3AI
Die dritte Welle der KI

Über 3AI

3AI – The Third Wave of Artificial Intelligence möchte die Dritte Welle der Künstlichen Intelligenz erforschen: KI-Systeme sollen menschenähnliche Kommunikations- und Denkfähigkeiten erwerben und neue Situationen erkennen, einordnen und sich selbstständig an sie anpassen können.

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Unser Forschungsansatz geht weit über das in den letzten Jahrzehnten erreichte Leistungsniveau der KI und Methoden Maschinellen Lernens hinaus: KI-Systeme sollen nicht mehr nur als Werkzeuge fungieren, die von Menschen programmierte Regeln ausführen oder Problemlösungen aus von Menschen kuratierten Datensätzen ableiten, sondern sollen als ,Kollegen’ agieren können. Dabei geht es nicht darum, menschliche Intelligenz zu ersetzen, sondern sie in einer immer komplexeren Welt zuverlässig und zum Nutzen der Gesellschaft zu erweitern.

Die von uns erforschten KI-Systeme sollen nicht nur lernen können, sondern sie sollen auch – neuartige – Fakten erfassen können und in der Lage sein, sie mit Formen abstrakten Denkens zu verknüpfen. Sie werden logische Schlussfolgerungen ziehen und kontextbezogene Entscheidungen treffen und daraus wieder lernen. Neben den algorithmischen Grundlagen werden insbesondere neue Methoden des Systemdesigns, neue Methoden des Software Engineerings und des Datenmanagements für KI hierfür eine Schlüsselrolle spielen. Langfristig soll das Paradigma der System-KI das Fundament für die Entwicklung der „dritten Welle der KI“ bilden ‒ Künstliche Intelligenzen, die partnerschaftlich mit Menschen kontextbezogen lernen, schlussfolgern, Wissen aufbauen und (inter-)agieren. Zur Erforschung der Grundlagen der Dritten Welle der KI arbeiten wir in einem Forschungsteam aus Informatik, Künstlicher Intelligenz, Cognitive Science und Lebenswissenschaften eng zusammen.

Um die große Herausforderung der Dritten Welle der KI zu meistern, müssen wir die KI von Grund auf neu denken und neue Grundlagen schaffen, die maschinelles Lernen, Optimierung und Schlussfolgern bzw. logisches Denken (Reasoning) nahtlos integrieren – von räumlichen und zeitlichen, über physikalische und domänenspezifische bis hin zu kognitiven Modellen –, da eine Komponente allein nicht ausreicht, um komplexe KI-Systeme mit menschenähnlichen Fähigkeiten zu entwickeln. Als Klammer und Leitmotiv für 3AI stellen wir uns ein Programmierparadigma für System-KI vor, das den Prozess der Entwicklung komplexer lernbasierter KI-Systeme effizient, sicher und leichter reproduzierbar macht.

3AI wird von Prof. Mira Mezini, Prof. Kristian Kersting, Prof. Jan Peters and Prof. Stefan Roth (TU Darmstadt) koordiniert.

3AI gliedert sich in 3 Missionen:

1. Systems

In der Mission Foundations of Systems AI Design führen wir unsere bisherigen Beiträge zu probabilistischem Programmieren und zum Lernen, zu selbstaktualisierenden Berechnungen, zur KI-gestützten Programmierung und zu tiefen Datenbanken zusammen, um die Software-Grundlagen der System-KI zu schaffen.


Systems AI Programming

Foundations of a common Systems AI software framework


Hybrid AI

Linking continuous & combinatorial AI to improve generalization & robustness of AI


AI4AI

Ensuring good performance, robustness and trustworthiness, esp. when built & used by non-AI experts


Mitglieder der Mission Foundations of Systems AI Design

2. Methods

Ziel der Mission Foundations of AI Methods ist es, schrittweise zu zeigen, wie anspruchsvolle KI/ML-Aufgaben in den Bereichen NLP, Robotik und Computer Vision mit Hilfe des Systems AI Paradigma gelöst werden können.


Learning from Noisy Data & Fewer Labels

Multimodal learning and learnable labeling & data transformations


Lifelong & Developmental AI

(Interactive) learning during tasks & grappling new situations, w/o forgetting lessons learnt


World-aware AI

Achieving consistency by informing systems about the governing mechanisms & constraints of a domain


Mitglieder der Mission Foundations of Systems Methods

3. Life Sciences

Die Mission Life Sciences Tasks greift das in beiden anderen Misisonen entwickelte Paradigma der System-KI als Herausforderung in einem der wichtigsten Anwendungsbereiche der KI auf.


AI for Medicine Beyond Imaging

Systems AI for medicine at a holistic level, i.e., in the light of complex medical knowledge


Improved Cancer Diagnosis

Better clinical decisions for solid cancer (prostate, bladder) based on virtual slides & metadata


Precision Medicine

Integration of structured clinical pathological findings, histological images, molecular data & known interactions between gene alterations and drugs


Mitglieder der Mission Life Sciences Tasks

Personen

Principal Investigators

Junior Research Group Leaders

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Science Management und Administration

Institutionen