Profilthema Cognitive Science

Verbundforschung

Verbundforschungsprojekte sind Projekte, bei denen Wissenschaftler:innen aus verschiedenen Fachrichtungen und oft auch universitätsübergreifend zusammenarbeiten, um komplexe Forschungsfragen und Herausforderungen zu lösen, die von einer einzelnen Disziplin nicht adäquat adressiert werden können.

Hauptprojekte

Direktor:innen Prof. Constantin A. Rothkopf
Laufzeit ab 2019
Webseite https://www.tu-darmstadt.de/cogsci/
Kurzbeschreibung Das Centre for Cognitive Science an der Technischen Universität Darmstadt verbindet Fakultätsmitglieder verschiedener Disziplinen, die ihre Kräfte zur wissenschaftlichen Untersuchung von adaptivem, intelligentem Verhalten bei Menschen und Maschinen gebündelt haben.
Direktor:innen Prof. Constantin A. Rothkopf (Darmstadt), Prof. Roland W. Fleming (Gießen), Prof. Frank Bremmer (Marburg)
Laufzeit 4/2021 – 12/2025
Webseite https://www.theadaptivemind.de/
Kurzbeschreibung The Adaptive Mind ist ein Clusterprojekt, das Forschende aus der experimentellen Psychologie, der klinischen Psychologie und der künstlichen Intelligenz zusammenbringt, um zu verstehen, wie sich der menschliche Geist erfolgreich an veränderte Bedingungen anpasst und was passiert, wenn diese Anpassungsprozesse versagen.
Direktor:innen Prof. André Seyfarth
Laufzeit 1/2021 – 12/2025
Webseite https://www.tu-darmstadt.de/lokoassist/
Kurzbeschreibung Beinprothesen und -orthesen können als aktive Bewegungsassistenzsysteme oder kurz “Assistenzsysteme” bezeichnet werden, wenn sie individuell und situationsabhängig einen durchgeführten Bewegungsablauf erfassen und ihn gleichzeitig durch Einwirken von Kräften und Momenten geeignet unterstützen. Ein solches Assistenzsystem kann “nahtlos” in das Körperschema integriert werden, wenn es unterschiedliche Bewegungsabsichten selbstständig erkennt und daraus ein intuitiv vorhersagbares motorisches Verhalten erzeugt und sich damit nahtlos in das Erleben des Bewegungsalltags einfügt. Assistenzsysteme versprechen somit eine deutlich erweiterte Bewegungsfunktionalität bei gleichzeitig geringerem metabolischen Energieaufwand, besserer individueller Anpassungsfähigkeit sowie höherem Bewegungskomfort im Vergleich zu konventionellen passiven oder semiaktiven Beinprothesen bzw. -orthesen.
Dieses bisher noch wenig erschlossene Potential von Assistenzsystemen wird im GRK adressiert. Neben der Entwicklung innovativer Technologien fordert es die durchgehende aktive Einbindung potentieller Nutzenden selbst in den Forschungs- und Entwicklungsprozess, um eine hohe Akzeptanz der sich selbsttätig bewegenden künstlichen Körperteile bzw. des eng mit dem Körper interagierenden mechatronischen Assistenzsystems zu erreichen. Auch die individuellen Erfahrungen des eigenen Körperbildes werden im GRK berücksichtigt, wodurch sich grundlegende und nur interdisziplinäre zu bearbeitende Forschungsfragen ergeben.
Direktor:innen Prof. Andreas Dreizler (ad interim)
Laufzeit 10/2020 – 9/2025
Webseite https://kompaki.de/
Kurzbeschreibung Im Kompetenzzentrum für Arbeit und Künstliche Intelligenz (KI) treffen Partner aus Wissenschaft und Praxis aufeinander, um Fragestellungen zu KI in der Arbeitswelt zu erforschen und direkt umzusetzen. Das Ziel von KompAKI ist die anwendungsorientierte Forschung zum Einsatz von KI in der Arbeitswelt und wo dafür Potentiale liegen, wie solche KI-basierten Systeme gestaltet sein sollten und wie das die Arbeitswelt verändert. Dabei möchten wir das gesamte Wissen in die unternehmerische Praxis und Arbeitswelt tragen.

Das Verbundprojekt wird vom BMBF für fünf Jahre gefördert und setzt sich aus elf Forschungspartnern, darunter die TU Darmstadt und die Hochschule Darmstadt, acht Unternehmen, der Industrie- und Handelskammer sowie assoziierter Partner zusammen.
Direktor:innen Prof. Kristian Kersting, Prof. Constantin A. Rothkopf
Laufzeit 1/2021 – 12/2025
Webseite https://www.tu-darmstadt.de/whitebox
Kurzbeschreibung Der vom hessischen Ministerium für Wissenschaft und Kunst (HMWK) geförderte LOEWE-Schwerpunkt WhiteBox zielt darauf ab, Methoden an der Schnittstelle zwischen der Kognitionswissenschaft und der KI-Forschung zu entwickeln, um menschliche und künstliche Intelligenz besser zu verstehen.

Projektbeteiligungen

Direktor:innen Prof. Mira Mezini, Prof. Kristian Kersting, Prof. Jan Peters, Prof. Stefan Roth
Laufzeit 4/2021 – 12/2025
Webseite https://hessian.ai/de/projekte/3ai-the-third-wave-of-ai/
Kurzbeschreibung Forschende unter der Leitung der TU Darmstadt wollen eine neue Ära in der Entwicklung von Künstlicher Intelligenz (KI) einläuten: Ihre KI-Systeme sollen menschenähnliche Kommunikations- und Denkfähigkeiten erwerben, neue Situationen erkennen, einordnen und sich selbstständig an sie anpassen. Das Projekt „Reasonable Artificial Intelligence“ (ehemals „Third Wave of AI“) wird im Rahmen der Förderlinie „Clusterprojekte“ des Landes Hessen zur Vorbereitung auf die nächste Runde der Bund-Länder-Exzellenzstrategie bis 2025 mit 5,2 Millionen Euro gefördert und verbindet KI-Forschung der TU Darmstadt und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Das Projekt ist eng mit dem Hessischen Zentrum für Künstliche Intelligenz (hessian.AI) verknüpft.
Direktor:innen Prof. Mira Mezini, Prof. Kristian Kersting
Laufzeit 9/2020 – 12/2024
Webseite http://hessian.ai
Kurzbeschreibung hessian.AI hat das Ziel, die Spitzenforschung, die die dritte Welle der KI prägt, weiter voranzutreiben, konzentriert sich auf konkrete praktische Anwendungen, um Antworten auf die wichtigen Herausforderungen unserer Zeit zu finden und transferiert Wissen in Wirtschaft und Gesellschaft. Das Land Hessen fördert Aufbau und Betrieb des hochschulübergreifenden Hessischen KI-Zentrums (hessian.AI) mit Hauptsitz an der TU Darmstadt.
Direktor:innen Prof. Winfried Rief (Philipps-Universität Marburg)
Laufzeit 1/2024 – 12/2027
Webseite https://www.tu-darmstadt.de/whitebox
Kurzbeschreibung Psychische Erkrankungen zählen zu den häufigsten und folgenschwersten Erkrankungen, jede:r Vierte ist davon betroffen – quer durch alle Bevölkerungsschichten. Je früher, besser und präziser die Behandlung, desto höher sind die Behandlungserfolge. Mit einer neuartigen Herangehensweise wollen Wissenschaftler*innen von vier hessischen Universitäten gemeinsam bessere Therapieansätze entwickeln. Die Kernidee von DYNAMIC ist, nicht nur einzelne Merkmale wie Ängste, negative Stimmung oder einzelne Aktivierungsprozesse im Gehirn zu betrachten, sondern deren Vernetzung und die dynamische Veränderung dieser Netzwerke in den Blick zu nehmen und mit Hilfe von KI zu analysieren. Dynamische Netzwerk-Modelle können das Verständnis psychischer Erkrankungen und ihre Behandlung revolutionieren, weil sie ein besseres Verständnis der Abhängigkeiten einzelner Symptome und Syndrome voneinander sowie der Dynamik ihrer Veränderungen bei psychischen Störungen bieten.
Das vom hessischen Ministerium für Wissenschaft und Kunst (HMWK) geförderte LOEWE-Zentrum DYNAMIC (Dynamic Network Approach of Mental Health to Stimulate Innovations for Change) läuft unter Federführung der Philipps-Universität Marburg. Die antragsbeteiligten TU-Forschenden sind Professorin Iryna Gurevych und Professor Kristian Kersting.

PlexPlain – Erklärende KI für Komplexe Lineare Programme am Beispiel intelligenter Energiesysteme

Direktor:innen Prof. Frank Jäkel, Prof. Florian Steinke
Laufzeit 4/2020 – 3/2023
Webseite https://www.softwaresysteme.pt-dlr.de/de/ki-erkl-rbarkeit-und-transparenz.php
Kurzbeschreibung In „PlexPlain“ wird zum einen grundlagenorientiert in Verhaltensstudien untersucht, wie Menschen lineare Programme verstehen. Zum anderen werden neue Methoden entwickelt, die lineare Programme (semi-)automatisch vereinfachen, in graphische Modelle übersetzen und Erklärungen erzeugen. In den Verhaltensstudien werden Versuchspersonen mit Planungsproblemen konfrontiert, die durch lineare Programme optimal gelöst werden können. Die beobachteten Lösungsstrategien und begleitende Erklärungen fließen in die Entwicklung der neuen Methoden ein, die ihrerseits zu überprüfende Hypothesen für verständlichere Erklärungen liefern. Insbesondere werden graphische Modelle aus komplexen Systemen extrahiert und zur Darstellung von verständlichen, qualitativen Wirkzusammenhängen genutzt.