Vermitteln und begeistern

„Maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz beeinflussen unser Leben. Heute – und in Zukunft noch mehr“, stellt Auguste Schulz fest. „Das sollen die Menschen verstehen und kritisch reflektieren.“ Dass man dabei nicht früh genug ansetzen kann, ist die Idee hinter der Initiative „KI macht Schule“. Sie bringt die Diskussion rund um künstliche Intelligenz (KI) in die Schule und vermittelt Schüler:innen erste praktische Erfahrungen mit den Technologien und Systemen dahinter.

Schulz hat zusammen mit acht weiteren Studierenden und Doktorand:innen die Tübinger Lokalgruppe des bundesweiten Projekts ins Leben gerufen und koordiniert die Gruppe. Im Team bieten sie Schüler:innen ab Klassenstufe 9 kleine Workshops an, die im Wesentlichen drei Bestandteile haben: Zuerst geben Schulz und ihre Kolleg:innen eine kurze Einführung in einen Teilbereich der KI – zum Beispiel in ein System der Bildanalyse, das Gesichter erkennen und analysieren kann. Diese Technologie wird dann in einem zweiten Schritt von den Schüler:innen genutzt, um eine eigene Anwendung zu konfigurieren, die beispielsweise erkennt, ob die Menschen auf ausgewählten Bildern Masken tragen.

Zum Abschluss reflektieren die Schüler:innen, woran sie zuvor exemplarisch gearbeitet haben. „Man muss Technologien selbst ausprobieren, um sie wirklich verstehen zu können. Und erst wenn man sie richtig verstanden hat, kann man bewusst mit ihnen umgehen“, unterstreicht Schulz. So werden Fragen diskutiert wie: Was passiert, wenn jemand eine Brille trägt? Was bei Menschen unterschiedlicher Hautfarbe? Wie wichtig ist es, dass solch intelligente Systeme mit den richtigen Daten trainiert werden?

Cyber Valley und die gemeinsame Mission

Fragen wie diese sind es auch, die Schulz über den Kern ihrer eigenen Forschung hinaus antreiben. Und die sie mit dem KI-Forschungskonsortium Cyber Valley verbinden. Denn sozial-ethische Fragestellungen und Diskussionen anzustoßen und so bei den Themen KI und maschinelles Lernen zum Dialog zwischen Forschenden und der Gesellschaft beizutragen, das ist eine Aufgabe, bei dem das Cyber Valley Public Engagement Team gern unterstützt.

„KI-Systeme und das maschinelle Lernen sind so verbreitet in unserer Gesellschaft, dass es einfach wichtig ist, über diese Themen zu sprechen und mit der Gesellschaft in einen Austausch zu kommen“, gibt Schulz zu bedenken. Wie das gut funktionieren kann, sieht man am Beispiel der Schul-Workshops. Denn dort ist der Austausch keine Einbahnstraße. Auch Auguste Schulz nimmt von der Interaktion mit den Schüler:innen eine Menge mit. „Richtig interessant ist, dass Schülerinnen und Schüler nachfragen und nicht lockerlassen. Da merkt man dann, wie gut hab’ ich das Thema wirklich selbst verstanden“, sagt Auguste, der man die Begeisterung für diesen Austausch deutlich ansieht.

Von Physikerin zu Physikerin

Besonders am Herzen liegt es der Doktorandin, Kinder für naturwissenschaftliche und technische Themen, die sogenannten MINT-Fächer, zu gewinnen. Vor allem die Kinder, die vielleicht noch gar nicht über eine naturwissenschaftliche oder technische Karriere nachgedacht haben – oder sich das noch nicht zutrauen. Ihnen möchte Schulz, die selbst Physik studiert hat, zeigen, dass es auch Forscherinnen in diesen Bereichen gibt. „Noch fällt man im Studium teilweise als Frau auf. Oder man wird oft darauf angesprochen, dass man nicht wirklich wie ein Physiker aussieht“, stellt Schulz fest. Deshalb sei es so wichtig, solche Denkmuster so früh wie möglich zu brechen – und zwar bereits vor der Studienwahl.

„Es ist immer schwer, sich selbst als Vorbild zu sehen“, meint Schulz dabei. „Aber ich kann über meine Erfahrungen sprechen. Und vor Kurzem erst habe ich eine junge Schülerin getroffen, die sich sehr gefreut hat, auch mal eine Physikerin kennenzulernen.“

Austausch fördern

Mit ihrer ansteckenden Begeisterung nimmt Auguste Schulz also nicht nur Schüler:innen für sich und das Thema KI ein, sie teilt diese auch mit Kolleg:innen aus ganz unterschiedlichen Forschungsbereichen. Diese Zusammenarbeit über die Grenzen der Disziplinen hinweg ist ein weiterer Fokus, für den Schulz Unterstützung im Cyber Valley findet.

Für Auguste Schulz begann die fächerübergreifende Arbeit bereits im Physikstudiums an der Universität Heidelberg. Während ihres Auslandsjahrs in England entdeckte sie ihre Faszination für Neurotechnik, die das Nervensystem und die Hirnaktivität untersucht. Weil das einfach spannender sei als Teilchenphysik, so Schulz lachend. Es folgt der Master in Neuro-Engineering in München und dann der besagte Wechsel nach Tübingen, wo sie in Cyber Valley einen Verbund vieler Gleichgesinnter in ganz unterschiedlichen Forschungsgruppen findet.

„Uns alle eint, dass wir neue statistische Methoden entwickeln und das maschinelle Lernen nutzen wollen, um aus den vielen wissenschaftlichen Daten, die aufgenommen werden, etwas zu lernen“, beschreibt Schulz die Verbundenheit im Cyber Valley.

Schöne neue statistische Welten

Im Rahmen ihrer Doktorarbeit erforscht Schulz aktuell die Zusammenhänge zwischen der Hirnaktivität und dem Verhalten von Tieren. Sie untersucht, was in unserem Gehirn geschieht, während Tiere ein bestimmtes Verhalten zeigen – und welche neuronale Aktivität welches Verhalten ermöglicht. Dabei wird heutiges Verhalten zum Beispiel auch vom Verhalten in der Vergangenheit beeinflusst.

Will man diese Zusammenhänge erforschen und abbilden, ist man mit riesigen Datenmengen konfrontiert. Normale statische Methoden kommen hier an ihre Grenzen. Deshalb greift Schulz auf Methoden des Maschinellen Lernens zurück, um möglichst viel aus diesen komplexen Daten zu extrahieren. Und um so den Neurowissenschaftler:innen, mit denen sie am Projekt zusammenarbeitet, zu helfen, neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Dabei ist es auch das übergeordnete Ziel von Schulz’ Arbeit, maschinelles Lernen zu nutzen, im Austausch mit Kolleg:innen anderer Fachrichtungen neue Methoden zu entwickeln und diese dann wiederum für eine ganze Reihe anderer Anwendungen nutzbar zu machen. Denn statt Hirndaten können auf diese Weise genauso gut Gesundheitsdaten, Klimadaten oder Daten aus der Quantenphysik besser analysiert werden.

Wünsche für die Zukunft

Und genau diese Zusammenarbeit und das Miteinander mit anderen Disziplinen empfindet Auguste Schulz als besonders bereichernd. So verwundert es kaum, was sie sich für die Zukunft im Verbund Cyber Valley wünscht: „Die Unterstützung hier ist schon super. Vor allem für die Zeit nach der Pandemie wünsche ich mir aber noch mehr Interaktion und Austausch. Auf dem Campus in Bars oder Cafés, aber auch in vielen neuen Initiativen von Forschenden und Studierenden.“ Damit es auch in Zukunft neuen Nachwuchsforschenden leichtfällt, hier anzukommen, ein spannendes Forschungsklima zu finden und in Dialog mit der Gesellschaft zu treten.