FAKULTÄT FÜR

INFORMATIK

Der Informatiker Prof. Dr.-Ing. Ernesto William De Luca hält am 5. Februar 2020 seine Antrittsvorlesung an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und wird über den Einfluss der Digitalisierung auf Gesellschaft und Wissenschaft, insbesondere auf die Humanwissenschaften, sprechen.

Prof. De Luca hat seit Beginn des laufenden Wintersemesters den Lehrstuhl Digital Transformation und Digital Humanities am Institut für Technische und Betriebliche Informationssysteme der Fakultät für Informatik inne. Das relativ junge Forschungsgebiet Digital Humanities beschreibt die Schnittstelle von Informatik und Humanwissenschaften und erforscht, beispielsweise, die Auswirkungen digitaler Transformationsprozesse auf die Geschichtswissenschaft oder den Nutzen computergestützter Verfahren bei der maschinellen Verarbeitung natürlicher Sprache.

Prof. Dr.-Ing. Ernesto William Da Luca (Foto: Jana Dünnhaupt / Uni Magdeburg)

Ziel ist es, die wachsende Zahl verfügbarer digitaler Daten gezielt einzusetzen, um neue Anwendungsmöglichkeiten für die Humanwissenschaften zu entwickeln. So werden, z.B. für die internationale Bildungsmedienforschung, digitale Werkzeuge und Infrastrukturen entwickelt und bereitgestellt.

Die Professur ist eine gemeinsame Berufung der Fakultät für Informatik der Universität Magdeburg und dem Georg-Eckert-Institut, Leibniz-Institut für Internationale Schulbuchforschung.

„Das älteste Schulbuch im Bestand des Georg-Eckert-Instituts ist 1648 herausgekommmen und es gab seitdem stetigen Wandel in der Erforschung und Weiterentwicklung“, beschreibt De Luca die Vorgehensweise. „Aber durch die Digitalisierung können wir heute zum Beispiel in der internationalen Schulbuchforschung hermeneutische, also interpretierende und datenbasierte Analyseverfahren kombinieren. Wir können große Datenmengen verarbeiten, visualisieren und durch so gewonnene neue Erkenntnisse maschinelle Lernverfahren unterstützen, der Gesellschaft wichtige Informationen für die Gestaltung von zukunftsweisenden Bildungsmedien zur Verfügung zu stellen. In diesem Kontext sehe ich mich als Brückenbauer zwischen Informatik und Humanwissenschaften, um das Verständnis der digitalen Transformation und der Digitalisierung mitzugestalten.“

Die Vorlesung ist öffentlich und findet in deutscher Sprache statt.

Kurzvita Prof. Dr.-Ing. Ernesto William De Luca

Prof. Dr.-Ing. Ernesto William De Luca studierte Computerlinguistik an der Universität Bielefeld. Anschließend arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungsinstitut ITC-IRST in Trento, Italien, und promovierte an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Anschließend war er als Leiter des Kompetenzzentrums Information Retrieval und Machine Learning am DAI-Labor der Technischen Universität Berlin tätig. Von 2012 bis 2017 war er Professor für Informationswissenschaft an der Fachhochschule Potsdam und bis März 2015 Leiter des dortigen Instituts für Information und Dokumentation (IID) und Vize-Präsident für Internationales und Informationstechnologie. Seit April 2015 leitet De Luca die Abteilung „Digitale Informations- und Forschungsinfrastrukturen“ am Georg-Eckert-Institut, dem Leibniz-Institut für Internationale Schulbuchforschung.

Am Samstag, den 25. Januar 2020 fand in Eberswalde bei Berlin das Halbfinale der First Lego League statt. Die Fakultät für Informatik der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg war wieder durch das Team inFINity vertreten.

Das Team präsentiert seinen Roboter der Fach-Jury, um im Bereich "Robot-Design" zu punkten.

Unser Team hatte sich vorher bei ihrem Regionalwettbewerb in Magdeburg für das Halbfinale qualifiziert, genau wie 18 andere Teams aus Nord- und Ost-Deutschland. Alle Teams mussten sich in erneut vier Bereichen beweisen: "Teamwork","Forschungspräsentation", "Robot Design" und "Robot Game". Das Thema dieses Jahr war "City Shaper - Gestaltet das Bauen der Zukunft".

inFINity beim Halbfinale (v.l.): Samuel, Tobias, Thomas, Benjamin, Lysander und Johannes mit den Coaches Dominic Jamm und Thomas Wilde.

Die Teammitglieder im Alter von 10 bis 17 Jahren hatten seit August Zeit, sich mit dem Thema auseinander zu setzen. Im Bereich "Forschung" lag der Fokus des Teams dieses Jahr auf der Untersuchung einer Rutsche auf dem Spielplatz im FloraPark Garten. Auf dieser Rutsche kommt es vermehrt zu Verletzungen. Die jungen Nachwuchwissenschaftler deckten mit ihren Untersuchungen und Messungen auf, dass der Verlauf der Rutsche Unstetigkeiten in der geoemtrischen Krümmung aufweist. Dadurch kann man sich in der Röhre leicht den Kopf stoßen. "Die Untersuchungen sind so sorgfältig und solide, dass die Stadt Magdeburg jetzt sogar einen Umbau der Rutsche ins Auge fasst." erklärt Team Coach Thomas Wilde. Die Ergebnisse haben auch die Jury beim Wettkampf beeindruckt. Damit konnte das Team neben ihrer Paradedisziplin "Teamwork" auch im Bereich "Forschung" sehr gute Bewertungen einfahren. "Die Konkurrenz in Eberswalde ist sehr stark, so dass wir nur insgesamt im Mittelfeld gelandet sind. Dennoch gehört inFINity damit zu den TOP 20 von knapp 600 Teams aus ganz Deutschland." erläutert der Team Coach. Jetzt macht das Team erstmal eine Woche Pause und beginnt danach mit der Vorbereitung auf weitere Wettbewerbe. Wir sind gespannt, wo die Reise hingeht.

Bi-National Cooperation with Sirindorn Institute of Technology - Im Rahmen der Internationalisierung laden wir viele ausländische Studenten zu uns an die OVGU ein. Genauso gern nutzen aber auch unsere Studenten die Möglichkeit eines Auslandsaufenthalts. Speziell mit SIIT in Bangkok bieten wir Studierenden die Möglichkeit, einen Doppelabschluss beider Universitäten zu erwerben. Aktuell befindet sich Frau Wiebke Outzen (im Foto gemeinsam mit der Koordinatorin für International Affairs am SIIT, Ms. Chonticha Patchotchai) in Thailand. Wir freuen uns, sie im nächsten Jahr wieder zurück an der OVGU zu begrüßen.

Lust auf was neues? 

Die Arbeitsgruppe Wirtschaftsinformatik - Managementinformationssysteme - der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg lädt Euch am 15. Januar 2020 zum ersten Usability Testessen in die Festung Mark ein.

Freut Euch auf einen abwechslungsreichen Abend mit leckerer Pizza und kühlen Getränken in einer kreativen und lockeren Atmosphäre. Nutzt die Chance, neue innovative Produkte auszuprobieren, noch bevor diese auf dem Markt erscheinen. Unterstützt damit deren Entwickler, indem Ihr ihnen helft, Eure Wünsche und Bedürfnisse bei der zukünftigen Verbesserung des Produktes zu berücksichtigen.

Doch wie genau läuft nun ein solches Testessen ab?

Nach einer kleinen Eröffnungsrede des Gastgebers erhaltet Ihr die Möglichkeit, die anderen Teilnehmer im Rahmen einer ersten Verkostung der Pizzen genauer kennenzulernen. Danach geht es auch direkt mit dem Testen los: Indem Ihr die verschiedenen Teststationen besucht, und die dort vorgestellten Produkte ausprobiert, könnt Ihr den Testgebern bei der Verbesserung dieser unterstützen und auch selber eine Menge Spaß haben. Nachdem Ihr alle Stationen besucht habt, erhalten die Testgeber nun noch einmal die Chance, im Kreise aller Teilnehmer über die wichtigsten Erkenntnisse des Abends zu diskutieren. Im Anschluss könnt Ihr Euch bei entspannter Musik über die restlichen Pizzen hermachen und Euch mit den anderen Teilnehmern bei einem kühlen Getränk unterhalten.

Was muss ich tun, um dabei zu sein?

Solltet Ihr nun den Wunsch verspüren, beim ersten Usability Testessen in Magdeburg als Tester teilzunehmen, dann besucht uns auf https://usability-testessen.org/stadt/magdeburg/ und meldet Euch an. 

Falls Ihr gerne als Testgeber ein Produkt präsentieren möchtet, könnt Ihr euch ebenfalls auf unserer Webseite mit einer kurzen Beschreibung eures Produktes und eurer Testidee bewerben. Die besten Ideen erhalten dann eine der begehrten Testationen.

KI-Forscher Sebastian Stober baut eine Brücke, auf der menschliche und Künstliche Intelligenz zueinander finden. Der junge Professor sieht sich als interdisziplinärer Lehrer von beiden. Er beobachtet das menschliche Gehirn beim Denken und leitet daraus Modelle ab, mit denen er künstliche neuronale Netze trainiert. Werden uns in Zukunft Maschinen nicht nur die Arbeit, sondern auch das Denken abnehmen? Sebastian Stober schüttelt entschieden den Kopf. Er mag keine Visionen, in denen Roboter die Welt beherrschen.

Der 38-jährige Professor für Künstliche Intelligenz hat ein kleines Büro in dem großen Gebäude der Fakultät für Informatik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Durch sein Fenster kann er hinaus auf das Areal blicken, wo ein Bistro seine Außenplätze hat. Die jungen Leute essen, trinken, unterhalten sich, lesen – ein Fensterblick ins Campusleben, in dem sich menschliche Intelligenz versammelt. Doch mit sehr großer Wahrscheinlichkeit ist kein Gehirn darunter, das riesige Datenmengen in höchster Geschwindigkeit verarbeiten kann. "Da sind Computer viel besser als wir“, weiß Sebastian Stober und hat auch schnell einen Vorteil menschlicher Gehirnaktivität parat: die Intuition. Seiner Meinung nach werden die Maschinen ihre eigene, eine andere Intelligenz entwickeln. Er stellt sich sogenannte „Human-in-the-Loop“-Szenarien vor; eine Interaktion von Mensch und Maschine, in der beide voneinander lernen, sich gegenseitig anpassen und eine Zukunft gestalten, von der wir uns heute vieles noch nicht vorstellen können.

^{Prof. Stober im Seminarraum an der Uni Magdeburg (Foto: Jana Dünnhaupt / Uni Magdeburg)}

Die intelligenten Computersysteme sollen nicht unser Leben beherrschen, es aber verbessern. Der junge Professor ist einer von denen, die Richtungsweiser aufstellen wollen auf dem Weg dorthin. Der Grundlagenforscher beobachtet das menschliche Gehirn beim Denken und leitet daraus Modelle für künstliche neuronale Netze ab. Die wiederum sollen lernen, unsere Gehirnsignale zu verstehen und zu übersetzen. Stober ist einer der Pioniere auf diesem Gebiet. Denn im Gegensatz zur Industrie, wo die KI, so das Kürzel für die Künstliche Intelligenz, bereits zur Anwendung kommt, steckt sie auf dem Gebiet der Neurowissenschaften gerade mal in den Kinderschuhen.

Sebastian Stober sieht sich als Brückenbauer zwischen der menschlichen und der maschinellen Intelligenz. Der Wissenschaftler hat ganz konkrete Anwendungsfelder vor Augen; allen voran in der Medizin, wo die Künstliche Intelligenz über besagte Brücken den Weg zum menschlichen Gehirn finden könnte. „Greif die Flasche“ – von der Kraft des puren Gedankens angesprochen würden feinmotorische Bewegungen von Neuroprothesen wie etwa einer künstlichen Hand möglich sein, stellt der Wissenschaftler in Aussicht. Ebenso hat er die Wachkoma-Patienten im Fokus. Die sind nicht in der Lage, über Sprache, Gestik oder Mimik zu kommunizieren, und über deren Bewusstseinszustände wissen Mediziner noch nicht sehr viel. "Anstelle der Patienten könnte auf Fragen der Ärzte eine Maschine antworten, die in der Lage ist, die Gehirnaktivitätsmuster der Patienten zu erkennen und zu übersetzen“, sagt Stober.

Ideale Voraussetzungen in Magdeburg

Der Professor bezeichnet sich nicht nur als Lehrer seiner Studierenden, sondern auch als Lehrmeister der Maschinen. Er bringt seinem Computer bei, Muster zu erkennen und zu unterscheiden. Dafür muss er sich die richtigen Lehr- und Lernmethoden überlegen und in großem Umfang Unterrichtsmaterial, sprich Daten, zur Verfügung stellen. Doch noch gibt es nur wenige Daten zu den Gehirnaktivitäten von Menschen. Zudem sind die von Elektroenzephalografie-Geräten (EEG) aufgezeichneten Signale sehr ungenau. Man könne sich die gesamte Hirnaktivität wie eine Party vorstellen, macht es Sebastian Stober anschaulich: "Alle sprechen gleichzeitig, dabei entsteht ein Hintergrundrauschen. Man muss sich sehr konzentrieren, um einen Einzelnen zu verstehen. Ebenso schwierig ist es, aus dem EEG relevante Signale herauszufiltern. Und weil sie zudem die Schädeldecke durchdringen müssen, kommen sie noch undeutlicher an.“

^{Die gemessene Gehirnaktivität wird im Computer zusammengeführt. Diese Daten dienen den künstlichen neuronalen Netzen als Lernmaterial. (Foto: Jana Dünnhaupt / Uni Magdeburg)}

Da weiß Sebastian Stober das Glück zu schätzen, in Magdeburg mit dem renommierten Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) zu kooperieren. „Zum einen können wir aus Daten vom LIN neue Modelle trainieren und damit neue Möglichkeiten der Datenanalyse eröffnen. Zum anderen hilft uns die Expertise des Instituts, künstliche neuronale Netze zu entwickeln, die besondere Lernfähigkeiten besitzen.“ Überhaupt sieht der Professor in Magdeburg beste Voraussetzungen, sein Forschungsfeld gut zu bestellen. Zum Studienangebot der Otto-von-Guericke-Universität zählen der Masterstudiengang "Data and Knowledge Engineering“ und der Informatik-Bachelor mit dem speziellen Profil „Lernende Systeme / Biocomputing“. Zur Fakultät Informatik gehört zudem das Institut für Intelligente kooperierende Systeme, wo mehrere Arbeitsgruppen mit entsprechenden Forschungsschwerpunkten angesiedelt sind.

Das sogenannte „Deep Learning“, das sind bestimmte Trainingsmethoden zur Optimierung der künstlichen neuronalen Netzwerke, sei als Forschungsgebiet wie maßgeschneidert für ihn, meint Sebastian Stober. Bevor er sich für den an der Magdeburger Uni ausgeschriebenen Lehrstuhl "Künstliche Intelligenz“ bewarb, leitete er an der Universität Potsdam die Nachwuchsforschergruppe „Maschinelles Lernen in den Kognitionswissenchaften“. Der gebürtige Halberstädter ging nach seinem Informatik-Studium an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (als bester Absolvent übrigens) und mit dem Doktortitel im Reisegepäck 2013 nach Kanada an das Brain and Mind Institute der University of Western Ontario, um dort als Postdoktorand zu arbeiten. Er entwickelte gemeinsam mit Neurowissenschaftlern Ideen für Experimente, bei denen die Gehirnaktivitäten so genau wie möglich aufgezeichnet werden.

Über Musik kommunizieren

Professor Stober verfolgt dabei eine ganz eigene Methode, für die er in seiner Dissertation die Grundlagen erforscht hatte. Er verwendet vorwiegend Aufnahmen von Probanden, die Musik hören oder sich Musikstücke vorstellen. Dass Musik zu jedem Menschen Zugang findet, lässt sich auch für den Laien nachvollziehen. Der Musik gelänge es, erklärt Stober, unterschiedlichste Hirnareale zu stimulieren. Daher halte er Musik für sehr gut geeignet, das Gehirn beim Arbeiten zu beobachten. Soll heißen: Der Professor stimuliert das Gehirn mit Musik und analysiert das aufgezeichnete EEG. Die künstlichen neuronalen Netze sollen lernen, die EEG-Signale zu verstehen und mit der Musik in Beziehung zu setzen.

Stober kommt wieder auf die Wachkoma-Patienten zu sprechen. Perspektivisch könnte die Musik ein Kommunikationsmittel sein, das dem Arzt den Zugang zum Bewusstsein dieser Patienten öffnet. In diesem Zusammenhang macht der Grundlagenforscher auf die Grenzen im Umgang mit der Künstlichen Intelligenz aufmerksam. Er ist strikt gegen den Einsatz der KI, wenn es etwa um autonome Waffensysteme geht oder um den Aktienhochfrequenzhandel mit Nullwert für die Gesellschaft. Er setze sich auch vehement gegen Manipulations- und Massenbeobachtungssysteme ein, betont Sebastian Stober. Auch darum bringe er sich aktiv in die Arbeit entsprechender Verbände und Netzwerke ein. Der Wissenschaftler engagiert sich bei der International Society for Music Information Retrieval, einer gemeinnützigen Organisation zur Arbeit mit musikbezogenen Daten, sowie im Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience, das der Öffentlichkeit Forschungsinhalte und -ergebnisse aus dem Bereich der Neurowissenschaften vermittelt.

Zudem war Stober Mitglied im Beirat der „KI & wir“-Convention zu Künstlicher Intelligenz und Gender. Außerdem ist er Vorstandsmitglied des sachsen-anhaltischen Landesvereins eLeMeNTe zur Förderung mathematisch, naturwissenschaftlich und technisch interessierter und talentierter Schüler und Studierender. „Uns geht es unter anderem darum, hier im Lande günstige Rahmenbedingungen für die Begabtenförderung zu schaffen“, sagt der KI-Experte und lenkt den Fernblick in eine Zukunft, in der die Künstliche Intelligenz ihren festen Platz hat. An der Fakultät in Magdeburg werden die Wegbereiter dafür ausgebildet. Professor Stober findet es sehr inspirierend, auch mit Ingenieurwissenschaftlern und Medizinern, mit Physikern und Biologen, mit Psychologen und Philosophen ins Gespräch zu kommen. „Wenn ich die Künstliche Intelligenz ernsthaft fördern und verantwortungsbewusst voranbringen will, geht das gar nicht anders“, sagt er.

Sein Nahblick ist wieder der aus dem Fenster: Mittagszeit auf dem Campus. Stober hat sich in der Mensa verabredet. Danach will er seinen Computer mit Daten füttern. Der bekommt gerade Musikunterricht – für ein Forschungsprojekt in einer Lehrveranstaltung. „Die ersten von der KI generierten Rhythmen klingen schon nicht schlecht“, meint der Lehrer anerkennend.

Wussten Sie dass, ...

• ... der amerikanische Verfassungsrichter Potter Steward 1964 eine Definition für Pornografie finden sollte? Seine notdürftige Antwort: "Ich erkenne sie, wenn ich sie sehe." Es ist das Polanyis Paradox: etwas erkennen, aber nicht wissen warum. Dieses Paradox haben die Menschen auf die KI umgelagert. KI kann Millionen von Bildern auswerten, bestimme Merkmale herausfiltern. So lernt KI beispielsweise wie Hunde aussehen und kann sie.
  
  
• ... KI eigentlich nichts Neues ist? Schon 1955 sprach Informatik-Professor John McCarthy von Künstlicher Intelligenz, ein Jahr später fand am Dartmouth-College in den USA die erste Konferenz zum Thema statt. Der berühmte Mathematiker und Informatiker Alan Turing hatte schon Ende der vierziger Jahre als Erster die Frage gestellt: Können Maschinen denken? Heute sind KI-basierte Sprachassistenten wie Alexa und Siri fester Bestandteil unseres Alltags. Schon 1966 war es möglich, sich mit einer Maschine zu unterhalten, die selbstständig antwortete: Chatbot ELIZA. Er soll eine Psychotherapiesitzung simulieren. ELIZA wurde mit der Intention entwickelt, ein (schriftliches) Gespräch am Laufen zu halten, damit die Sprache studiert werden konnte. Es gab auch noch andere Szenarien, aber die Psychotherapie funktionierte am besten. wiederum auf Bildern identifizieren und sagen: Das ist ein Hund – aber sie weiß nicht warum.

Am 23.11.2019 fand die 15. FIRST LEGO League mit dem Thema "City Shaper - Lasst uns bessere Orte zum Leben und Arbeiten schaffen" in Magdeburg statt. 12 Teams aus dem Raum Mitteldeutschland trafen in der Festung Mark aufeinander und traten in den Kategorien "Forschungsauftrag", "Robot Game", "Robot Design" und "Teamwork" gegeneinander an.

Die Fakultät für Informatik war wieder durch das Team inFINity vertreten. In den Kategorien "Robot Design" und "Teamwork" konnten die fünf Jungs jeweils den 3. Platz belegen. In der Kategorie "Forschungsauftrag" erreichte das Team sogar den 1. Platz. Mit Untersuchungen zu einer Spielplatzrutsche, auf der gehäuft Verletzungen auftreten, konnte das Team die Jury überzeugen. Mit diesen Leistungen war somit auch der 2. Platz in der Gesamtwertung möglich. Im Januar geht es weiter in das Halbfinale nach Eberswalde. Dort treffen die zwei besten Teams aus Magdeburg auf 16 andere Teams aus ganz Deutschland, die sich in den jeweiligen Regionalwettbewerben durchsetzen konnten.

Wir drücken die Daumen!

"Jürgen Lehmann ist technischer Mitarbeiter an der Fakultät für Informatik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, am Institut für Intelligente Kooperierende Systeme. Er engagiert sich seit vielen Jahren für die RoboCup German Open und unterstützt das Organisationsteam dabei vor allem beim Aufbau der technischen Infrastruktur und in der Logistik. Hierbei ist er insbesondere für den reibungslosen Ablauf der Robotik-Wettbewerbe im RoboCup Junior mitverantwortlich. Jürgen Lehmann ist dabei außerordentlich engagiert und hilfsbereit gegenüber den unterschiedlichen Akteur*innen und trägt so wesentlich zum Gelingen der RoboCup German Open bei."

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