Fachbereich Informatik (Wilhelm-Schickard-Institut)

Forschung am Fachbereich Informatik

Die Forschung des Fachbereichs für Informatik gliedert sich in fünf Gebiete: Bio- und Medizininformatik, Vision und Kognition, Software und Systeme, Maschinelles Lernen und Theorie. Ein besonderer Schwerpunkt, der alle Gebiete verbindet, ist die Suche nach intelligenten Lösungen, u.a. basierend auf Techniken des maschinellen Lernens. Als einziger technischer Fachbereich an der Universität Tübingen entwickeln wir zukunftsträchtige Schlüsseltechnologien in vielen interdisziplinären Wissenschaftsbereichen wie z.B. der Genomanalyse oder der neuronalen Verarbeitung.

Die Informatik ist eingebettet in eine in Deutschland einzigartige Forschungslandschaft: Neben der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät verfolgt die Informatik eine Vielzahl an gemeinsamen Forschungsprojekten mit den drei Tübinger Max-Planck-Instituten für Intelligente Systeme, Biologische Kybernetik und Entwicklungsbiologie, die herausragende, international sichtbare Spitzenforschung leisten. Enge Verbindungen bestehen darüber hinaus zum Werner-Reichardt-Zentrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN), dem Bernstein Center for Computational Neuroscience (BCCN) Tübingen, dem Hertie-Institut für klinische Hirnforschung sowie dem Leibniz-Institut für Wissensmedien.

Der Fachbereich Informatik ist zusammen mit dem MPI für Intelligente System der treibende Forschungspartner auf Tübinger Seite im Cyber Valley, das die lokalen Kompetenzen in Industrie und Forschung zu intelligenten und selbst-lernenden Systemen in der Region Reutlingen, Stuttgart, Tübingen bündelt und international sichtbar weiter entwickeln wird.

Die Forschung in der Bioinformatik und der Medizininformatik beschäftigt sich mit der Entwicklung von Modellen, Algorithmen und Softwarewerkzeugen zur Beantwortung von Fragen in den Lebenswissenschaften. Die Tübinger Forschung in diesem Bereich berührt eine Vielzahl von Fragestellungen, zum Beispiel aus der Phylogenie, der Evolution von Proteinstrukturen, der Strukturbioinformatik, dem computergestützten Wirkstoffentwurf, der Immunoinformatik, der Genomik, der Mikrobiomanalyse und der Genexpressionsanalyse. Viele dieser Fragestellungen sind dabei sehr grundsätzlich, haben aber oft auch direkte Anwendungen auf medizinische Fragestellungen, wie der Entwicklung von personalisierten Krebsimpfstoffen oder der Wechselwirkung zwischen Mikroben und Wirt bei einer Infektion.

Forscher der Bio- und Medizininformatik in Tübingen tragen zu einer ganzen Reihe von interdisziplinären Zentren bei:

Forschungsprojekte

Arbeitsgruppen

Kooperationspartner

Intelligente Systeme verändern die Welt, sei es in der Industrie, in der Gesellschaft oder in der Wissenschaft. Moderne Algorithmen ermöglichen es Computern, Autos autonom fahren zu lassen, sie werden verwendet, um personalisierte medizinische Behandlungen zu entwerfen, die an individuelle Patienten angepasst sind, oder sie können lernen, anspruchsvolle Strategiespiele wie GO zu spielen. Im Zentrum dieser Revolution stehen Methoden und jüngste Durchbrüche im Bereich des maschinellen Lernens.

Das maschinelle Lernen ist ein Teilgebiet der Informatik, welches Algorithmen entwickelt, um strukturelle Informationen aus Daten zu extrahieren. Nur direkt auf Daten trainiert anstatt explizit von menschlichen Programmierern kodiert zu werden können Computer lernen, Objekte auf Bildern zu erkennen, gesprochene Sprache in eine andere Sprache zu übersetzen oder verschiedene Subtypen von Krebs zu klassifizieren.

In unserem Fachbereich liegt unser Fokus darauf, die Grundprinzipien des maschinellen Lernens zu verstehen:

Welche Voraussetzungen sind notwendig, damit das Lernen stattfinden kann, welche Leitsätze gibt es? Welche Garantien können wir für die erzielten Ergebnisse von Algorithmen des maschinellen Lernens geben? Wie können wir die Unsicherheit in unseren Vorhersagen quantifizieren?

Wir arbeiten auch an konkreten Anwendungen des maschinellen Lernens, zum Beispiel in der Computer Vision und Robotik oder in der Medizin und Biologie. Auf einer höheren Ebene arbeiten wir daran, dass das maschinelle Lernen eine zentralere Rolle im Prozess der wissenschaftlichen Entdeckungen in einem breiten Spektrum wissenschaftlicher Disziplinen einnehmen kann.

Forschungsgruppen in unserem Fachbereich:

Assoziierte Professoren:

Wir arbeiten zudem eng mit anderen Forschern und Instituten in Tübingen zusammen:

Gemeinsam mit unseren Partnern sind wir in einer Reihe von Initiativen aktiv:

Die Lehrstühle im Bereich „Software & Systems Engineering“ befassen sich mit den Kernbereichen der praktischen und technischen Informatik von den theoretischen Grundlagen bis zu praktischen Anwendungen. In der praktischen Informatik stehen die effiziente Konstruktion großer Softwaresysteme, die Analyse und Transformation strukturierter Daten, Algorithmen für das automatische Beweisen und Optimieren sowie Lösungen für komplexe Web-basierte verteilte Systeme im Fokus der aktuellen Forschung. In der technischen Informatik stellen der Entwurf, die Analyse und die Optimierung von eingebetteten Systemen, Kommunikationsnetzen und Rechnerarchitekturen sowie technische Anwendungen maschineller Lernverfahren den Schwerpunkt der aktuellen Forschung.

Themen

Praktische Informatik

Technische Informatik

Forschungsprojekte

Arbeitsgruppen

Kooperationspartner

Die theoretische Informatik erforscht die Grundlagen unseres Fachgebiets. Einerseits stellt sie grundsätzliche Fragen wie zum Beispiel: Welche Funktionen kann ein Computer prinzipiell berechnen, welche nicht? Zu welchen Fragestellungen gibt es effiziente Algorithmen? Können wir beweisen, dass manche Algorithmen besser sind als andere, und in welchem Sinne? Können Computer bestimmte Aufgaben “von selber lernen”, und wenn ja, welche und wie? Andererseits entwickelt die theoretische Informatik Formalisierungen, die in anderen Bereichen der Informatik verwendet werden, um komplexe Systeme zu beschreiben und zu analysieren.

 

Themen

 

Arbeitsgruppen


Ein Alleinstellungsmerkmal des Fachbereichs Informatik ist die Konzentration an Expertise in der visuellen Wahrnehmung, der multisensorischen und sensomotorischen Verarbeitung und der Interaktion dieser Prozesse mit abstrakteren, kognitiven Mechanismen und Enkodierungen. Neben den technischen Gebieten der Bildverarbeitung, Robotik, intelligente Softwareagenten, und Computergrafik sind gleichzeitig die Psychophysik und die Kognitionswissenschaft im Kollegium Vertreten. Damit wird die gesamte Bandbreite einer menschzentrierten Forschung ermöglicht, die nicht nur den algorithmisch und technologischen Fortschritt im Auge hat, sondern auch die Möglichkeiten der menschlichen Wahrnehmung analysiert und mit berücksichtigt.

 

Themen

 

Forschungsprojekte

 

Arbeitsgruppen

 

Kooperationspartner