forschungsgruppe „Biorobotic Locomotion & Morphological Intelligence" sind ebenfalls am MPI-IS in Stuttgart angesiedelt. Der 33-Jährige promovierte an der University of California in Berkeley. Nach seinem Abschluss wechselte er nach Cambridge und an die Harvard University, wo er als Postdoc im Bereich interdisziplinäre Bewegungswissenschaften, Soft Robotik, sowie Bionik forschte. Zuletzt war er Assistant Professor an der University of Technology in Sydney, Australien.

Hinzu kommt Jörg Stückler, der von der Technischen Universität München ans Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Tübingen wechselte. Er nennt seine Gruppe „Embodied Vision“. Stückler hat sich zum Ziel gesetzt, autonome intelligente Systeme zu entwickeln, die selbständig ihre Wahrnehmungs- und Handlungsfähigkeiten durch ihre Interaktion mit der Umgebung erlernen und verbessern können.

Zum 1. Juli stoßen Caterina De Bacco und Falk Lieder hinzu. De Bacco forscht momentan als Postdoc am Data Science Institute der Columbia University und Falk Lieder an der University of California, Berkeley im Bereich „Rationality Enhancement“. Während sich die Forschung von De Bacco auf die Optimierung von Datennetzwerken durch die Entwicklung von Algorithmen konzentriert, die von Prinzipien der Statistischen Physik abgeleitet sind, konzentriert sich Lieder darauf, wie Menschen denken, entscheiden und sich effektiv Ziele setzen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse überträgt er auf intelligente Systeme, die Menschen dabei unterstützen sollen, bessere Entscheidungen zu treffen.

An der Universität Tübingen verleiht Mijung Park dem Cyber Valley Forschungsverbund als erste Gruppenleiterin ein Gesicht. Park war zuletzt in der MPI-IS-Abteilung für Empirische Inferenz tätig. Schon dort konzentrierte sie sich auf die Entwicklung maschineller Lernalgorithmen, welche den Schutz der Lerndaten sicherstellen, das sogenannte „Privacy Preserving Machine Learning“. Diese Forschung wird sie unter dem Cyber Valley Dach fortsetzen. Ihr werden im Sommer Gabriele Schweikert und im Herbst Fabian Sinz folgen.

„Ich freue mich über die Aussicht, in dem äußerst dynamischen Umfeld der Tübinger Artificial Intelligence Community eine Gruppe zu gründen“, sagt Schweikert, die in ihrer Forschung maschinelle Lernmethoden nutzt, um molekulare Prozesse in lebenden Zellen besser verstehen zu können. „Ich liebe das interdisziplinäre und abwechslungsreiche Angebot. Die Kombination aus erfahrenen Forschern und hervorragend etablierten Gruppen mit umfangreicher Expertise im Bereich maschinelles Lernen einerseits und neuen, jungen und enthusiastischen Gruppenleitern andererseits ist sehr spannend.“

Forschung eng verzahnt mit der Königsklasse der Industrie

Das Cyber Valley ist eine der größten Forschungskooperationen Europas aus Wissenschaft und Wirtschaft auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz. Gefördert durch das Land Baden-Württemberg entstehen mit Cyber Valley neue Forschungsgruppen sowie Universitätslehrstühle auf den Gebieten Maschinelles Lernen, Robotik und Computer Vision. Neben den zunächst zehn Forschungsgruppen entstehen zehn neue Universitätslehrstühle an den Universitäten Stuttgart und Tübingen. Auch eine neue Doktorandenschule, die International Max Planck Research School for Intelligent Systems (IMPRS-IS), ist dem Cyber Valley angeschlossen. An dem Forschungsverbund beteiligt sind die Max-Planck-Gesellschaft, die beiden Universitäten Stuttgart und Tübingen, das Land Baden-Württemberg sowie die Unternehmen Amazon, BMW AG, Daimler AG, IAV GmbH, Porsche AG, Robert Bosch GmbH und ZF Friedrichshafen AG.

Cyber Valley hat sich bereits einen Namen gemacht als Hotspot der Forschung im Bereich künstliche Intelligenz, Computer Vision und Robotik. Laut dem aktuellen Jahresgutachten zu Forschung, Innovation und technologischer Leistungsfähigkeit Deutschlands der Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI), kommt man beim Thema künstliche Intelligenz an Stuttgart und Tübingen nicht vorbei. Die KI-Forschung in Deutschland konzentriere sich auf wenige Standorte und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, heißt es in dem Gutachten. 23,8 Prozent – also rund ein Viertel der im Zeitraum 2007 bis 2016 betrachteten Proceedings-Beiträge, kämen aus dem Raum Tübingen/Stuttgart. Damit nimmt die Region mit Abstand den Spitzenrang für KI-Forschung in Deutschland ein.

Ideen raus aus dem Elfenbeinturm der Wissenschaft und zur Anwendung

Die Cyber Valley Initiative ermöglicht den Austausch zwischen Grundlagenforschung am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme und den Universitäten und der mehr anwendungsbezogenen Forschung in den Partnerunternehmen. „Cyber Valley ist ein langfristiges Projekt, das einen Pool gut ausgebildeter Talente im Bereich Forschung und Anwendungen in der KI zusammenbringt. Die nächste wichtige Phase ist es, eine Startup-Kultur rund um künstliche Intelligenz gedeihen zu lassen“, sagt Michael Black. Spitzenforschung verbunden mit Unternehmergeist, um einen Nährboden für Start-ups zu schaffen – das sei das erklärte Ziel von Cyber Valley, so Black.

„Viele der Forschungsgruppenleiter haben bereits zusammen mit Industriepartnern geforscht“, erklärt Cyber Valley Koordinatorin Tamara Almeyda. „Das, was eine Zukunftsvision war, nämlich gemeinsame Grundlagenforschung zu betreiben, das nimmt jetzt Form an. Wir wollen die Grenzen aufbrechen zwischen Industrieforschung und von Neugier getriebener Grundlagenforschung und einen regen Austausch ermöglichen. In vielen anderen Forschungsbereichen ist die Grundlagenforschung teils Jahre entfernt von einer möglichen Anwendung. Durch die Geschwindigkeit, mit der die Forschung im Bereich künstliche Intelligenz gerade voranschreitet, beschleunigt sich dieser Prozess teilweise enorm.“ Geplant seien neue Formate, um die Forscher aus Industrie und Forschungseinrichtungen zusammenzubringen. „Wo sind die Anknüpfungspunkte der Gruppenleiter mit den Forschern unserer Industriepartner? Um das herauszufinden, wollen wir Plattformen schaffen, um gegenseitigen Austausch zu fördern. Diese Art Forschungskooperation im Bereich der Grundlagenforschung wollen wir mit Cyber Valley zu einem erfolgreichen Modell machen“, so Almeyda.

Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

Dr. Sebastian Trimpe ist seit Ende 2013 am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, zunächst als Wissenschaftler, später als Gruppenleiter in der Abteilung für Autonome Motorik in Tübingen. Seit dem 1. Februar 2018 ist er am Standort Stuttgart Leiter der ersten unabhängigen Forschungsgruppe im Rahmen der Cyber Valley Initiative. „Intelligent Control Systems“ hat er seine zehnköpfige Gruppe getauft. Trimpe wird in seiner Arbeit der Frage nachgehen, wie Maschinen selbstständig aus Daten lernen können, und dabei zuverlässig, sicher und effizient agieren. Sein Team und er wollen die Grundprinzipien verstehen und Algorithmen entwickeln, die es intelligenten künstlichen Systemen ermöglichen, sich eigenständig in der physischen Welt zurecht zu finden. Neben der Forschung am Max-Planck-Institut ist Trimpe auch in Forschung und Lehre an der Universität Stuttgart aktiv.

Vor seiner Zeit am Max-Planck-Institut hat Trimpe 2013 an der ETH Zürich im Bereich dynamische Systeme und Regelungstechnik bei Prof. Raffaello D’Andrea promoviert. Davor hat er an der TU Hamburg einen Bachelor in Allgemeine Ingenieurwissenschaften (2005), ein Diplom in Elektrotechnik (2007) und einen MBA in Technologiemanagement (2007) abgeschlossen. Den Großteil seines letzten Studienjahres hat er dabei an der University of California, Berkeley, geforscht.

Dr. Ardian Jusufi ordnet seine Forschung sowohl dem Fachgebiet der Ingenieurswissenschaften als auch der Biologie zu. Er nennt seine Forschungsgruppe „Biorobotic Locomotion & Morphological Intelligence“. Dort stellt er biegsame Aktuatoren her und integriert diese mit weichen Sensoren aus hyperelastischen Silikonelastomeren (die flüssiges Metall enthalten). Durch deren Eingliederung werden neue Fähigkeiten bei Schwimm- sowie Kletterrobotern ermöglicht, um deren Fähigkeiten bei der Überwindung von Hindernissen zu steigern. „Der größte Unterschied zwischen biologischen Systemen und künstlich erschaffener Technologie liegt einerseits in der Robustheit, und andererseits in der Zähheit von Bauteilen, die in der Natur vorwiegend flexibel und dehnbar sind“, erklärt Jusufi. Im Gegensatz zu konventionellen Robotern sei der Bewegungsapparat von Tieren in der Lage, mehrere dynamische Störungen in komplexem Terrain auszugleichen. Bewegungsnatürliche Roboter werden auch für die Grundlagenforschung immer wichtiger, wo sie zu neuen Entdeckungen in der experimentellen Biologie führen können. In diesem Sinne kombiniert die neue Gruppe vergleichende Bewegungswissenschaften mit experimenteller Robotik und Smart Materials.

Ardian Jusufi promovierte an der University of California in Berkeley, USA, bei Prof. Bob Full, wo er am CiBER Center an interdisziplinären Bewegungswissenschaften und bioinspirierter Robotik arbeitete. Nach seinem Abschluss ging er an die Cambridge University, UK, für eine Postdoc-Stelle am Queens' College. Jusufi wechselte dann an die Harvard University, USA, für eine zweite Postdoc-Stelle in Prof. Rob Woods Harvard Microrobotics Lab am Wyss Institute for Biologically-Inspired Engineering. Anschließend war er Assistant Professor an der University of Technology in Sydney, Australien. Seit 1. März 2018 ist Jusufi Cyber Valley Forschungsgruppenleiter am MPI-IS in Stuttgart.

Dr. Jörg Stückler ist seit dem 1. April 2018 Cyber Valley Forschungsgruppenleiter am Tübinger Standort des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme. „Embodied Vision“ heißt seine Gruppe. Er hat sich zum Ziel gesetzt, autonome intelligente Systeme zu entwickeln, die selbständig ihre Wahrnehmungs- und Handlungsfähigkeiten durch Interaktion mit der Umgebung erlernen und verbessern können. Ein Hauptfokus seiner Forschung sind dabei lernbasierte Ansätze zur Bild- und Sensordatenanalyse. Stückler entwickelt Methoden, mit denen Roboter aktiv aus Sensordaten ein Verständnis ihrer dynamischen Umgebung erlangen und dies für komplexe Aufgaben wie z.B. Objekthandhabung oder autonome Navigation einsetzen können. Neben Bilddaten setzt er auch andere Sensoren wie z.B. taktile Sensoren für den künstlichen Tastsinn beim Greifen oder inertiale Sensoren vergleichbar dem menschlichen Gleichgewichtssinn ein.

Nach seinem Informatikstudium an der Universität Freiburg promovierte Stückler an der Universität Bonn in den Bereichen Robotik und Computer Vision. Während seiner Promotion forschte er an Robotiksystemen wie z.B. Haushaltsrobotern und entwickelte Methoden zu bildbasierter 3D-Wahrnehmung. Seine Zeit als Postdoc begann er 2014 an der Technischen Universität München (TUM) am heutigen Lehrstuhl für Bildverarbeitung und Künstliche Intelligenz. Dort forschte er an Methoden zur visuellen 3D-Szenenrekonstruktion, insbesondere an Verfahren zur visuellen Lokalisierung und Kartierung mit visuellen und inertialen Sensoren. Diese wurden unter anderem auch für die visuelle Navigation von Drohnen entwickelt. Nach einem Jahr an der TUM wechselte er in die Computer Vision Gruppe an der RWTH Aachen. Dort setzte er seine Forschung zum visuellen Szenenverständnis und zur 3D-Rekonstruktion für intelligente Systeme fort und untersuchte auch den Einsatz von Deep Learning Verfahren in diesen Bereichen. Im vergangenen Wintersemester war er Vertretungsprofessor am Lehrstuhl für Bildverarbeitung und Künstliche Intelligenz an der TUM und freut sich nun auf die neue Herausforderung, eine Cyber Valley Forschungsgruppe zu leiten.

Dr. Caterina De Bacco wird zum 1. Juli 2018 ihre Arbeit als Cyber Valley Forschungsgruppenleiterin am MPI-IS in Tübingen beginnen. Sie nennt ihre Gruppe „Interdisciplinary Physics for Inference and Optimization Group”, auf Deutsch so viel wie „Interdisziplinäre Physik für Inferenz und Optimierung“. Ihre Forschung basiert auf zwei Pfeilern: Erstens auf der Entwicklung theoretischer Modelle der Inferenz und Optimierung interagierender Systeme mit Methoden und Ideen aus der statistischen Physik. Zweitens fokussiert sich De Bacco auf anwendungsorientierte und interdisziplinäre Probleme, die die Zusammenarbeit mit Experten anderer Disziplinen, insbesondere der Sozialwissenschaften, betreffen.

De Bacco hat einen Master-Abschluss in Theoretischer Physik von der Universität Padua in Italien. Anschließend erwarb sie ihren Doktortitel in Statistischer Physik an der Université Paris-Sud. Danach forschte sie als Postdoc am Santa Fe Institute in New Mexiko, USA. Derzeit ist De Bacco Postdoc am Data Science Institute der Columbia University in New York.

Auch Dr. Falk Lieder wird zum 1. Juli 2018 ans Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Tübingen wechseln. Er nennt seine Cyber Valley Forschungsgruppe „Rationality Enhancement Group“. Seine Forschung konzentriert sich darauf, wie Menschen denken, sich entscheiden, wie sie sich effektiv Ziele setzen, produktiv sind und ihre Ziele erreichen. Um die zugrunde liegenden kognitiven Mechanismen bei diesen Denkprozessen aufzudecken, baut er Computermodelle und testet sie in Verhaltensexperimenten. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse überträgt er auf intelligente Systeme, die Menschen dabei unterstützen sollen, bessere Entscheidungen zu treffen – eine Art „augmented cognition“ oder erweiterte Wahrnehmung für eine effektivere Zielsetzung und -erreichung. Mit seiner Forschung hofft er, die wissenschaftlichen Grundlagen für Technologien zu schaffen, die die menschliche Leistungsfähigkeit und Produktivität erheblich verbessern können.

Lieder promovierte im Mai 2018 in Tom Griffiths Computational Cognitive Science Lab an der University of California, Berkeley. Zuvor arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter in Klaas Stephans Translational Neuromodeling Unit, erwarb einen Master-Abschluss in Neuronalen Systemen und Informatik an der ETH Zürich und absolvierte zwei gleichzeitige Bachelor-Abschlüsse in Kognitionswissenschaften und Mathematik/Informatik an der Universität Osnabrück.

Universität Tübingen

Dr. Mijung Park ist seit Mitte April zu gleichen Teilen als Forschungsgruppenleiterin an der Universität Tübingen und am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme tätig. Am Max-Planck-Institut forscht sie in der Abteilung für Empirische Inferenz von Professor Bernhard Schölkopf. „Privacy-preserving machine learning“ nennt Park ihre Gruppe an der Universität. Sie entwickelt Algorithmen zur Wahrung der Privatsphäre, wenn große Datensätze eigenständig zu statistischen Schlussfolgerungen kommen. Ihr Ziel ist es, herausfordernde statistische Probleme im Bereich des maschinellen Lernens und des Datenschutzes zu lösen.

Mijung Park promovierte 2013 an der University of Texas in Austin. Zwischen 2014 und 2015 war sie Postdoc am University College London. 2016 bis 2017 forschte sie als Postdoc an der Universität von Amsterdam und kam anschließend nach Tübingen.

Dr. Gabriele Schweikert kommt im Sommer von der University of Edinburgh nach Tübingen. Sie nutzt Machine Learning Methoden, um wichtige molekulare Prozesse in lebenden Zellen besser verstehen zu können. Sie hat dabei besonderes Interesse an epigenetischen Mechanismen: wenn alle Zellen in einem Körper denselben genetischen Code besitzen, was macht dann eine Leberzelle zu einer Leberzelle oder das weiße Blutkörperchen zu was es ist? Epigenetische Prozesse zu verstehen ist für medizinische Anwendungen immens vielversprechend. Beispielsweise werden Fehlfunktionen der epigenetischen Mechanismen zunehmend als Mitauslöser der Entstehung von Tumoren erkannt, z.B. bei Leukämie. Indem Schweikert an der Entwicklung maschineller Lerntechniken für die computergestützte Genfindung arbeitet, möchte sie diese Wissenschaft weiter vorantreiben. Schweikert hat deshalb ihrer Cyber Valley Forschungsgruppe den Namen „Computational Epigenomics“ verliehen.

Dr. Fabian Sinz wird ab Herbst die Gruppe „Neuronal Intelligence“ an der Universität Tübingen leiten. Dort wird er sich mit neuronalen Schaltkreisen im Gehirn beschäftigen – den Bausteinen intelligenter Systeme. Ein zentrales Ziel seiner KI-Forschung ist es, intelligente Systeme zu entwickeln, die so vielseitig sowie lern- und leistungsfähig sind wie Säugetiergehirne. Denn bis heute wissen Forscher nur wenig darüber, wie Berechnungen in neuronalen Schaltkreisen zu biologischer Intelligenz führen. Seine Gruppe verwendet daher große Mengen neurophysiologischer und -anatomischer Daten, um die Grundlagen neuronaler Intelligenz besser verstehen und die Kluft zwischen KI-Forschung und Neurowissenschaften verringern zu können. Sinz lässt sich dabei von der Idee inspirieren, dass ein tieferes Verständnis von Mustern in kortikalen Schaltkreisen helfen kann, die nächste Generation intelligenter Systeme zu entwickeln.

Fabian Sinz hat Bioinformatik und Philosophie in Tübingen studiert und mit Bernhard Schölkopf und Carl Rasmussen am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen und mit Vladimir Vapnik und Jason Weston bei NEC Research in Princeton zusammengearbeitet. Seine Doktorarbeit hat er bei Matthias Bethge am Max-Planck-Institut für Biologische Kybernetik geschrieben. Gegen Ende seiner Doktorarbeit beschloss Sinz, dass er in der Lage sein wollte, seine eigenen neurophysiologischen Daten aufzunehmen. Er ging deshalb zunächst für ein Praktikum einige Monate in die Gruppe von Gilles Laurent am Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt, wo er an Schildkröten forschte. Seinen ersten Postdoc machte er im Labor von Jan Benda, wo er an dem elektrosensorischen System schwach elektrischer Fische gearbeitet hat. Für seinen zweiten Postdoc wechselte er in das Labor von Andreas Tolias am Baylor College of Medicine (BCM) in Houston, wo er aktuell am visuellen System von Mäusen forscht und vor kurzem zum Research Assistant Professor befördert wurde.

www.cyber-valley.de