Künstliche Intelligenz: Forschung für die Gesellschaft
Pionierarbeit für unsere Zukunft
Künstliche Intelligenz (KI) ist bereits in vielen Bereichen unserer digitalen und vernetzten Welt präsent. Sie ermöglicht bahnbrechende Fortschritte für die Gesellschaft – sei es bei medizinischen Diagnosen, als Sprachassistent im Alltag oder auf dem Weg hin zu neuen Verkehrskonzepten. KI-Systeme können Prozesse automatisieren und höchst komplexe Datenmengen verarbeiten, sodass die Lösungen zunehmend effizienter und ihre Anwendungsbereiche innovativer werden. Auch große gesellschaftliche Herausforderungen unserer Zeit wie der Klimaschutz können davon profitieren – zum Beispiel durch optimierte Ressourcenverwaltung oder intelligente Energieverteilung. Mit Grundlagenforschung zu Wissensgraphen, Trainingsalgorithmen und der Semantik von KI aber auch zur sozialen Akzeptanz, Ethik und zum Design von Mensch-KI-Interaktionen tragen Wissenschaftler*innen der Universität Paderborn zur Weiterentwicklung dieser revolutionären Technologie bei.
Die Schattenseiten der KI-Nutzung
Der Einsatz von KI bringt aber auch Risiken mit sich. Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes, die Gefahr der Verbreitung von Falschinformationen, Sorge um die Wahrung der menschlichen Selbstbestimmung – es gibt einige Gründe dafür, KI-Systemen skeptisch gegenüber zu treten. Für viele Menschen ist die technische Funktionsweise darüber hinaus nur schwer nachvollziehbar. Ein zentrales Ziel der Paderborner KI-Forschung ist es deshalb, entsprechende Systeme transparenter, verständlicher und somit auch sicherer zu gestalten. Dafür arbeiten unsere Wissenschaftler*innen in zahlreichen internationalen und interdisziplinären Forschungsprojekten an der Erklärbarkeit dieser Technologie und an einem verantwortungsvollen Umgang mit KI in allen Bereichen der Gesellschaft.
KI-Forschung in Paderborn
Die Universität Paderborn ist ein bedeutender Standort für die Weiterentwicklung der KI-Forschung. In interdisziplinären Teams erforschen unsere Wissenschaftler*innen nicht nur die Technologie, sondern insbesondere auch die kulturwissenschaftlichen Implikationen von KI. Forschende aus der Linguistik, Psychologie, Medienwissenschaft, Soziologie, Wirtschaftswissenschaft und Informatik untersuchen im transregionalen Sonderforschungsbereich (SFB/TRR) „Constructing Explainability“ gemeinsam mit Expert*innen der Universität Bielefeld beispielsweise die Prinzipien, Mechanismen und sozialen Praktiken des Erklärens und wie diese bei der Entwicklung von KI-Systemen berücksichtigt werden können.
Im Profilbereich „Intelligente Technische Systeme“ bündelt die Universität Paderborn darüber hinaus fakultätsübergreifend ihre Forschung zum Zusammenspiel von Algorithmen, Informationstechnik, Mechanik, Sensorik und Aktorik. Um das Verhalten der Systeme zu erforschen, setzen sich die Wissenschaftler*innen mit dem komplexen Zusammenwirken der Komponenten, der Interaktion mit den Nutzer*innen und den Besonderheiten der Anwendung auseinander. Auch internationale Kooperationen wie das europaweite Doktorandennetzwerk „Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network (MSCA-ITN)“, das in Paderborn koordiniert wird, spielen für den Profilbereich eine wichtige Rolle. Die Forschungsinfrastruktur des Paderborner Heinz Nixdorf Instituts (HNI) bietet beste Voraussetzungen für die Zusammenarbeit der Ingenieur-, Naturwissenschaften und Informatik.
Von der starken KI-Forschung in der Region profitiert auch der SICP – Software Innovation Campus Paderborn. Hier trifft Wissenschaft auf Wirtschaft: Rund 30 fachgebietsübergreifende Arbeitsgruppen entwickeln gemeinsam mit Unternehmen marktfähige Konzepte, Methoden, Technologien und Tools unter anderem für große verteilte und intelligente Systeme, sichere drahtlose Kommunikation, agile und menschenzentrierte Entwicklung sozio-technischer Systeme, digitale Geschäftsmodelle oder intelligentes Kundenmanagement.
Intelligente sozio-technische Systeme
Wo Mensch und Technologie miteinander verschmelzen: Intelligente sozio-technische Systeme können nicht nur mit Daten gefüttert oder mit Algorithmen trainiert werden, sondern erlernen auch durch die Interaktion mit Personen neue Fähigkeiten. So stehen die menschlichen Bedürfnisse bei diesen Entwicklungen stets im Mittelpunkt. Ein Anwendungsbeispiel von vielen ist der Einsatz von Pflegerobotern. Die Facetten sowie die Komplexität intelligenter sozio-technischer Systeme erfordern Fachwissen in unterschiedlichen Bereichen, das durch Forschungsverbünde zusammenkommt.
Aufbauend auf der Grundlagenforschung des „Joint Artificial Intelligence Institute“ (JAII) streben die Universitäten Paderborn, Bielefeld und Bremen im „Joint Research Center on Cooperative and Cognition-enabled AI“ (CoAI JRC) danach, Robotern das Denken und Kommunizieren auf eine Weise beizubringen, die es ihnen ermöglicht, sich mit menschlichen Partner*innen auf gemeinsame Ziele zu einigen und diese – je nach Fähigkeiten – mit vereinten Kräften zu erfüllen. Die Paderborner Expertise liegt dabei in der Implementierung von Eigenschaften, die ein KI-System dazu befähigen, mit ihren Partner*innen Aufgabenziele auszuhandeln und diese gemeinsamen zu verfolgen. Dafür ist aber auch die Erforschung dieser Fähigkeiten beim Menschen nötig, damit sie nachgebildet werden können.
Neue Wege in der Bildung
Um das Verständnis für KI und die Kompetenz im Umgang mit dieser Technologie zukünftig noch mehr Menschen zu erleichtern, ist ein Blick auf das Bildungssystem unerlässlich. Als etablierter Standort für die Lehramtsausbildung bieten sich an der Universität Paderborn vielfältige Möglichkeiten, Schritte in diese Richtung anzustoßen. So beteiligen sich auch unsere Bildungswissenschaftler*innen an zahlreichen KI-Projekten, etwa zur Integration von „Data Science“ in den Schulunterricht, zur Stärkung der digitalen Kompetenz von Lehrer*innen aber auch zur digitalen Lernumgebung im Elternhaus. Gemeinsam mit dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat die Paderborner Informatikdidaktik beispielsweise das vielgefragte Brettspiel „Mensch, Maschine!“ herausgegeben.
KI-Systeme für einen erfolgreichen Transfer
Um Innovationen erfolgreich auf den Weg zu bringen, fördern wir den intensiven Austausch zwischen Universität, Wirtschaft, Politik, Gesellschaft und Kultur. So gelingt an der Universität Paderborn der Transfer von Forschung in die Anwendung auch im KI-Bereich. Im Technologie-Netzwerk „it's OWL“ entwickeln unsere Wissenschaftler*innen gemeinsam mit 200 Unternehmen, Organisationen und weiteren Forschungseinrichtungen Lösungen für die digitale Transformation im Mittelstand: von intelligenten Assistenzsystemen im Arbeitsalltag über virtuelle Arbeitsplätze bis hin zu datengetriebenen Lösungen für die industrielle Produktion. In zahlreichen weiteren Forschungskollegs, Kompetenzzentren und Verbundprojekten bringen unsere Expert*innen ihr Wissen ein. Egal ob Business-to-Business-Anwendung, Augmented-Reality-Umgebung oder Fertigungsroboter – auch hierbei steht der Mensch im Mittelpunkt: Ziel ist eine sogenannte humanzentrierte Arbeitsplatzgestaltung.
Ein weiteres Transferprojekt mit Strahlkraft ist der RailCampus OWL: Der Hochschulverbund Campus OWL, die Bahn, Wirtschaft und Kommunen entwickeln am Standort Minden ein einzigartiges Innovationsnetzwerk für die Bahntechnologie der Zukunft und bilden Studierende mit dem Studiengang „Digitale Bahnsysteme“ für die Verkehrswende auf der Schiene aus.
KI-Expert*innen von morgen
Um den rasanten technischen Fortschritt von KI umfassend verstehen und die Technologie zielgerichtet weiterentwickeln sowie in die Anwendung bringen zu können, ist langfristige Forschung auf dem Gebiet wichtiger denn je. Deshalb unterstützt die Universität Paderborn junge Menschen, die sich damit auseinandersetzen möchten. Unsere Nachwuchsförderung startet bereits im Studium: Der Umgang mit KI ist in vielen Studienprogrammen ein fester Bestandteil. Studierenden ohne Vorkenntnisse wird der Zugang durch Vorträge, Workshops und weitere Veranstaltungsformate erleichtert. Dazu beitragen sollen auch universitäre Lehr- und Lernmaterialien zu datenbasierten Methoden und maschinellen Lernverfahren. Studienbegleitende Zusatzprogramme bieten allen Paderborner Studierenden außerdem die Möglichkeit, sich mit den Themen Digitalisierung und Gesellschaft vertieft zu beschäftigen sowie direkte Kontakte zur Wirtschaft zu knüpfen. Mit Forschungsgruppen, Graduiertenkollegs oder Teilprojekten, die sich explizit an Doktorand*innen, Post-Docs und Juniorprofessuren richten, stärken wir darüber hinaus unsere Talentschmiede für grundlagen- und anwendungsorientierte KI-Forschung.
Weiterführende Informationen