Exzellenzcluster 2064 "Maschinelles Lernen: Neue Perspektiven für die Wissenschaft"

01.01.2019 bis 31.12.2025

“Intelligente Technologien“ verändern die Welt. Sie dringen in unterschiedlichste Bereiche von Technik, Industrie und Wirtschaft vor und haben das Potential, unsere Gesellschaft umzugestalten. Die Grundlage dafür bilden kürzlich erzielte Durchbrüche im Bereich des maschinellen Lernens, die es Algorithmen erlauben, immer komplexere Aufgaben zu erfüllen, die bisher dem Menschen vorbehalten waren. Diese neuen Entwicklungen können auch die Wissenschaft fundamental verändern. Dort wurden schon in der Vergangenheit Methoden des maschinellen Lernens eingesetzt, um isolierte Vorhersageprobleme zu lösen. Für die Zukunft eröffnen sich faszinierende Perspektiven: Methoden der automatischen Inferenz werden zunehmend genutzt werden, um sehr viel direkter in den wissenschaftlichen Erkenntnisprozess einzugreifen und grundlegende Prinzipien aus Daten abzuleiten. Ziel unseres Exzellenzclusters ist es, das volle Potential des maschinellen Lernens für die Wissenschaft zu erschließen und zu verstehen, welche Veränderungen dies für die wissenschaftliche Herangehensweise mit sich bringen wird. Wir konzentrieren uns dabei auf folgende Kernthemen:
A Verstehen jenseits einfacher Vorhersagen: Um maschinelles Lernen besser in den wissenschaftlichen Erkenntnisprozess zu integrieren, arbeiten wir an Algorithmen, die komplexe Strukturen und kausale Zusammenhänge in Daten erkennen.
B Umgang mit Unsicherheiten: Wir erforschen Methoden, um Unsicherheiten in datengetriebenen wissenschaftlichen Modellen und Algorithmen quantifizieren und weiterverarbeiten zu können.
C Schnittstelle zwischen Algorithmen und Wissenschaftlern: Wir entwickeln Techniken, die es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus verschiedenen Disziplinen ermöglichen, die einzelnen Schritte des maschinellen Lernens besser zu verstehen und sie interpretierbar und kontrollierbar zu machen.
D Wissenschaftstheorie und Ethik des maschinellen Lernens in der Wissenschaft: Wenn Algorithmen eine zentrale Rolle im wissenschaftlichen Erkenntnisprozess einnehmen, wird dies auch Auswirkungen auf etablierte wissenschaftliche Herangehensweisen in zahlreichen Disziplinen haben. Dies wirft wichtige Fragen in der Wissenschaftsphilosophie und Ethik auf, die wir untersuchen werden.