User Group: Wissenschaftler:innen

  • Internationales Wissenschaftlerteam entwickelt einen Ansatz des Maschinellen Lernens, der bei der Festlegung von Maßnahmen zur Eindämmung von COVID-19 helfen könnte

    Internationales Wissenschaftlerteam entwickelt einen Ansatz des Maschinellen Lernens, der bei der Festlegung von Maßnahmen zur Eindämmung von COVID-19 helfen könnte

    In einer kürzlich veröffentlichten Arbeit stellen Forscher von zwei Max-Planck-Instituten, der ETH, der EPFL und der Zerobase Foundation ein neues mathematisches Modell vor, das Daten von Kontakt-Tracing-Anwendungen nutzt, um mögliche Vorhersagen über die Ausbreitung des Virus zu treffen

    Tübingen – Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme Tübingen, des Max-Planck-Instituts für Softwaresysteme Kaiserslautern, der Eidgenössisch Technischen Hochschule Zürich, der École Polytechnique Fédérale de Lausanne und der gemeinnützigen Zerobase Foundation haben ein neues Modell des Maschinellen Lernens entwickelt, mit dessen Hilfe Strategien zur Eindämmung von COVID-19 auf der Grundlage von Kontakt-Tracing-Daten entwickelt und bewertet werden könnten. Die Autoren Lars Lorch, William Trouleau, Stratis Tsirtsis, Aron Szanto, Bernhard Schölkopf und Manuel Gomez-Rodriguez stellten die Ergebnisse in ihrer Publikation „A Spatiotemporal Epidemic Model to Quantify the Effects of Contact Tracing, Testing, and Containment“ vor, das heute veröffentlicht wurde. Die Wissenschaftler diskutierten das Forschungsprojekt auf dem letzten virtuellen Workshop „ELLIS gegen COVID-19“.

    „Das von uns entwickelte Modell kann die Daten von allen derzeit verfügbaren Technologien zur automatisierten Verfolgung von Kontakten nutzen. Im Rahmen unseres Modells kann der Erfolg von einzelnen Methoden zur Eindämmung der Ausbreitung des Coronavirus für eine einzelne Stadt oder Gemeinde bewertet oder vorhergesagt werden, sei es Kontakt-Tracing, Social Distancing, oder Einschränkungen des öffentlichen Lebens“, sagt Manuel Gomez Rodriguez, Mitglied der Fakultät am Max-Planck-Institut für Softwaresysteme in Kaiserslautern.

    Das Team hat das neue Modell mittels einer Simulation anhand des Beispiels der Stadt Tübingen auf die Probe gestellt. Auf der Grundlage von COVID-19-Daten und von Bewegungsdaten für Tübingen, die zwischen dem 10. März und dem 12. April gesammelt wurden, sagte das Modell voraus, dass ohne die Einführung von Social Distancing, also dem Abstandhalten zwischen Personen, die Infektionen in der Stadt mit dem Coronavirus auf 29.000, also etwa ein Drittel der lokalen Bevölkerung, gestiegen wären. „Unter Berücksichtigung der eingeführten Beschränkungen, sagte das Modell in der Simulation die Zahl der tatsächlich aufgetretenen Infektionen fast genau voraus“, sagt Gomez-Rodriguez.

    „Was diese Forschung von anderen Ansätzen unterscheidet, ist, dass sie den Erfolg von Tracing-, Test- und Eindämmungsstrategien auf dem Detailgrad von einzelnen Personen bewerten und vorhersagen kann „, sagt Bernhard Schölkopf, Direktor am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Tübingen. „Da Entscheidungsträger auf der ganzen Welt Strategien über einen schrittweisen Übergang zur Normalität und die Wiederöffnung ihrer Volkswirtschaften diskutieren, könnte dieses Modell dazu beitragen, einen sicheren Weg nach vorne aufzuzeigen“.

    Die Forschungsarbeit zeigt zudem, dass Technologien zur Nachverfolgung von Kontakten wie Zerobase oder PEPP-PT erfolgreich dazu beitragen können, die Infektions-Kurve abzuflachen. Die Autoren der Arbeit kommen zu dem Schluss, dass ein anonymes System zur Ermittlung von Kontaktpersonen die Wirksamkeit herkömmlicher Methoden der öffentlichen Gesundheit deutlich verstärken kann und somit der weiteren Ausbreitung von COVID-19 bis hin zu einer vollständigen Eindämmung beitragen kann.

  • ELLIS against Covid-19

    ELLIS against Covid-19

    Agenda

    * Speakers and talk titles are subject to change

    * All times in Central European Summer Time (CEST)

    Time Session
    1:30pm 1:35pm

    Introduction

    • Sepp Hochreiter
    1:35pm – 2:20pm

    Epidemiology & modeling

    • Peter Grünwald (10 min): The BCG CORONA and BCG-CORONA-ELDERLY Clinical Trials.
    • Alessandro Betti, Marco Gori (10 min): Learning the Dynamic SIR Model: An Optimal Control Approach
    • Johannes Zierenberg (10 min): Inferring COVID-19 spreading rates and potential change points for case number forecasts
    • Questions & discussion (15 min)

    2:20pm – 3:05pm

    Data, privacy and ML challenges

    • Antti Honkela (10 min): Privacy-preserving contact statistics collection for COVID-19 epidemic management
    • Thomas M. Hermans and Andre Loesekrug-Pietri (5 min):  The JEDI Grand Challenge
    • Kostas Kavoussanakis (5 min): Rapid Assistance in Modelling the Pandemic (RAMP)
    • Rolf Apweiler (10 min):  The European COVID-19 Research Data Platform 
    • Questions & discussion (15 min)

    3:05pm – 3:30pm

    Images

    • Victoria Schpacovitch, Katharina Morik (10 min): Resource optimising real-time analysis of artifactious image sequences for the detection of nano-objects
    • Plamen Angelov (5 min): COVID-19 CT Scan Classification via Explainable Deep Learning
    • Questions & discussion (10 min)
    3:30pm – 3:35pm

    Concluding discussion

     

    Send questions and comments to the speakers here: https://forms.gle/pBohVJyVQBYNbNy36

    The event will be livestreamed. You can watch it on YouTube: https://youtu.be/3VsKaiJB4Mc

  • CoroNotes: Neue App unterstützt medizinische Studien zu COVID-19

    CoroNotes: Neue App unterstützt medizinische Studien zu COVID-19

    Wissenschaftler*innen des Tübinger Kompetenzzentrums für Machine Learning haben zusammen mit Mediziner*innen der Uniklinik Tübingen eine App entwickelt, die anhand von anonymen Gesundheitsdaten zu einem besseren Verständnis des neuartigen Coronavirus beiträgt.

    Wissenschaftler*innen des Tübingen AI Center, einer gemeinsamen Einrichtung der Universität Tübingen und des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme, haben zusammen mit Mediziner*innen der Universitätsklinik Tübingen CoroNotes entwickelt, eine App, die dringend benötigte Daten zu COVID-19 schnell und effizient erhebt. Ziel des Projekts ist es, medizinische und wissenschaftliche Studien zum neuartigen Coronavirus zu unterstützen und damit wichtige Einblicke in die Ausbreitung und Verläufe der durch das Virus hervorgerufenen Krankheit COVID-19 zu gewinnen. Die kostenlose App ist ab sofort im GooglePlay verfügbar. Eine Veröffentlichung im Apple App-Store erfolgt in Kürze.

    „Mit CoroNotes haben wir eine Plattform geschaffen, die Nutzern die Möglichkeit bietet, jeden Tag an der Erforschung des Virus teilzuhaben. Sie bleiben dabei völlig anonym. Täglich beantworten die App-User ein paar Fragen zu ihrem Gesundheitszustand und zu eventuellen Symptomen. Aus diesen Daten können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dann Rückschlüsse auf Krankheitsverläufe ziehen, die im Zusammenhang mit COVID-19 stehen könnten. So können alle User einen Beitrag zur wissenschaftlichen Erforschung dieses Virus leisten,“ sagte Bernhard Schölkopf, Direktor am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme und Co-Direktor des Tübinger AI Center. „Wir hoffen, mithilfe der erfassten Daten zur Beantwortung wichtiger Fragestellungen beitragen zu können – beispielsweise, welche Behandlungen am wirksamsten sind, wie möglichst zuverlässige Diagnosen gestellt werden können, oder auch wie die Immunität gegen das Virus nachgewiesen werden kann.“

    Anhand eines einfachen Fragebogens, den die Nutzer*innen der App täglich in weniger als einer Minute auf ihrem Smartphone oder Tablet ausfüllen, werden wichtige Informationen über die COVID-19 Pandemie gewonnen. Zum Beispiel, ob ich mich heute wohl fühle oder aber Kopf- und Gliederschmerzen habe, eventuell sogar Fieber. Jeder Tag zählt, auch wenn ich mich gesund fühle. Die Forscher*innen hoffen, mit den Daten bessere Frühindikatoren für schwere Krankheitsverläufe identifizieren zu können, oder geeignete Personen für medizinische Studien ansprechen zu können, die einen besonders großen Erkenntnisgewinn für den Umgang mit COVID-19 versprechen. Auch sollen die Daten helfen, Epizentren der Pandemie früher ausfindig zu machen.

    Die Plattform soll in Zukunft auch anderen Forscher*innen und Mediziner*innen zur Verfügung stehen, um in Studien Hypothesen zum Beispiel zum Einfluss bestimmter Medikamente oder den Zusammenhang mit bestimmten Vorerkrankungen zu überprüfen. Dafür können bei Bedarf zusätzliche Informationen abgefragt und mit der bisher erfassten Gesundheitshistorie zusammengeführt werden. Dieses Zusammenspiel erlaubt es, bestimmte Fragestellungen innerhalb sehr kurzer Zeit beantworten zu können.

    „Die COVID-19-Pandemie entwickelt sich sehr dynamisch. Damit die Wissenschaft möglichst schnell Lösungen entwickeln kann, ist die Verfügbarkeit von Daten entscheidend,“ sagt Matthias Bethge, Professor für Computational Neuroscience und Machine Learning der Universität Tübingen und Co-Direktor des Tübingen AI Center. Sein Spezialgebiet ist es, aus vielen Daten Muster und Zusammenhänge zu erkennen. „Es zählen also die Beiträge jedes Einzelnen. Daher hoffen wir, dass viele Menschen CoroNotes herunterladen und nutzen,“ so Bethge.

    Er betont: „Besonders wichtig ist uns dabei, dass die Nutzer der App keine unnötigen Daten preisgeben, die sie nicht preisgeben möchten.“ CoroNotes wird den strengen Anforderungen der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) gerecht. Zum einen erhebt CoroNotes nur Daten von Nutzern, die sich aktiv zum Teilen gewisser Daten entscheiden – Daten werden nicht automatisch erfasst. CoroNotes ist keine Tracking- oder Tracing-App, und erfasst keine Bewegungsprofile oder Kontakte mit anderen Personen. Darüber hinaus bekommen Nutzer bei der Anmeldung ein zufällig ausgewähltes Pseudonym und müssen weder Telefonnummer noch Emailadresse angeben. Damit bleiben sie anonym und die App erhebt ausschließlich die selbst angegebenen Gesundheitsdaten. Nutzer*innen können jederzeit ihre eigenen Daten herunterladen oder nachträglich löschen.

    Die Wissenschaftler*innen teilen diese anonymisierten Daten mit in Europa ansässigen öffentlichen Gesundheitsorganisationen, akademischen Forschungseinrichtungen oder gemeinnützigen Organisationen – wieder unter den strengen Datenschutzrichtlinien der DSGVO. Die Daten dürfen dabei ausschließlich für Forschungs- und Analyseprojekte mit direktem Bezug zu COVID-19 verwendet werden.

    Weitere Informationen zu CoroNotes finden Sie unter: https://coronotes.de

    Die Antworten auf häufig gestellte Fragen finden Sie hier: https://coronotes.de/de/faq.html

    Die Forscher des Tübinger AI Centers engagieren sich auch im Rahmen des europäischen Exzellenz-Netzwerks ELLIS (European Laboratory for Learning and Intelligent Systems) für die Bekämpfung von COVID-19: https://ellis.eu/covid-19

  • ELLIS against Covid-19

    ELLIS against Covid-19

    Agenda

    * Speakers and talk titles are subject to change

    * All times in Central European Summer Time (CEST)

    Time Session
    1:30pm 1:40pm

    Introduction

    • Max Welling
    1:40pm – 2:40pm

    Diagnostics: molecular and imaging

    • Fabian Theis (15 min): "Leveraging single-cell transcriptomics to understand the molecular basis for SARS-CoV-2 distribution in the population"
    • Victor Greiff (15 min): "Methods for mining the adaptive immune repertoire for SARS-CoV-2 diagnostics and therapeutics"
    • Clarisa Sanchez (15 min): "CT analysis using machine learning to address COVID-19"
    • Questions & Discussion (15 min)
    2:40pm – 3:20pm

    Modeling and tracing

    • Bernhard Schölkopf (15 min): "COVID-19 machine learning projects at Max Planck Institute"
    • Luca Feretti (15 min): "Quantifying SARS-CoV-2 transmission suggests epidemic control with digital contact tracing"
    • Questions & Discussion (10 min)
    3:20pm – 3:50pm

    Data & platforms

    • Mads Nielsen (5 min): "Overview of Danish ICU risk assessment study"
    • Russ Taylor (5 min): "Telerobotics for Intensive Care Unit"
    • Cecilia Mascolo (5 min): "Mobile Health Diagnostics through Audio Signals: a COVID-19 case study"
    • Questions & Discussion (15 min)
    3:50pm – 4:00pm

    Concluding discussions

    • General Discussion and Wrap-Ups (10 min)
    • End of meeting

     

    Send questions and comments to the speakers here: https://forms.gle/u1YngqpimVPuwYZT6

  • ELLIS against Covid-19

    ELLIS against Covid-19

    Agenda

    * Speakers and talk titles are subject to change

    * All times in Central European Summer Time (CEST)

    Time Session
    1:30pm 1:45pm

    Introduction

    1:45pm – 2:30pm

    Outbreak prediction / tracking & epidemiological modelling

    • Nuria Oliver (15 min): "Data Science to fight against COVID-19" (link to recording)
    • Richard Neher (15 min): "Tracking SARS-Cov-2 using viral genomes and projecting its spread" (link to recording)
    • Questions & Discussion
    2:30pm – 2:55pm

    Viral & host genome sequencing

    • Chris Mason (15 min): "A Rapid, International COVID-19 and Microbial Monitoring Network" (link to recording)
    • Questions & Discussion
    2:55pm – 3:40pm

    Drug development

    • Guenter Klambauer (15 min): "Screening for SARS-CoV inhibitors" (link to recording)
    • Yoshua Bengio (15 min): "COVID-19 research at MILA" (link to recording)
    • Questions & Discussion
    3:40pm – 4:05pm

    Healthcare management

    • Mihaela van der Schaar (15 min): "Using machine learning and PHE data to help hospitals cope with COVID-19" (link to recording)
    • Questions & Discussion
    4:05pm – 4:30pm

    Data, resource, open challenges & community platforms

    • Fred Hamprecht (5 min): "COVID: volunteering for machine learners" (link to recording)
    • Devvret Rishi (5 min): "Understanding COVID-19 with the help of a million data scientists" (link to recording)
    • Questions
    4:30pm – 5:00pm

    Concluding discussions

  • Maria Wirzberger appointed Tenure-Track Assistant Professor at University of Stuttgart

    Maria Wirzberger appointed Tenure-Track Assistant Professor at University of Stuttgart

    Maria Wirzberger, a former postdoctoral researcher in the Cyber Valley Rationality Enhancement Research Group at the Max Planck Institute for Intelligent Systems in Tübingen, has just taken on a new position as Tenure Track Assistant Professor with a focus on teaching and learning with intelligent systems at the University of Stuttgart.

    In her research, Wirzberger leverages her interdisciplinary background and connects educational theory, psychological methodology, and computational algorithms to develop intelligent educational technologies. In particular, she inspects underlying cognitive processes, relevant context factors, and potentially influencing individual differences. Her portfolio ranges from behavioral laboratory, online, and field experiments with advanced procedures for statistical data analysis to computer-based cognitive modeling with directions to model-based cognitive neuroscience and methods in machine learning and AI.

    In January 2019, Wirzberger completed her Ph.D. in Psychology with the outstanding grade of summa cum laude. Her project was affiliated with the interdisciplinary "CrossWorlds" Research Training Group at the TU Chemnitz and shed light on cognitive processes and mechanisms related to cognitive load in instructional scenarios. Previously, she completed the master's program in Human Factors at the TU Berlin in 2014 and received a B.Sc. in Psychology from the University of Hagen in 2012. In addition, Maria completed a diploma in Inclusive Education at the Protestant University of Applied Sciences in Bochum in 2006.

    Wirzberger joined the Rationality Enhancement Group in November 2018 to lead the ACTrain project, which focuses on the development of an AI-based computer application that trains attention control skills in everyday life. She also worked on reflective learning with an intelligent cognitive tutor. We are pleased to be continuing both projects in collaboration with her new department in Stuttgart.

  • Neue Stiftungsprofessur „Entrepreneurship in Technologie und Digitalisierung“

    Neue Stiftungsprofessur „Entrepreneurship in Technologie und Digitalisierung“

    Prof. Alexander Brem hat die neue Stiftungsprofessur der Universität Stuttgart „Entrepreneurship in Technologie und Digitalisierung“ angetreten. Der erfolgreiche Unternehmensgründer Brem war zuvor Professor für Technologiemanagement an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und zählt zu den forschungsstärksten Betriebswirten im deutschsprachigen Raum.

    „Mit Alexander Brem haben wir einen ausgewiesenen Experten für Entrepreneurship in Forschung und Lehre an unserer Universität gewinnen können“, sagte Prof. Wolfram Ressel, Rektor der Universität Stuttgart. „Wir freuen uns auf seine aktive Mitgestaltung in strategischen Zukunftsprojekten der Universität Stuttgart und des Landes Baden-Württemberg wie dem Cyber Valley Baden-Württemberg und dem Forschungscampus ARENA2036 sowie mit der dort angesiedelten Startup-Innovationsplattform STARTUP AUTOBAHN. Die Professur wird zudem in fakultätsübergreifender Zusammenarbeit und enger Verknüpfung von Theorie und Praxis einen wesentlichen Beitrag für das geplante, regional verankerte und international ausgerichtete, Entrepreneurship Center der Universität Stuttgart leisten.“

    „Die Universität Stuttgart mit ihrer strategischen Vernetzung in Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft in einer der bedeutendsten Hightech-Regionen Europas bietet herausragende Möglichkeiten, den Bereich Entrepreneurship in Forschung, Lehre und Transfer vital auszugestalten. Ich freue mich sehr darüber, bei diesen vielfältigen und zukunftweisenden Kooperationsmöglichkeiten an so prominenter Stelle mitwirken und den Stuttgarter Weg der konsequenten Interdisziplinarität mit ausgestalten zu können“, betonte der Diplom-Kaufmann Brem zu seinem Dienstantritt an der Universität Stuttgart. Hierzu wird er mit seinem Forschungsschwerpunkt technologiebasierter Innovationen und Entrepreneurship beitragen, wobei die Aspekte des digitalen Wandels besondere Berücksichtigung finden sollen.

    Die Stiftungsprofessur ist in der Fakultät 10 Wirtschafts- und Sozialwissenschaften der Universität Stuttgart mit einem neuen Institut angesiedelt und wird vom Daimler-Fonds im Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft unterstützt.

    Über Prof. Alexander Brem

    Nach dem Studium der Betriebswirtschaftslehre mit dem Schwerpunkt Unternehmensgründung und Entrepreneurship arbeitete Alexander Brem als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Industrielles Management an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Parallel dazu gründete er zusammen mit drei Kommilitonen die mit einem Gründerpreis ausgezeichnete VEND consulting GmbH. Nach Abschluss seiner Promotion im Herbst 2007 war Brem als Geschäftsführer und Berater tätig und betreute unter anderem die Ausgründung der Agrolytix GmbH. Mit diesem Unternehmen war Professor Brem für den Hochschulgründerpreis nominiert und gewann den deutschlandweiten Science4Life Gründungswettbewerb sowie den Businessplanwettbewerb Nordbayern. Darüber hinaus ist Professor Brem Gründungsmitglied und stellvertretender Vorstandsvorsitzender von „quer.kraft – der Innovationsverein e.V.“.

    Von 2011 bis 2014 war er Inhaber der Juniorprofessur für Ideen- und Innovationsmanagement an der FAU, anschließend leitete er knapp drei Jahre als Professor für Technologie- und Innovationsmanagement an der Syddansk Universitet (SDU) u.a. die interdisziplinäre Sektion „Innovation and Design Engineering“. Von Dezember 2016 bis Dezember 2019 war er Inhaber des Lehrstuhls für Technologiemanagement am Nuremberg Campus of Technology an der FAU. 2017 wurde er zum Honorarprofessor an der SDU ernannt, 2018 zum IEEE Senior Member.

    Vier Cyber Valley-Wissenschaftler an der Universität Stuttgart

    Mit Prof. Alexander Brem sind nunmehr vier Cyber Valley-Wissenschaftler an der Universität Stuttgart tätig: Am Institut für Visualisierung und Interaktive Systeme beschäftigt sich Jun. Prof. Michael Sedlmair mit den Themen Augmented und Virtual Reality. Dr. Tian Qiu leitet die Cyber Valley Forschungsgruppe „Biomedical Microsystems” am Institut für physikalische Chemie (IPC). Prof. Steffen Staab trat im Februar 2020 die Professur „Data Analytics“ an und wird die Gründung eines Instituts für Künstliche Intelligenz vorantreiben. Sein Forschungsschwerpunkt liegt im Bereich semantischer Technologien.

  • Vortrag: Die Dynamik des Laufens – von Tieren und Robotern mit Beinen

    Vortrag: Die Dynamik des Laufens – von Tieren und Robotern mit Beinen

    Warum tun einem nach zwei Stunden im Museum die Beine mehr weh als nach zwei Stunden Wandern? Warum wirkt der 50km Gehen Wettbewerb bei den Olympischen Spielen so seltsam? Warum ist es bei niedrigen Geschwindigkeiten besser zu gehen und bei hohen zu rennen und warum galoppieren wir nicht wie Pferde?


    Auf solch grundsätzliche Fragen an der Schnittstelle von Biologie, Mechanik und Robotik stößt man unweigerlich, wenn man Robotern beibringen möchte auf den eigenen Beinen zu stehen. Dabei realisiert man auch, wie schwierig Laufen ist und wie wenig wir eigentlich darüber wissen – und das, obwohl fast jeder von uns selbst problemlos Laufen kann.

    Der Professor der Universität Stuttgart David Remy hält hierzu einen Vortrag.

    Kursnr.: 201-00511

    Beginn: Di., 21.04.2020, 19:00 – 20:30 Uhr

    Dauer: 1

    Kursort: TREFFPUNKT Rotebühlplatz, Rotebühlpl. 28, 70173 Stuttgart

    Gebühr: Eintritt frei

  • Bernhard Schölkopf receives Frontiers of Knowledge Award

    Bernhard Schölkopf receives Frontiers of Knowledge Award

    The BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award in the Information and Communications Technology category has gone in this twelfth edition to Bernhard Schölkopf as well as to Isabelle Guyon and Vladimir Vapnik for their “fundamental contributions to machine learning,” in the words of the committee. The methods they developed in artificial intelligence are “transforming the everyday world, improving fields as diverse as medical diagnosis, computer vision, natural language processing and the monitoring of climate change.”


    “Vapnik, Guyon and Schölkopf,” the citation continues, “have collectively performed ground-breaking research that transcends traditional boundaries in computer science, and deservedly rank among the world’s leading innovators.”


    The awardees have developed methods that endow machines with the essential human skill of recognizing patterns in large volumes of data, enabling them to be sorted into categories. The goal is for the machine to learn through being presented with numerous examples.
    Vapnik and Guyon came up with the mathematical tools known as support vector machines (SVM), while Schölkopf extended their range and power through the use of kernel methods, which allow for the input of much more specific categories, thereby multiplying applications. These models are described by the committee as representing “a major machine learning paradigm in both research and applications.”


    Thanks to SVM and kernel methods, intelligent machines can now be trained to classify data sets with human precision, or at times even better, enabling them to recognize everything from voices, handwriting or faces to cancer cells or the fraudulent use of credit cards.
    SVMs are now being used in genomics, cancer research, neurology, diagnostic imaging, and even in HIV drug cocktail optimization, as well as finding diverse applications in climate research, geophysics and astrophysics.


    Schölkopf, Director at the Max Planck Institute for Intelligent Systems in Tübingen (Germany), has recently been employing these methods to analyze data from the NASA satellite Kepler 2. This has helped with the discovery of 21 extrasolar planets, including one with an atmosphere in which signs of water vapor have been detected for the first time.


    In the words of one of the nominators, Martin Stratmann, President of the Max Planck Society, machine learning is a core discipline of modern artificial intelligence, consisting of “the study of how to extract patterns or regularities from empirical data.” And Vapnik, Guyon and Schölkopf, he adds in his letter, are “the three scientists who have jointly shaped the field.”

    Machines that learn from examples

    The three laureates coincided at America’s Bell Laboratories in the early 1990s. Yet their backgrounds had little in common. Vapnik, born in 1936 in the former USSR, had worked until 1990 at the Institute of Control Sciences in Moscow, where he and his then pupil Alexey Chervonenkis – who died in 2014 – laid the mathematical foundations for automated pattern recognition methods. Vapnik is now widely recognized, the committee remarks, as “a living legend in machine learning.”


    Isabelle Guyon (Paris, France, 1961) was a postdoctoral researcher when she met Vapnik in 1991. Together they two would create the first proven method enabling optimal classification of data, the support vector machine. In 1994 they were joined in their efforts by one of Vapnik’s doctoral students, Bernhard Schölkopf, who expanded the application range of SVMs.


    For Vapnik, speaking on the phone after hearing of the award, “the main problem in artificial intelligence is how to get the machine to recognize things, how to distinguish, for instance, between men and women or between different medical diagnoses. You cannot give the machine the rule, the machine has to learn the rule. The support vector machine was developed precisely to fulfil this condition. The aim of all these methods of machine learning is simply so the machine can learn from examples.”


    “Machine learning technology is the foundation of almost everything in AI-related business, and will become more and more important in future,” affirms Vapnik, who confesses that he too has been greatly surprised at how much the field has expanded in the past few decades.
    The awardee also recalled the initial problem that gave rise to the machine learning field “over fifty years ago,” when he was asked “to solve a small, practical problem that consisted of distinguishing between oil and water, so as to achieve greater precision during prospections based on geological observations.”


    In search of cause-effect


    Although their paths have diverged, the three laureates have continued to collaborate. Specifically, Guyon and Schölkopf are working on what is seen as one of the key problems in the area: how to identify not just statistical correlations in a forest of data but also relations of causality. Advances in this terrain could tell us, for example, whether a genetic mutation is the cause or consequence of a cancerous process.


    The committee says in this respect that “Schölkopf and Guyon have independently and cooperatively advanced the science of causal discovery, uncovering cause-and-effect relationships in observed data, a problem considered by many to be unsolvable.”


    In conversation yesterday, Schölkopf explained how his work on causality aided in the discovery of exoplanets: “We had a causal model to distinguish between the signals coming from the star and planet, and the noise produced by the space telescope itself. With this model we managed to filter out the ‘noise’ and determine which signals really originated in outer space.”


    A fan of astronomy since childhood, Schölkopf cannot hide his satisfaction at the fact that one of the 21 exoplanets discovered with his aid lies in the habitable zone, and has been found to have water vapor in its atmosphere.


    Guyon, meantime, has founded not-for-profit educational initiatives, developed crowd-sourced research and worked on the application of AI techniques to address problems in electricity transmission.


    The future of AI


    Both Vapnik and Schölkopf are convinced that the AI-led transformation of society is only just starting, and that many of the tasks now performed by humans will be taken over by machines. But this is not to say that machines will actually surpass us in intelligence.
    “The machine can already do better than humans at recognizing things, for example, in cases of medical diagnosis or facial recognition,” says Vapnik. “But for me that doesn’t mean that the machine is intelligent. Intelligence is a whole lot more, and we are only just beginning to understand what it is.”


    Schölkopf agrees that “we are extremely far away from a machine being more intelligent than a human being.” It is true, he adds, that “in very specific applications, like playing chess or Go, or perhaps in optical recognition scenarios like the diagnosis of skin cancer, machines can do better than humans.” Like Vapnik, however, Schölkopf does not believe that pattern recognition “should really be defined as intelligence,” since what we are talking about is “performance in one very restricted task.”


    “What is interesting about our intelligence,” Schölkopf continues, “is that we can play Go then get up from the table and make dinner, which a machine cannot do.” By this general standard of intelligence, the German scientist insists that “machines are still much more stupid than humans.” That said, advances in machine learning are compelling enough, he believes, to cause “legitimate concern that the technology may in future take some kinds of jobs away,” and this is something “we should begin to think about as a society.”


    Laureate bio note
    Bernhard Schölkopf (Stuttgart, Germany, 1968) studied physics, mathematics and philosophy at the Universities of London and Tübingen (1988-1994), before going on to earn a Ph.D. in Computer Science at TU Berlin in 1997. After spells as a researcher and group leader at the National Research Center for Computer Science (Berlin), Microsoft Research (Cambridge) and Biowulf Technologies (New York), in 2001 he was appointed a Director at the Max Planck Institute for Biological Cybernetics in Tübingen. He remained there until 2010, and the following year took up the post of Director at the Max Planck Institute for Intelligent Systems, where he heads the Department of Empirical Inference.


    Author of more than 460 publications, he is also an Affiliated Professor at ETH Zurich and an Amazon Distinguished Scholar. He is one of three Editors-in-Chief of the Journal of Machine Learning Research and a Series Editor of Information Science and Statistics, as well as serving on the boards of the Neural Information Processing Systems Foundation and of the International Machine Learning Society.

    About the BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Awards

    The BBVA Foundation centers its activity on the promotion of world-class scientific research and cultural creation, and the encouragement of talent.


    The BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Awards, established in 2008, recognize and reward contributions of singular impact in diverse fields of science, technology, social sciences and the humanities that have demonstrably expanded the frontiers of the known world, opening up new paradigms and knowledge fields. Their eight categories are reflective of the knowledge map of the 21st century, encompassing basic research in Physics, Chemistry and Mathematics, Biology and Biomedicine, Information and Communication Technologies, Humanities and Social Sciences, Economics, Finance and Management, Ecology and Conservation Biology, Climate Change, and, within the arts, the supremely creative realm of music.


    The BBVA Foundation is aided in the evaluation process by the Spanish National Research Council (CSIC), the country’s premier public research organization. The Foundation and CSIC jointly appoint the evaluation support panels charged with undertaking an initial assessment of the candidates proposed by numerous institutions across the world and drawing up a reasoned shortlist for the consideration of the award committees. CSIC is also responsible for designating the chair of each committee, formed by eminent authorities in the subject area.

  • ABGESAGT! Hier bin ich Maschine, hier darf ich sein

    ABGESAGT! Hier bin ich Maschine, hier darf ich sein

    Daran gibt es keinen Zweifel: Intelligente Systeme werden uns immer mehr Entscheidungen abnehmen und un sere Kommunikation noch weiter verändern.  Doch wo liegen ihre Grenzen? Was müssen Unternehmer, Mitarbeiter und Kunden heute wissen, damit sie verantwortungsbewusst mit KI umgehen?

    Das ist unser Thema. Die Referenten kommen von Europas größtem Zukunftsinstitut 2bAhead und zählen zu den besten internationalen Experten auf dem Gebiet: Dan Jeffries, einer der versiertesten KI-Experten aus dem Silicon Valley, leitet das Programm „Practical AI-Ethics“ des Leipziger ThinkTanks und Jan Berger, CEO von 2bAhead. Durch jahrelange Forschungs- und Beratungstätigkeit erwarb er ein tiefes Verständnis der Finanz-, Mobilitäts-, Energie-, IT- und Nahrungsmittelwirtschaft und ist ein gefragter Sparringspartner für vielfältige Technologiethemen und eine werteorientierte Zukunftsstrategie.

    Tübingen wird zum größten KI-Standort Deutschlands und hat eine lange Tradition der Ethik. Der beste Ort, um mit Experten des größten Zukunftsinstituts Europas 2bAhead von Gabor Sven Janzsky, der Initiative „Responsible Communication“
    und dem Max-Planck-Institut im Cyber Valley ins Gespräch zu kommen.

    Sie erwartet ein inspirierender Abend, der mit der audiovisuellen Performance „Homo ex Data“ eine künstlerische Note erhält.