Der Exzellenzcluster RAI unter Federführung der Technischen Universität Darmstadt widmet sich der Entwicklung einer neuen Generation von KI-Systemen, die auf vernünftiger Ressourcennutzung, Datenschutz und kontinuierlicher Verbesserung basieren. Mit vier Forschungsbereichen arbeiten multidisziplinäre Teams an der Gestaltung der Zukunft der KI. In den vergangenen zehn Jahren hat Deep Learning bedeutende Fortschritte in der Künstlichen Intelligenz ermöglicht. Dennoch weisen aktuelle KI-Systeme Schwächen auf, darunter mangelndes logisches Denkvermögen, Schwierigkeiten im Umgang mit neuen Situationen und die Notwendigkeit kontinuierlicher Anpassungen. Nicht zuletzt erfordern aktuelle KI-Systeme umfangreiche Ressourcen. Das Exzellenzclusterprojekt strebt daher die Entwicklung der nächsten Generation von KI an, der „Reasonable Artificial Intelligence“ (RAI). RAI gehört zum Forschungsfeld Information and Intelligence (I+I) der TU Darmstadt.

Forschende unter anderem des Centre for Cognitive Science der TU Darmstadt steuern in diesem Forschungscluster ihre Expertise auf den Gebieten der Kognitionswissenschaft und Künstlichen Intelligenz bei. In „The Adaptive Mind“ untersuchen sie gemeinsam mit ihren Kolleg*innen der Universitäten Gießen und Marburg menschliches Verhalten unter sich verändernden äußeren Bedingungen – in etlichen Situationen reagieren Menschen durch Stabilität, in anderen durch Anpassung. Eine zentrale Fragestellung im Cluster ist die nach der Balance zwischen diesen Strategien im Rahmen von adaptiven und lernenden Systemen. Und es geht um neue Zugänge, wie menschliches Wahrnehmen, Denken, Entscheiden, Handeln und Lernen verstanden und computational modelliert werden kann. Das Thema ist in vielen Wissenschaften relevant – in den Kognitions- und Neurowissenschaften, der Psychologie, bei lernenden Robotern oder beim Training neuronaler Netze. TAM gehört zum Forschungsfeld Information and Intelligence (I+I) der TU Darmstadt.

PRISMA++ ist das Folgeprojekt zum Exzellenzcluster „Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter“ (PRISMA+). Der Cluster wurde gemeinsam vom Institut für Physik der JGU, dem Institut für Kernphysik der JGU und dem Helmholtz-Institut Mainz beantragt. Ziel des Clusters ist es, nach „neuer Physik“ zu suchen, die über das sogenannte Standardmodell der Teilchenphysik hinausgeht. Die Erforschung der Grenzen des Standardmodells basiert auf drei Säulen: Synergie zwischen Theorie und Experiment, modernste Einrichtungen auf dem Campus und starke internationale Zusammenarbeit. Einer der Schlüsselaspekte des Clusters ist der Bau und Betrieb des Teilchenbeschleunigers MESA (Mainz Energy-recovering Superconducting Accelerator), der den Vergleich von hochpräzisen Messungen mit den Prognosen der theoretischen Physik ermöglichen soll. In der neuen Förderperiode soll der Cluster auch die Physik bei hohen und niedrigen Energien erforschen, um neue Teilchen und Phänomene zu entdecken. Außerdem soll die Untersuchung der Eigenschaften von Neutrinos intensiviert werden. Das wissenschaftliche Programm des „Mainz Institute of Theoretical Physics“ sowie die Hardwareentwicklung im „PRISMA Detektorlabor“ werden die Aktivitäten des Clusters weiterhin maßgeblich unterstützen. Die „Mainz Physics Academy“ wird weiterhin das Dach für alle Maßnahmen zur Ausbildung und Karriereplanung des wissenschaftlichen Nachwuchses bilden. Sprecher*innen von PRISMA++ sind Prof. Dr. Concettina Sfienti vom Institut für Kernphysik und Prof. Dr. Alfons Weber vom Institut für Physik der JGU.

Zellen bestehen aus Milliarden von Molekülen, die von Einzelmolekülen über große Molekülkomplexe bis hin zu Organellen organisiert sind. Obwohl die Funktionen vieler einzelner Moleküle inzwischen gut charakterisiert sind, bleibt vielfach unklar, wie die zelluläre Architektur entsteht, funktioniert und wie ihre Bestandteile miteinander interagieren. Die Wissenschaftler*innen von SCALE wollen die Selbstorganisationsprinzipien der Zelle aufdecken und eine räumlich wie zeitlich hochaufgelöste Simulation der Zelle erstellen. So wollen sie besser verstehen, wie Zellen wirklich funktionieren und wie ihre verschiedenen „Maschinen“ zusammenarbeiten.

Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems gehen häufig einher mit Lungenkrankheiten. Weltweit sind sie die häufigsten Todesursachen. Ziel des Exzellenzclusters ist es, zu verstehen, welche molekularbiologischen Prozesse dem Funktionieren dieser Organe und ihrem Versagen bei Erkrankungen zugrunde liegen. Dazu entwickeln die CPI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler hochschulübergreifend Modellsysteme von Zellkulturen bis zu Tiermodellen und kombinieren die Ergebnisse mit Untersuchungsdaten von Patientinnen und Patienten, um neue Therapieansätze zu finden. Der Cluster wurde erstmals von 2006 bis 2018 als „Excellence Cluster Cardio-Pulmonary System“ gefördert und konnte sich 2019 erneut als Exzellenzcluster Cardio-Pulmonary Institute durchsetzen.