Zum Hauptinhalt springen

Mehr Transparenz für künstliche Intelligenz

Comic zur Funktionsweise des AIMe-Standards. Bildnachweis: Nina Wenke
Comic zur Funktionsweise des AIMe-Standards. Bildnachweis: Nina Wenke

Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligten der Technischen
Universität Braunschweig hat ein standardisiertes Register für die Arbeit
mit künstlicher Intelligenz (KI) in der Biomedizin vorgeschlagen, um die
Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu verbessern und Vertrauen in die
Benutzung von KI-Algorithmen in der biomedizinischen Forschung und
zukünftig auch im Klinikalltag zu schaffen. Ihren Vorschlag haben die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Nature
Methods“ präsentiert.

In den letzten Jahrzehnten konnten aufgrund neuer Technologien
verschiedenste Systeme entwickelt werden, die z. B. in der Krebsforschung
riesige Mengen von biomedizinischen Daten erzeugen können. Parallel dazu
entwickelten sich völlig neue Möglichkeiten, diese Daten mit Methoden der
künstlichen Intelligenz zu untersuchen und auszuwerten. Beispielsweise
können KI-Algorithmen auf Intensivstationen anhand großer Datenmengen von
mehreren Überwachungssystemen frühzeitig ein Kreislaufversagen
vorhersagen, indem sie viele komplexe Informationen aus verschiedenen
Quellen gleichzeitig verarbeiten, was die menschlichen Fähigkeiten weit
übertrifft.

Dieses große Potential von KI-Systemen führt zu einer unüberschaubaren
Anzahl von biomedizinischen KI-Anwendungen, die sich aber nicht immer an
bewährte Verfahren halten oder über deren Funktionsweise, verwendete
Algorithmen oder die Datenherkunft in wissenschaftlichen Publikationen nur
unvollständige Angaben gemacht werden. Dadurch werden die Beurteilung und
umfassende Vergleiche von KI-Modellen erschwert.

Die Entscheidungen der KIs sind nicht immer nachvollziehbar und es
entstehen Ergebnisse, die nicht vollständig reproduzierbar sind. Diese
Situation ist natürlich gerade in der klinischen Forschung unhaltbar, da
hier das Vertrauen in KI-Modelle und transparente Forschungsberichte von
entscheidender Bedeutung sind, um die Akzeptanz von KI-Algorithmen zu
steigern und verbesserte KI-Methoden für die biomedizinische
Grundlagenforschung zu entwickeln.

Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Abteilung Data
Science in Biomedicine des Peter L. Reichertz Instituts für Medizinische
Informatik (PLRI) hat zur Lösung dieses Problems das Register AIMe
(“registry for artificial intelligence in biomedical research”)
vorgeschlagen. Das von der Wissenschaftsgemeinschaft betriebene Register
ermöglicht es, Autorinnen und Autoren neuer biomedizinischer KI-Methoden
leicht zugängliche, durchsuchbare und zitierfähige Berichte zu erstellen.
Diese Berichte können von der wissenschaftlichen Gemeinschaft untersucht
und geprüft werden.

Das frei zugängliche Register ist unter https://aime-registry.org abrufbar
und besteht aus einem anwenderfreundlichen Webdienst, der durch den AIMe-
Standard führt. Damit können Nutzerinnen und Nutzer von biomedizinischer
KI vollständige und standardisierte Berichte zu den verwendeten KI-
Modellen erstellen, indem alle relevanten Informationen zu der KI-
Anwendung abgefragt werden. Im Anschluss an die Eingabe wird eine
eindeutige AIMe-Kennung erstellt, die dafür sorgt, dass der Eintrag
langfristig auffindbar bleibt und in Publikationen angegeben werden kann.
Dadurch können Autorinnen und Autoren in Artikeln für Fachzeitschriften
auf die aufwendige Beschreibung aller Facetten der verwendeten KI
verzichten und einfach auf den Eintrag im AIMe-Register verweisen.

Da das Register als eine von der Wissenschaftscommunity betriebene
Webplattform konzipiert ist, kann jede Nutzerin und jeder Nutzer zu
bestehenden Einträgen Fragen stellen, Kommentare abgeben und
Verbesserungen vorschlagen. Dieses Feedback aus der wissenschaftlichen
Gemeinschaft wird auch in der jährlichen Aktualisierung des AIMe-Standards
aufgenommen und interessierte Forschende können dem AIMe-Lenkungsausschuss
beitreten, um sich stärker in die weitere Standardisierung der
biomedizinischen KI einzubringen.

„Im AIMe-Register können nicht nur neue KI-Methoden in zitierfähiger Form
registriert werden. Sie können auch nach vorhandenen Methoden für ihr
spezifisches Anwendungsgebiet suchen. Sie müssen also das Rad nicht jedes
Mal neu erfinden und können sich sicher sein, dass die benutzte KI-Methode
ordentlich evaluiert ist und sich an die AIMe-Standards hält. KI
Entwickler wie auch KI Anwender werden immens vom AIMe-Register
profitieren“, berichtet Professor Tim Kacprowski, Leiter der Abteilung
Data Science in Biomedicine des PLRI und Mitglied des Braunschweiger
Zentrums für Systembiologie (BRICS).

AA: Multifunktionaler Leichtbau für die Mobilität der Zukunft

Leicht, intelligent, zuverlässig: Das »Lasten-LeichtBauFahrrad« (L-LBF) zeigt das Potenzial des funktionsintegrierten Leichtbaus für die Mobilität  Ursula Raapke  Fraunhofer LBF
Leicht, intelligent, zuverlässig: Das »Lasten-LeichtBauFahrrad« (L-LBF) zeigt das Potenzial des funktionsintegrierten Leichtbaus für die Mobilität Ursula Raapke Fraunhofer LBF

Mobilität muss wettbewerbsfähig sein, nachhaltig und sicher. Leichtbau
spielt dabei eine große Rolle. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
des Fraunhofer LBF erforschen seit über 80 Jahren die Leichtbaupotenziale
von Fahrzeugen und ihren Komponenten. Auf der »IAA Mobility« in München,
7. bis 12. September, präsentieren sie völlig neue Ansätze des
nachhaltigen, zuverlässigen Leichtbaus für klimafreundliche Mobilität. Mit
dem »Lasten-LeichtBauFahrrad« (L-LBF) und dem »Batteriegehäuse im
Schachbrettdesign« wurden nachhaltige Werkstoffe, eine leichte
Rahmenkonstruktion, höhere Batteriekapazität, effiziente
Fertigungsverfahren und weitere funktionsintegrierte Lösungen realisiert.

Die bereichsübergreifenden Forscherteams im Fraunhofer-Institut für
Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF erarbeiten kontinuierlich
innovative Lösungen für effiziente Entwurfs-, Simulations- und
Absicherungswerkzeuge. Die Gestaltung, Bewertung und Modellierung von
Prozessen in der Produktentwicklung, die Beherrschung von Unsicherheiten
entlang der Wertschöpfungskette sowie nachhaltige Lösungen für
Kunststoffe, deren Recycling und biobasiertem Aufbau, stehen dabei im
Fokus.

Funktionsintegrierter Leichtbau am Beispiel Lastenfahrrad

Ein Forscherteam hat im Projekt »L-LBF«, basierend auf eigens
durchgeführten Fahrbetriebsmessungen sowie Ausgangsdaten über Masse und
Geometrie des gewählten kommerziellen Lastenrades, CAD-Modelle erstellt
und davon FE-Modelle abgeleitet. Diese wurden für die Entwicklung des
neuen Leichtbaurahmens verwendet. Der Clou dabei ist nicht nur die
Massereduzierung um knapp 40 Prozent im Vergleich zum Ausgangslastenrad,
sondern auch, dass in das Herzstück des Rahmens, einem zentralen
Hohlprofilträger aus hochfester Aluminiumlegierung, ein ebenfalls in
diesem Projekt entwickeltes Batteriesystem diebstahlsicher und
witterungsbeständig ohne zusätzliches Gehäuse integriert werden kann. Das
Batteriesystem weist die doppelte Speicherkapazität zum regulär
verwendeten Akkusystem auf.
Weitere Entwicklungsergebnisse aus den Bereichen der Sensorintegration in
das Lastenrad, wie auch der nachhaltigen Transportboxsysteme werden auf
der IAA präsentiert. Darüber hinaus bieten die umgesetzten Features hohes
Potenzial für viele Anwendungen in unterschiedlichen Branchen, wie
Maschinenbau, Medizin oder auch Urban Air Mobility.

Das innovative Lastenrad ist auf dem Fraunhofer-Stand im Open Space am
Königsplatz 185 zu sehen. Dr. Saskia Biehl, die das »L-LBF«-Projekt am
Fraunhofer LBF leitet, präsentiert Details dazu im Rahmen von „Let’s talk
Mobility“, dem Preview-Event zur IAA 2021, Dienstag, 7. September 2021,
10.00-10.45 Uhr.

Über die Fortschritte des Projekts »Lasten-LeichtBauFahrrad« informiert
eine eigene Webseite unter www.lbf.fraunhofer.de/L-LBF

Leichtbau von Batteriegehäusen: neues Fertigungsverfahren für integriertes
Thermomanagement

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer LBF haben ein
kosteneffizientes Leichtbau-Batteriegehäuse aus polymerbasierten
Werkstoffen entwickelte. Die Gehäusestruktur besteht aus einem
Polymerschaumkern und endlosfaserverstärkten Thermoplasten (CFRTP) als
verstärkende Deckschichten, die mit einem neuartigen Fertigungsverfahren
verbunden werden. Zur Vorhersage des Bauteilverhaltens während der
Herstellung wurden verschiedene Simulationsmethoden entwickelt. Die
Sicherheit und Zuverlässigkeit des Batteriegehäuses wird anhand
realitätsnaher Anforderungen im Fraunhofer LBF untersucht. Zusehen in:
Summit Halle B1 / C 60.
Über die Entwicklungen des Projekts »GHOST« informiert eine eigene
Webseite unter www.lbf.fraunhofer.de/ghost

Der „Regenwald-Verbrauchertisch“ – ein innovatives neues Ausstellungsmodul im Museum Koenig

Wie können wir unser Klima und die Biodiversität schützen? Das sind die
brennenden Fragen unserer Zeit. Auch der tropische Regenwald brennt –
jedes Jahr werden weltweit fast 160.000 Quadratkilometer Regenwald
vernichtet, das entspricht fast der Hälfte der Fläche von Deutschland. Ein
neues multimediales und interaktives Ausstellungsmodul im LIB Museum
Koenig stellt nun auf anschauliche Weise die Bezüge zwischen unserem
eigenen alltäglichen Konsumverhalten und der Regenwald-Zerstörung her

Am „Regenwald-Verbrauchertisch“ können Besucherinnen und Besucher
spielerisch erkunden, wie unsere täglichen Entscheidungen für die nächste
Mahlzeit oder beim Griff ins Supermarktregal den Zustand der tropischen
Regenwälder beeinflussen. Realisiert wurde das neue Ausstellungsmodul dank
der Förderung durch die Stiftung Umwelt und Entwicklung Nordrhein-
Westfalen und die Alexander-Koenig-Gesellschaft e.V.

Tagtäglich brennt und fällt artenreicher tropischer Regenwald – in
Südamerika, Afrika und Asien. Jede Minute schwinden 42 Fußballfelder Wald.
Eine der Hauptursachen für die Regenwald-Zerstörung ist beispielsweise der
hohe Fleischkonsum in den Industrieländern, also auch hier in Europa bzw.
Deutschland. Insbesondere im Amazonasgebiet werden riesige Flächen
Regenwald gerodet – zur Gewinnung von Weideland für Rinder, deren Fleisch
in alle Welt exportiert wird, und zur Schaffung von Anbauflächen für Soja,
das als „Kraftfutter“ in den hiesigen Mastbetrieben an Schweine, Rinder
und Hühner verfüttert wird und so der industriellen Fleischproduktion
dient.

Ein neues, multimediales und interaktives Ausstellungsmodul im LIB Museum
Koenig lädt Besucherinnen und Besucher jetzt ein, am gedeckten „Regenwald-
Verbrauchertisch“ Platz zu nehmen und die bereit gestellten Gegenstände
durch Berührung „zum Leben zu erwecken“. Über ein Auswahlmenu können sie
entscheiden, welche Mahlzeit auf den Teller und welches Heißgetränk in die
Tasse kommt oder aus welchem Holz ihr Schneidebrett geschnitzt sein soll.
Mittels Projektion erscheint die gewählte Alternative virtuell auf dem
dreidimensionalen Gegenstand am Tisch. Zur visuellen Abrundung kommt in
animierten Bildern beispielsweise noch ein Klecks Ketchup mit auf den
Fleischteller XXL oder wird das Steak vom regionalen Bio-Rind mit einer
Prise Kräutersalz bestreut.

Welchen Einfluss die von den Besuchenden gewählte Alternative auf den
tropischen Regenwald hat, wird gleichzeitig unmittelbar in der Mitte des
Tisches sichtbar, wo sich als dreidimensionale Projektionsfläche das
Kronendach eines Regenwaldes erhebt, der sich darunter im Tischsockel als
reales Miniaturmodell fortsetzt. Wurde eine regenwaldschonende Wahl
getroffen erstrahlt dort weiter das sattgrüne Kronendach, über das die
Papageien fliegen. Wurde eine regenwaldschädliche Alternative gewählt,
ertönen Kettensägen und der Regenwald beginnt zu schwelen und schließlich
zu brennen. Zur vertiefenden Auseinandersetzung mit den Zusammenhängen,
die die ausgewählte Alternative zu einem regenwaldschädlichen oder
regenwaldschonenden Produkt machen, liefert ein Infofeld erläuternde
Texte, Bilder und Videos. Im Sinne des Edutaining vermittelt der
„Regenwald-Verbrauchertisch“ auf diese Weise gleichzeitig unterhaltsam und
lehrreich, wie wir mit unserem  eigenen Konsumverhalten zur Zerstörung
oder auch zum Erhalt der tropischen Regenwälder beitragen können.

„Der Verbrauchertisch ist ein wunderbares Instrument, mit dem wir im
wahrsten Sinne des Wortes begreifen, wie sich unser Konsumverhalten auf
den empfindlichen Lebensraum Regenwald auswirkt“ erläutert Viktor Haase,
Vertreter des Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und
Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen bei der offiziellen
Einweihung des Ausstellungsmoduls. Finanziert wurde der „Regenwald-
Verbrauchertisch“ über eine Förderung durch die Stiftung Umwelt und
Entwicklung Nordrhein-Westfalen und die Alexander-Koenig-Gesellschaft e.V.
(AKG), die sich als Projektträger mit 20% an der Finanzierung beteiligt
hat.

„Die spielerische Vermittlung von Wissen, bei der man auch direkt erfährt,
wie man sein Verhalten ändern kann, wird vor dem Hintergrund der sich
verschärfenden Klima- und Umweltveränderung immer wichtiger“, sagt
Christiane Overkamp, Geschäftsführerin der Stiftung Umwelt und Entwicklung
Nordrhein-Westfalen. „Durch die Förderung des Projektes hat die Stiftung
ein zentrales und originelles Modul der neuen Regenwald-Ausstellung
ermöglicht, die uns als Fördergesellschaft des Museums besonders am Herzen
liegt“ freut sich Helmut Stahl, Präsident der AKG. Der Direktor des LIB
Museum Koenig, Prof. Dr. Bernhard Misof, dankt der Stiftung und der AKG:
„Wir sind sehr froh, dass die Förderung die Realisierung dieses
innovativen Ausstellungsmoduls, mit dem wir unserem Bildungsauftrag als
Museum zeitgemäß gerecht werden können, möglich gemacht hat.“

Der „Regenwald-Verbrauchertisch“ steht zurzeit als Sonderstation im 1.
Stock des Museum Koenig für die Besuchenden bereit und wird zukünftig Teil
der zurzeit noch im Aufbau befindlichen Dauerausstellung „Regenwald“ sein.

Über das LIB
Das Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) widmet
sich der Erforschung der biologischen Vielfalt und ihrer Veränderung. Seit
dem 1. Juli 2021 arbeiten unsere Forschenden an zwei Standorten: dem
Zoologischen Forschungsmuseum Alexander Koenig in Bonn sowie dem
ehemaligen Centrum für Naturkunde in Hamburg. Generaldirektor ist Prof.
Dr. Bernhard Misof, der das LIB standortübergreifend leitet.

Über die Leibniz-Gemeinschaft
Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören zurzeit 96 Forschungsinstitute und
wissenschaftliche Infrastruktureinrichtungen für die Forschung sowie drei
assoziierte Mitglieder. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von
den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-,
Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften.
Leibniz-Institute arbeiten strategisch und themenorientiert an
Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung Bund und Länder
fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam.

Die internationale Wissens- und Kommunikationsplattform der ARL zum Themenfeld Raumentwicklung startet bald!

Der Countdown läuft: Die Wissens- und Kommunikationsplattform der ARL <<
arl-international.com>> wird am 28. September 2021 online gehen. Auf der
Plattform können sich Wissenschaftler/innen und Praktiker/innen aus aller
Welt austauschen und so einen wesentlichen Beitrag zur aktiven Gestaltung
des Europäischen Forschungsraums im Bereich der Raum- und
Planungswissenschaften leisten.

Die neue Plattform bietet:

- Länderprofile mit Informationen über die Planungssysteme verschiedener
Länder,
- englische Übersetzungen zentraler ARL-Literatur zu raumbezogenen Themen,
- leicht zugängliches Wissen zu aktuellen Raumthemen,
- und vieles mehr!

Unser Anspruch ist es, einen hohen Qualitätsstandard für alle
Plattforminhalte zu gewährleisten!

Wir freuen uns auf einen Austausch und eine rege Interaktion ohne
geografische Grenzen und laden Sie ein die Plattform und ihr Angebot
künftig aktiv zu nutzen und mitzugestalten!

Die Aktivitäten der ARL sind vielfältig und unser Netzwerk ist groß. Die
Plattform bietet einen einfachen Zugang zu wichtigen Informationen rund um
das Thema Raumentwicklung und ermöglicht es Ihnen Ihr Wissen und Ihre
Ideen zu teilen! Interessiert?!
Hier geht es zu unserem Welcome-
Video:https://www.youtube.com/watch?v=kvEkdVZku3U

Die Plattform bietet wichtige Erkenntnisse für und Einblick in die
zukunftsorientierte Entwicklung räumlicher Strukturen und die dafür
notwendigen politischen und planerischen Maßnahmen. Seien Sie dabei und
kommunizieren Sie künftig auf einfache Weise mit Kolleginnen und Kollegen
aus Praxis und Wissenschaft weltweit!

Interesse, Fragen, Ideen? Kontaktieren Sie uns: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.