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Herzlich Willkommen auf der Seite des Lehrstuhls für Reliable Machine Learning

Machine Learning Laptop
© colourbox.de

Der Lehrstuhl "Reliable Machine Learning" erforscht die Eigenschaften von Machine Learning Algorithmen. Angesichts des Erfolgs von Deep Learning Methoden in Anwendungen wie Bilderkennung, Spracherkennung und automatischer Übersetzung sind vor allem die Eigenschaften von Neuronalen Netzen von Interesse.

Auch wenn ein trainiertes neuronales Netz z.B. bei der Bilderkennung auf realen Daten sehr gute Ergebnisse liefert, wurde empirisch wiederholt eine Anfälligkeit für sogenannte "adversarial examples" festgestellt: Eine minimale (für den Menschen nicht wahrnehmbare) Änderung der Eingabedaten kann das neuronale Netz dazu bringen, eine falsche Ausgabe zu liefern.

Ein wichtiges Forschungsthema des Lehrstuhls ist deshalb, die Gründe für die Existenz solcher adversarial examples (also für die Instabilität von trainierten neuronalen Netzen) mathematisch zu verstehen, um aufbauend auf diesem Verständnis Methoden zu entwickeln, die beweisbar robuste neuronale Netze produzieren.

Die Forschung des Lehrstuhls wird auch im Rahmen des Emmy Noether Projekts "Stability and Solvability in Deep Learning" gefördert.

Forschungsthemen des Lehrstuhls für Reliable Machine Learning

Über uns

Prof. Voigtlaender stellt sich und den Lehrstuhl vor

Vorschaubild Felix Voigtlaender

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Neuigkeiten aus der Mathematik

Dr. Dominik Stöger neuer Juniorprofessor für Data Science

Dr. Dominik Stöger (29) hat an der KU die neue Juniorprofessur für Data Science an der Mathematisch-Geographischen Fakultät übernommen. Diese ist Teil des Tenure-Track-Programmes der KU zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, das mit rund fünf Millionen Euro aus dem entsprechenden Bund-Länder-Programm gefördert wird. Den Rahmen für den fachübergreifenden Austausch zwischen den insgesamt sieben Juniorprofessuren bildet ein Konzept zum Oberthema „Eine am Menschen orientierte digitale Gesellschaft“.

Data Science beschäftigt sich mit der Auswertung von Daten, die im Zuge der digitalen Revolution in immer größerem Umfang zur Verfügung stehen. „Denken Sie etwa an die großen Fortschritte bei der DNA-Sequenzierung in der Biologie, aufgrund derer mittlerweile enorme Datenmengen an Erbinformationen zur Verfügung stehen“, erklärt Stöger. Im Hinblick auf Deep-Learning-Verfahren etwa sei die Theoriebildung jedoch noch am Anfang und mathematisch noch unzureichend verstanden, wie diese Verfahren funktionieren. Dies sei jedoch zunehmend problematisch, da solche Algorithmen auch verstärkt in Bereichen zum Einsatz kämen, die sicherheitsrelevant sind – etwa in der Medizin oder dem autonomen Fahren.

„Das Ziel meiner Forschung ist es, ein theoretisches Fundament zu entwickeln, das erklärt, warum und unter welchen Voraussetzungen diese Methoden funktionieren. Dafür verwende ich unter anderem Methoden aus der hochdimensionalen Wahrscheinlichkeitstheorie, der Statistik als auch aus der mathematischen Optimierung“, schildert Stöger, der sich in dieser Hinsicht auch als Grundlagenforscher versteht. So gelte es etwa mathematisch zu klären, wie viele Daten für eine valide und sichere Aussage wirklich nötig sind.

Dr. Dominik Stöger studierte Mathematik von 2011 bis 2015 Mathematik an der Technischen Universität München. Für seine Promotion im Jahr 2019 beschäftigte er sich mit sogenannten bilinearen inversen Problemen wie die blinde Entfaltung, welche zum Beispiel in der Nachrichtentechnik oder der Bildverarbeitung auftauchen. Als Postdoc war Stöger zuletzt seit 2019 an der University of South California in Los Angeles tätig.

Mathematisches Institut für Maschinelles Lernen und Data Science

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Der Lehrstuhl für Reliable Machine Learning ist Teil des Mathematischen Instituts für Maschinelles Lernen und Data Science, kurz MIDS.
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