Neues Lehr-Konzept: Experten für Maschinelles Lernen teilen ihr Wissen mit Studenten und Industrie

Maschinelles Lernen bedeutet, Muster in großen Datenmengen zu erkennen, daraus Rückschlüsse zu ziehen und sich so Wissen zu erarbeiten. Dadurch erkennen Computer automatisch Verkehrsschilder, übersetzen Texte in andere Sprachen und verstehen das gesprochene Wort. Die komplexen Rechenverfahren lassen sich auch in der Physik, Chemie, Medizin oder Materialwissenschaft einsetzen. Saarbrücker Informatiker wollen jetzt die Feinheiten des Maschinellen Lernens auch an fachfremde Studenten und Mitarbeiter aus der Industrie weitergeben. Für dieses neuartige Qualifizierungskonzept wird die Saar-Uni nun vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

„Es existieren bereits sechs Vorlesungen zum ‚Machine Learning‘ an der Universität des Saarlandes. Daher war es nahezu logisch diesen Schwerpunkt auszubauen und auch für Fachfremde zu öffnen“, erklärt Matthias Hein, Professor für Mathematik und Informatik an der Saar-Uni. Hein hat für seine Forschung zu Maschinellem Lernen schon mehrere Preise erhalten, etwa den deutschen Mustererkennungspreis 2011 und eine Auszeichnung des europäischen Forschungsrates 2012, und gilt international als Experte auf diesem Gebiet. In der Lehre fiel Matthias Hein auf, dass ein Aspekt seines Gebietes zu kurz kommt. „Es wird oft übersehen, dass die Lösung eines Lernproblems viel früher anfängt als bei der Auswahl Lernmethode – zunächst muss in Interaktion mit dem Fachexperten herausgefunden werden, was das Problem eigentlich ist“, erklärt Hein. Das aber lasse sich nicht in den kleinteiligen Übungen oder Mini-Projekten parallel zu den Vorlesungen vermitteln, die regelmäßig an der Fachrichtung Informatik der Universität des Saarlandes angeboten werden.

Professor Hein hat daher ein Projektseminar konzipiert, in dem jeweils drei Studenten über 15 Wochen hinweg ein Anwendungsproblem von Grund auf mit den aktuellen Techniken des Maschinenlernens lösen. Darüber hinaus soll das Anwendungsproblem kein künstliches Planspiel sein, sondern eine aktuelle Frage, die aus einer der Fakultäten auf dem Campus oder einem Unternehmen stammt. Daher sind nicht nur Informatik-Studenten für das neuartige Projektseminar zugelassen, sondern auch Studenten aus anderen Fachrichtungen und sogar Mitarbeiter aus der Industrie. Nach Abschluss des jeweiligen Projektes erhält jeder Teilnehmer ein Zeugnis, in dem explizit beschrieben ist, worin Inhalt, Vorgehensweise und Ergebnisse des jeweiligen Projektes bestanden. „Dieses Zeugnis ist insbesondere für eine spätere Bewerbung auf Stellen im Bereich Data Science Gold wert“, so Hein.

Bei der Umsetzung kann er auf sieben weitere, ebenfalls auf diesem Gebiet anerkannte Professoren der Saar-Uni zählen, darunter Professor Bernt Schiele, Direktor am Max-Planck-Institut für Informatik auf dem Universitätscampus. Zusammen mit der Daimler AG und der Technischen Universität Darmstadt erstellte Schiele bereits „Cityscapes Dataset“, den größten Datensatz, mit dem autonome Fahrzeugen darauf trainiert werden, automatisch Verkehrsszenen zu verstehen. Derzeit arbeitet Schiele mit Toyota Motor Europe weiter daran, dass Rechner die visuellen Informationen blitzschnell verarbeiten, damit autonome Fahrzeuge in kritischen Situationen passend reagieren.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert diese Kombination von Expertise und Engagement nun mit rund 900.000 Euro. Die Summe diene unter anderem der Anschaffung neuester Hardware, die essentiell für die Anwendung von Deep Learning sei, so die Forscher. Im kommenden Wintersemester sollen die ersten Teilnehmer aus Universität und Industrie von dem rund viermonatigen Seminar profitieren.

Hintergrund Saarland Informatics Campus

Den Kern des Saarland Informatics Campus bildet die Fachrichtung Informatik an der Universität des Saarlandes. In unmittelbarer Nähe forschen auf dem Campus sieben weitere, weltweit renommierte Forschungsinstitute. Neben den beiden Max-Planck-Instituten für Informatik und Softwaresysteme sind dies das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das Zentrum für Bioinformatik, das Intel Visual Computing Institute, das Center for IT-Security, Privacy and Accountability (CISPA) und der Exzellenzcluster „Multimodal Computing and Interaction“.

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Fragen beantwortet:
Professor Matthias Hein
Forschungsgruppe Maschinelles Lernen
Saarland Informatics Campus
Universität des Saarlandes
Telefon: +49 681 302 57328
E-Mail: hein@cs.uni-saarland.de

Redaktion:
Gordon Bolduan
Kompetenzzentrum Informatik Saarland
Saarland Informatics Campus
Telefon: +49 681 302-70741
E-Mail: bolduan@mmci.uni-saarland.de