User Group: Wissenschaftler:innen

  • Research Talk: Semantic Probabilistic Layers for Neuro-Symbolic Learning

    Extending current deep learning architectures to correctly conform to prior knowledge and capture symbolic constraints while guaranteeing their satisfaction is a big open problem. Doing so would benefit many structured-output prediction (SOP) tasks in machine learning such as predicting rankings, hierarchies and other structured objects. In this talk, I will discuss how we can design a predictive layer for SOP that guarantees its predictions to be consistent with a set of predefined symbolic constraints. This Semantic Probabilistic Layer (SPL) can act as a drop-in replacement of existing predictive layers while still being amenable to end-to-end learning via exact maximum likelihood. SPLs combine exact probabilistic inference with logical reasoning in a clean and modular way via probabilistic circuits. We empirically demonstrate that SPLs outperform other neuro-symbolic approaches in terms of accuracy on challenging SOP tasks including hierarchical multi-label classification, pathfinding and preference learning, while retaining perfect constraint satisfaction.

     

    Antonio Vergari is a Lecturer (Assistant Professor) in Machine Learning at the University of Edinburgh. His research focuses on efficient and reliable machine learning in the wild; tractable probabilistic modeling and combining learning with complex reasoning. He recently was awarded an ERC Starting Grant on automating probabilistic reasoning for trustworthy ML. Previously he was postdoc in the StarAI Lab lead by Guy Van den Broeck at UCLA. Before that he did a postdoc at the Max Planck Institute for Intelligent Systems in Tuebingen in the Empirical Inference Department of Bernhard Schoelkopf. He obtained a PhD in Computer Science and Mathematics at the University of Bari, Italy. He likes to tease and challenge the probabilistic ML community at large on how we desperately need reliable ML an AI models nowadays. To this extent, he organized a series of tutorials, workshops, seminars and events at top ML and AI venues such as UAI, ICML, AAAI, IJCAI and NeurIPS and last year a Dagstuhl Seminar.

  • Alexander Brem zählt zu den forschungsstärksten Professoren

    Alexander Brem zählt zu den forschungsstärksten Professoren

    This places Brem in the top 0.5 percent of all business economists in German-Speaking countries across all disciplines, including management, finance, tax, production, marketing, human resources, and entrepreneurship. He is ranked 105th in the lifetime achievement ranking, up from 153rd in the last round.

    The renowned “WirtschaftsWoche” ranking of business economists with the strongest research in German-speaking countries was published for the first time in 2020. The current edition covers research publications from 2018 up to and including 2022. The lifetime achievement ranking takes into account all articles ever published by a researcher. Articles published in selected, internationally established journals are regarded particularly highly in the evaluation. The category “authors” assessed a total of 3,638 people, while the lifetime achievement ranked more than 4,500 researchers.

    The data used for the ranking is sourced from the bibliometric web portal Research Monitoring, which is operated by the KOF SWISS Economic Institute at ETH Zurich. Publications in almost 860 business administration journals were taken into account, weighted according to their reputation.

    In addition to being well-placed in the “WirtschaftsWoche” ranking, Prof. Brem was also delighted to be placed among the top 1% in the latest Stanford/Elsevier ranking, which ranks him among the most frequently cited scientists worldwide in the field of “Business & Management”. Furthermore, this ranking also lists 120 other members of the University of Stuttgart from various departments.

  • Leibniz-Preis für Achim Menges

    Leibniz-Preis für Achim Menges

    “We warmly congratulate Professor Achim Menges on the prestigious Leibniz Prize and are quite proud to have such an outstanding pioneer of architecture at our university,” says Prof. Wolfram Ressel, Rectorate of the University of Stuttgart. “With his work, Achim Menges exemplifies our vision of ‘Intelligent Systems for a Sustainable Society’ in architecture and construction. He takes an interdisciplinary approach to researching novel and sustainable construction methods and has established numerous bridges to other departments. These are bundled in our Cluster of Excellence ‘Integrative Computational Design and Construction for Architecture’ (IntCDC). Without Achim Menges, IntCDC would not exist.”

    In recent years, Menges has made a name for himself through his research into sustainable building. He has also played a key role in shaping the Department of Architecture at the University of Stuttgart. His field of research is particularly relevant to society because there is considerable demand for new construction worldwide. The construction sector is also responsible for roughly half of the world’s waste and almost 40 percent of global energy- and process-related CO2 emissions, 11 percent of which are attributable to the production of building materials alone. Menges is researching novel and sustainable construction methods made possible by digital design methods and robotic manufacturing processes. The aim is to be able to build much faster with much less material as well as to see this as an opportunity for high-quality architecture that is worth living in.

    Menges’ open-ended and fundamental research has resulted in integrative design methods, innovative construction processes, and novel building systems that open up completely new possibilities for resource-efficient and sustainable architecture. Examples include robotically wound, long-span, and extremely material-efficient fiber structures, digitally manufactured lightweight wood building systems adaptable to various construction tasks, and adaptive 3D-printed facade elements that do not require any mechatronics or operating power.

    Architect, Institute Director and Spokesperson for the Cluster of Excellence

    Achim Menges, born in Mannheim in 1975, studied architecture at TU Darmstadt and at the Architectural Association in London. In 2008, he joined the University of Stuttgart as a professor. There, he founded the Institute for Computational Design (ICD) in 2009 and established what was then a unique and now globally visible research activity on digital design methods and robotic manufacturing processes for civil engineering. From 2009 to 2015, Menges was also a visiting professor at Harvard. In 2013, he co-founded the interdisciplinary master’s program Integrative Technologies and Architectural Design Research (ITECH) at the University of Stuttgart. Since 2019, Menges has been the spokesperson for the only cluster of excellence for architecture and civil engineering in Germany: “Integrative Computational Design and Construction for Architecture” (IntCDC) at the University of Stuttgart.

    About the Leibniz Prize

    The Gottfried Wilhelm Leibniz Prize is the most important research award in Germany. The aim of the Leibniz Program, which was established in 1985, is to improve the working conditions of outstanding scientists, to expand their research opportunities, and to relieve them of administrative workloads as well as to facilitate the employment of particularly qualified scientists. The award is endowed with up to EUR 2.5 million.

  • Cyber Valley Meet-up

    Cyber Valley Meet-up

    Wir laden euch herzlich zu diesem entspannten Treffen für alle Start-ups, Forschungsgruppen und Doktorand:innen ein!

    Cyber Valley Geschäftsführerin Rebecca C. Reisch wird eine kurze Einführung über Cyber Valley, seine Mission, das Team und die Zukunftspläne geben. Danach werden wir eine informelle Fragerunde abhalten, in der ihr uns bei Pizza, Salat und einem kühlen Getränk eurer Wahl alles über Cyber Valley fragen können. Außerdem würden wir gerne von euch wissen, welche Erwartungen ihr an Cyber Valley habt.

     

    Wann?

    Mittwoch, 7. Dezember 2022. 17:30–20:00 Uhr


    Wo?

    Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Tübingen. Lounge im Erdgeschoss.

     

    Anmeldung

    Wir freuen uns darauf, euch zu treffen sowie mit euch bei etwas zu essen, zu trinken und anregende Gespräche zu führen. 

    Anmeldung

    Die Veranstaltung ist kostenlos und jede:r kann einfach vorbei kommen. Eine Anmeldung über den Button unten hilft uns allerdings, damit wir genug Pizza für alle bestellen. Bei Fragen und zur Anmeldung von Pitches wende dich gerne an: Oliwia Gust, Cyber Valley Event Manager, oliwia.gust@cyber-valley.de

    Wir freuen uns darauf, Sie kennenzulernen und gemeinsam etwas zu essen, zu trinken und anregende Gespräche zu führen! Kommen Sie einfach vorbei.

    Kommt einfach vorbei – 

     

    Bei Fragen wendet ihr euch bitte an Oliwia Gust, Cyber Valley Event Managerin: oliwia.gust@cyber-valley.de

  • VC-Lunch mit IT-Farm & NTT Docomo

    VC-Lunch mit IT-Farm & NTT Docomo

    IT-Farm Corporation (erster Investor von Zoom, Tubi.tv, Treasure Data und vielen anderen) ist ein Gründungsmitglied des Cyber Valley Investor Networks.

    Morio Kurosaki, Präsident von IT-Farm, und Shinya Kasuga, General Partner bei IT-Farm, werden einen kurzen Vortrag über ihre Erfahrungen aus 20 Jahren als Investoren in der Technologiebranche halten – gefolgt von einer Fragerunde und der Möglichkeit zum Networking in entspannter Atmosphäre in der Lounge des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Tübingen.

    Kurosaki-san und Kasuga-san werden von leitenden Managern des japanischen Telekommunikationsunternehmens NTT Docomo begleitet, die für Direktinvestitionen und Partnerschaften zuständig sind. Es ist die erste Reise der Gruppe nach Europa seit dem Beginn der COVID-19-Pandemie, und sie freuen sich darauf, Forscher:innen und Gründer:innen aus Cyber Valley zu treffen.


    Cyber Valley lädt euch zu diesem Lunch ein, wenn Tokio nach Tübingen kommt!
    Kommt einfach vorbei – first come, first served. Eine vorherige Anmeldung ist nicht erforderlich.


    Wann: Montag, 5. Dezember, 12:00–13:00 Uhr MEZ

    Wo: Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Tübingen, Lounge und Hörsaal


    Bei Fragen wendet ihr euch bitte an Oliwia Gust, Cyber Valley Event Managerin: oliwia.gust@cyber-valley.de

  • Data Paradoxes: The Politics of Intensified Data Sourcing in Contemporary Healthcare

    Data Paradoxes: The Politics of Intensified Data Sourcing in Contemporary Healthcare

    Der Vortrag ist auf Englisch und findet am 14. November 2022, von 14:00 bis 15:30 Uhr im Herdweg 51, Raum 51.01 statt.

    In contemporary healthcare, everybody seems to want more data, of higher quality, on more people, and to use this data for a wider range of purposes. In theory, such pervasive data collection should lead to a healthcare system in which data can quickly, efficiently, and un­ambi­guously be interpreted and pro­­vide better care for patients, more efficient administration, en­hanced options for re­search, and accel­erated economic growth. In practice, however, data are difficult to interpret and the many pur­poses often un­der­mine one another. Focusing on Denmark, a world leader in health­care data infra­structures, Klaus Hoeyer shares the perspec­tives of differ­rent stakeholders, from epidemiologists to hospital mana­gers, from patients to physicians, analyzing the social dynamics set in motion by data intensi­fication and calling special atten­tion to that which cannot be easily coded in a database.
     

  • Unfall oder Mord?

    Unfall oder Mord?

    Eine an der Universität Stuttgart neuentwickelte biomechanische Simulationsmethode sowie ein thermodynamisches Gutachten, das von einem Wissenschaftler der Universität Stuttgart erstellt wurde, lieferten die Voraussetzung für die Wiederaufnahme eines Mordfalles: 2008 wurde eine 87-Jährige tot in ihrer Badewanne aufgefunden. Nach dem Ermittlungsverfahren wurde der Hausmeister der Wohnanlage als Mörder angeklagt und verurteilt. Nach 13 Jahren Haft hat das Gericht nun die Freilassung des mittlerweile 62-jährigen Angeklagten angeordnet.

    Die neue computergestützte biomechanische Simulationsmethode, die in dem Sachverständigengutachten zum Tragen kommt und einer der Hauptgründe für die Wiederaufnahme des Verfahrens war, hat ein Team von Wissenschaftler:innen um Prof. Syn Schmitt entwickelt. Der promovierte Physiker ist einer der Leiter des Instituts für Modellierung und Simulation Biomechanischer Systeme und forscht am Exzellenzcluster SimTech der Universität Stuttgart. Er beschäftigt sich mit autonomen, muskelgetriebenen Systemen. Mittels Simulationen bildet er etwa menschliche Bewegungsabläufe ab. Abhängig davon, wie schwer, wie groß oder wie alt die angenommene Modell-Person ist, werden unterschiedliche Simulationen der Bewegungen berechnet, es entsteht ein „Digitales Menschmodell“. Um zu überprüfen, ob die entsprechenden Berechnungen stimmen, setzt das Team die Daten in robotische Systeme ein und weist so nach, dass die berechneten und simulierten Bewegungen in der Realität stattfinden könnten.

    Wie kam es zu der Verurteilung?

    Es geht um folgenden Fall: Die 87-Jährige Lieselotte Kortüm wurde tot in ihrer mit Wasser gefüllten Badewanne gefunden, sie hatte zwei Hämatome am Hinterkopf. Einiges sprach damals für einen Unfall, wie das Alter der Frau und eine Vorerkrankung, bei der es oft zu Stürzen kommt. Doch die Richter:innen und der damalige rechtsmedizinische Gutachter schlossen aus, dass die Hämatome durch einen Sturz entstanden sein könnten, ebenso wenig wie die Lage, in der die Leiche gefunden wurde, nicht durch einen Sturz ohne Fremdeinwirkung erklärbar sei. Der Hausmeister Manfred Genditzki, der Kortüm und andere Bewohner:innen der Anlage bei Alltagsarbeiten unterstützte, war als letzter in der Wohnung gewesen. Unterschlagung als zunächst angenommenes Motiv musste später verworfen werden. Stattdessen wurde ein Streit angenommen. So kam es schließlich zur Verurteilung des Hausmeisters als Mörder. Genditzki war 13 Jahren lang inhaftiert. Die Tat hat er nie gestanden, sondern immer wieder seine Unschuld beteuert.

    Biomechanische Simulation als rechtsmedizinisches Gutachten anerkannt

    Nach vier Jahren Haftzeit übernahm die Rechtsanwältin Regina Rick die Verteidigung von Genditzki. Um die Wiederaufnahme des Falles zu erwirken, beauftragte sie unter anderem Prof. Syn Schmitt mit einem Gutachten. Schon bei der Revision im Jahr 2011 wurde Schmitt vom damaligen Verteidiger als Sachverständiger angefragt, damals stand er allerdings noch zu Beginn seiner Forschungen. Inzwischen ist die von den Stuttgarter Wissenschaftler:innen entwickelte Methode vom Oberlandesgericht München anerkannt, sie wird für diesen Fall zum ersten Mal in einem rechtsmedizinischen Gutachten eingesetzt.

    Im August 2022 entschied das Oberlandesgericht München, dass die Wiederaufnahme des Verfahrens begründet ist und eine neue Hauptverhandlung stattfinden muss. Der wegen Mordes verurteilte und seit 13 Jahren in Haft sitzende Genditzki wurde sofort in die Freiheit entlassen – eine Sensation! Begründet wurde die Anordnung der Wiederaufnahme hauptsächlich mit der veränderten Beweislage aufgrund des biomechanischen Gutachtens von Schmitt und des thermodynamischen Gutachtens von Prof. Niels Hansen, stellvertretender Leiter des Instituts für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart, auf dessen Basis die Rechtsmedizinerin Prof. Gita Mall den Todeszeitpunkt eingrenzen konnte, sowie einer neuen Zeugenaussage.

    Gutachten der beiden Forscher der Universität Stuttgart sind wichtige Grundlage für die Wiederaufnahme des Falls

    Für die biomechanische Simulation entwarf das Team um Schmitt mithilfe der biologischen Daten der verstorbenen Frau, wie Größe, Gewicht, spezifische Gewichtsverteilung bei älteren Personen und Knochenlängen, ein personenspezifisches Modell. Schmitt und sein Team gingen dann von einem Anfangszustand aus: das personenspezifische Modell von Frau Kortüm vor der mit Wasser gefüllten Badewanne. Es ging darum, den Vorfall zu rekonstruieren: Kann die Simulation von der angenommenen Anfangssituation ausgehend den vorgefundenen Endzustand darstellen? Der Endzustand – damit ist die Leiche gemeint, wie sie in der Badewanne lag, die zwei Hämatome, die Schuhe und der Stock der Toten vor der Badewanne. „Die Begleitumstände des Falls sind für unsere Arbeit im Prinzip nicht wichtig. Für uns geht es einzig darum, ob der Endzustand auf natürliche Weise, das heißt ohne Fremdeinwirkung von der angenommenen Anfangsposition erreicht werden kann. Wir wollen die Wahrheit finden“, betont Schmitt. „Unsere Methode ist in der Lage, objektiv und transparent zu untersuchen, welche Bewegungen abhängig von den Gesetzen der Physik möglich sind.“ Genau das ist wichtig bei der Klärung des Falls.

    Die Simulation unterstützt eindeutig die Auffassung, dass es sich um einen Unfall gehandelt haben kann

    Die Wissenschaftler:innen führten zahlreiche Simulationen des Vorgangs durch. „Simulation ist auch eine Frage der Wahrscheinlichkeit“, erklärt Schmitt. Alle Simulationen führen zum gleichen Ergebnis: Sie zeigen, dass ein Sturz ohne Fremdeinwirkung wahrscheinlich ist. Die Simulation unterstützt damit eindeutig die Auffassung, dass es sich bei dem Fall um einen Unfall gehandelt haben kann.

    Thermodynamisches Gutachten erlaubt Rückschlüsse auf Todeszeitpunkt

    Dem Stuttgarter Wissenschaftler Prof. Niels Hansen gelang die Eingrenzung der ungefähren Wassertemperatur zum Zeitpunkt der Auffindung des Leichnams. Dies erlaubt Rückschlüsse darauf, wie lange die Leiche im Wasser lag und damit auf den Todeszeitpunkt. Das auf den Untersuchungen von Hansen aufbauende Gutachten der Rechtsmedizinerin Gita Mall legt einen Todeszeitpunkt nahe, der erheblich außerhalb des vom Tatgericht angenommenen Zeitfensters liegt.

    Einer der berühmtesten Kriminalfälle der letzten 15 Jahre wird neu aufgerollt und Forschende des Exzellenzclusters SimTech der Universität Stuttgart lieferten die wesentlichen Voraussetzungen dafür!

    Zu Syn Schmitt

    Was macht der Simulationswissenschaftler, wenn er nicht als Gutachter in einem Mordprozess tätig ist? Er arbeitet am Institut für Modellierung und Simulation Biomechanischer Systeme bzw. am Exzellenzcluster SimTech der Universität Stuttgart mit einem rund 20-köpfigen interdisziplinärem Team aus den Bereichen Simulationswissenschaften, Physik, Maschinenbau und Medizintechnik. Das Team beschäftigt sich mit computergestützter Biophysik und Biorobotik. „Wir versuchen den Bewegungsprozess von Menschen oder Tieren zu verstehen. Unsere Sprache ist die Mathematik, mit ihr beschreiben wir die Modelle“, erklärt Schmitt. Die Wissenschaftler:innen arbeiten auch eng mit dem Hertie Institut für klinische Hirnforschung am Universitätsklinikum Tübingen und dem Wirbelsäulenzentrum des Diakonie-Klinikums Stuttgart zusammen. Die Erkenntnisse der Forschungen könnten zukünftig für die Entwicklung von Prothesen oder Orthesen und für die Robotik eingesetzt werden. Der Simulationswissenschaftler ist auch an Forschungen zur Künstlichen Intelligenz und modernen Robotik am Cyber Valley beteiligt.

    Verbunden mit seiner Rolle als Gutachter in einem Mordprozess sind viele weitere ungewohnte Tätigkeiten. Er hatte Kontakte zum Justizministerium, vor allem im Zusammenhang mit der Anerkennung der Simulationsmethode als juristischer Nachweis. Darüber hinaus steht Syn Schmitt im engen Austausch mit dem Hamburger Rechtsmediziner Prof. Klaus Püschel zur Anwendung seiner Methode in weiteren Rechtsfällen. Auch Medienanfragen muss er sich stellen.

    Was denkt er selbst über den Fall? „Ich trenne die emotionale Seite von der fachlichen Aufgabe. Das ist ganz wichtig für mich. Die Beschäftigung mit diesem Fall seit rund fünf Jahren hat unsere Forschungen weitergebracht, wir haben noch näher hingeschaut und sie hat gezeigt, dass Rechtmediziner:innen und Simulationswissenschaftler:innen gut zusammenarbeiten können.“ Syn Schmitt würde sich freuen, wenn die Methode auch in der Ausbildung der Rechtsmedizin oder in Untersuchungslaboren Eingang findet: „Sie kann klassische Rechtsmedizin unterstützen, gerade bei der Rekonstruktion von Stürzen.“

    Zu Niels Hansen

    Prof. Niels Hansen ist stellvertretender Leiter des Instituts für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik (ITT) an der Universität Stuttgart. Das ITT vertritt die Fachgebiete Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik in Forschung und Lehre. Es hat eine Brückenfunktion zwischen Ingenieurwissenschaften und angewandten Naturwissenschaften. Die Thermodynamik ist eine natur- und ingenieurwissenschaftliche Grundlagendisziplin. Sie befasst sich mit den verschiedenen Erscheinungsformen der Energie und deren Umwandlung ineinander.

    Hansen forscht zu molekularen Modellen, mit deren Hilfe er Vorhersagen von makroskopischen thermodynamischen Eigenschaften durchführt. Neben der quantitativen Vorhersage erlauben die Methoden der molekularen Simulationen auch eine molekulare Interpretation von physikalischen Vorgängen, die messtechnisch oft nicht sichtbar gemacht werden können. Das ITT ist an mehreren interdisziplinären Forschungsverbünden beteiligt, wie den Sonderforschungsbereichen „Grenzflächengetriebene Mehrfeldprozesse in porösen Medien – Strömung, Transport und Deformation“ und „Molekulare heterogene Katalyse in definierten, dirigierenden Geometrien“ sowie dem Exzellenzcluster SimTech.

  • Welche Rolle spielt KI im Unternehmertum?

    Welche Rolle spielt KI im Unternehmertum?

    Es diskutieren:

    • Vanessa Cann, Geschäftsführerin des KI Bundesverbands
    • Alexander Brem, Direktor des Instituts für Entrepreneurship und Innovationsforschung an der Universität Stuttgart
    • Anne Mareike Schlinkert, Co-Founder & COO der Katulu GmbH
    • Bart de Witte, Founder & CEO der Hippo AI Foundation

    Die Zuschauer:innen können ihre Fragen live via Chat in die Diskussion einbringen. Aljoscha Burchardt, Principal Researcher am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), übernimmt die Chatbetreuung.